大脳基底核
下記のように「大脳皮質→大脳基底核→視床→大脳皮質」というループが形成されている。運動野(一次運動野・補足運動野・運動前野、ブロードマンの脳地図のそれぞれ4と6)から始まって運動野に戻るループを運動系ループ(motor loop)と呼び、四肢の運動をコントロールしているといわれる。同様なループが、大脳皮質のうち前頭前野・前頭眼野・辺縁皮質などを起点にして始まっており、それぞれ前頭前野系ループ(prefrontal loop)・眼球運動系ループ(oculomotor loop)・辺縁系ループ(limbic loop)と呼ばれる。神経解剖学的な知見に基づいて、これらの4つのループは、互いに相互の連絡が乏しく、並列処理回路であると考えられている。
線条体の投射ニューロンには直接路にかかわるものと間接路のそれがあるが、直接路のニューロンはドーパミンD1受容体を、間接路のニューロンはドーパミンD2受容体を持っている。現在の定説では、黒質緻密部からのドーパミン作動性ニューロンによる投射は、直接路ニューロンにはD1受容体を介して興奮性に、間接路ニューロンにはD2受容体を介して抑制性に働くとされる。しかし実際にはドーパミンの作用は単純ではない。