Ο σχεδιασμός και ο προγραμματισμός της κίνησης ξεκινά από τον εγκέφαλο. Η κινητική περιοχή του εγκεφάλου βρίσκεται στον βρεγματικό λοβό δηλαδή περίπου στο μέσο και πάνω μέρος του κρανίου. Μετά το σχεδιασμό της κίνησης για την εκτέλεσή της συμμετέχουν και άλλες περιοχές του εγκεφάλου όπως τα γάγγλια, η παρεγκεφαλίδα και ο νωτιαίος μυελός. Η χρόνια κινητική δραστηριότητα προκαλεί αλλαγές στην εγκέφαλο όπως στο νευρικό και μυϊκό σύστημα. Η ικανότητα αυτή του εγκεφάλου να προσαρμόζεται και να αλλάζει τις δομές του σύμφωνα με τις λειτουργίες που χρησιμοποιεί περισσότερο λέγεται πλαστικότητα.
Η πλαστικότητα στον εγκέφαλο πραγματοποιείται με την αύξηση των συνάψεων (δηλαδή των ενώσεων στα εγκεφαλικά κύτταρα), με την ενδυνάμωση των συνάψεων (γίνονται πιο ισχυρές) και με την αναδιοργάνωση των κινητικών περιοχών. Για παράδειγμα ως προς την αναδιοργάνωση των κινητικών περιοχών όταν σε κάποιο κοπεί ένα άκρο τότε ο εγκέφαλος την περιοχή που χρησιμοποιούσε για να προγραμματίσει τις κινήσεις του άκρου αυτού την χρησιμοποιεί για άλλο μέρος του σώματος.
Από έρευνες που έχουν γίνει σε αθλητές έχει βρεθεί ότι οι δραστηριότητες που διατηρούνται και ενισχύονται για μεγάλο διάστημα επηρεάζουν την κινητική περιοχή του εγκεφάλου. Οι ελίτ αθλητές ρακέτας για παράδειγμα, έχουν μεγαλύτερες περιοχές στον εγκέφαλο που αντιστοιχούν στις κινήσεις του χεριού από αυτούς που ασχολούνται ερασιτεχνικά με το άθλημα. Από πειράματα που έγιναν σε ζώα έχει βρεθεί ότι οι εκμάθηση νέων κινητικών δραστηριοτήτων προκαλεί αύξηση στις συνάψεις της κινητικής περιοχής του εγκεφάλου.
Συγχρόνως έχει βρεθεί ότι η προπόνηση δύναμης δεν έχει καμία επίδραση στις κινητικές περιοχές του εγκεφάλου. Επίσης η προπόνηση αντοχής δεν αλλάζει τις δομές του εγκεφάλου όμως έχει βρεθεί ότι προκαλεί αγγειογένεση και αυξάνει την εγκεφαλική ροή του αίματος αναπτύσσοντας τα τριχοειδή αγγεία. Οι αλλαγές αυτές είναι χρόνιες και έχουν παρατηρηθεί στην περιοχή του κινητικού φλοιού η οποία σχετίζεται με την άσκηση.
