Evidências recentes indicam que as áreas clássicas ‘motoras’ também podem ter funções cognitivas. Realizamos três experimentos de neuroimagem para investigar a neuroanatomia funcional subjacente a três tipos de tarefas não-motoras de operação mental: numérica, verbal e espacial. (i) A tomografia por emissão de pósitrons mostrou que partes do córtex frontal posterior, que são consistentes com a área motora pré-suplementar (pré-SMA) e a parte rostral do córtex pré-motor dorsolateral (PMdr), estavam ativas durante todas as três tarefas. Também observamos atividade no córtex parietal posterior e nos hemisférios cerebelares durante todas as três tarefas. O monitoramento eletrofisiológico confirmou que não houve movimentos esqueléticos, oculomotores ou articulatórios durante a realização das tarefas. (ii) A ressonância magnética funcional (fMRI) mostrou que a atividade PMdr durante as tarefas de operação mental estava localizada nas profundidades do sulco precentral superior, que se sobrepunha substancialmente à região ativa durante movimentos complexos dos dedos e estava localizada dorsomedial aos presuntivos campos oculares frontais. (iii) A fMRI de um único julgamento mostrou um aumento transitório no tempo de atividade bloqueado para a realização de operações mentais no pré-SMA e PMdr. Os resultados do presente estudo sugerem que o PMdr é importante na associação, baseada em regras, de sugestões e respostas simbólicas tanto em comportamentos motores quanto não motores.