Dovezile recente indică faptul că zonele „motorii” clasice pot avea și funcții cognitive. Am efectuat trei experimente de neuroimagistică pentru a investiga neuroanatomia funcțională care stă la baza a trei tipuri de sarcini de operare mentală nonmotorie: numerică, verbală și spațială. (i) Tomografia prin emisie de pozitroni a arătat că părți ale cortexului frontal posterior, care sunt în concordanță cu aria motorie pre-suplimentară (pre-SMA) și partea rostrală a cortexului premotor dorsolateral (PMdr), au fost active în timpul tuturor celor trei sarcini. De asemenea, am observat activitate în cortexul parietal posterior și în emisferele cerebeloase în timpul tuturor celor trei sarcini. Monitorizarea electrofiziologică a confirmat faptul că nu au existat mișcări scheletomotorii, oculomotorii sau articulatorii în timpul îndeplinirii sarcinilor. (ii) Imagistica prin rezonanță magnetică funcțională (fMRI) a arătat că activitatea PMdr în timpul sarcinilor de operare mentală a fost localizată în profunzimea sulcusului precentral superior, care s-a suprapus substanțial peste regiunea activă în timpul mișcărilor complexe ale degetelor și a fost localizată dorsomedial față de câmpurile oculare frontale prezumtive. (iii) FMRI cu o singură încercare a arătat o creștere tranzitorie a activității sincronizate în timp cu efectuarea operațiilor mentale în pre-SMA și PMdr. Rezultatele prezentului studiu sugerează că PMdr este important în asocierea bazată pe reguli a indicilor simbolice și a răspunsurilor atât în comportamentele motorii, cât și în cele non-motorii.