基底節(jié)-丘腦皮質回路?；?jié)的環(huán)路包括紋狀體(如圖顯示的殼核)、蒼白球的外段和內段(分別為GPE和GPI)、黑質網狀部(未顯示)和致密部(SNC)，以及丘腦底核(STN)。皮質輸入紋狀體和丘腦底核?；坠?jié)的輸出被傳送到丘腦的幾個核(中央正中核和束旁核、腹前核和腹外側核)和橋腳核。興奮性連接用紅色表示，抑制通路用灰色表示。SNC多巴胺能投射至紋狀體，沿直接和間接途徑調節(jié)皮質紋狀體的傳遞。

紋狀體為主要輸入核，投射到二個輸出核（GPI和SNr)。形成多突觸的間接途徑和單突觸的直接通路。間接通路先到達GPE，直接或通過STN核到達兩個輸出核

輸出核團投射到特定的丘腦和腦干區(qū)域。投射到丘腦腹前核、腹外側核和板內核。丘腦投射到前額葉。此外，蒼白球和黑質向腦干的下行投射，如向腳橋核和上丘的投射，提供了基底神經節(jié)可能直接影響腦干和脊髓運動回路的通路，特別是與步態(tài)和平衡有關的回路。腦干核團可能將基底神經節(jié)的輸入與小腦的輸入結合起來。腳橋核是幾個反饋回路的一部分，它通過投射回基底節(jié)和丘腦。黑質網狀部的輸出也被引導到參與控制頭部和眼睛運動的上丘。

在紋狀體中，最常見的神經細胞類型是GABA能(γ-氨基丁酸)中等棘神經元。這些細胞之所以這樣命名，是因為它們的樹突上有豐富的棘。它們接受大腦皮層和丘腦以及紋狀體幾類局部中間神經元的輸入，包括大型膽堿能中間神經元和較小的GABA能中間神經元。

中等棘神經元的活動受其他神經遞質的調節(jié)，特別是來自黑質致密部和腹側被蓋區(qū)的多巴胺能神經元的輸入。一些多巴胺能纖維終止于中等棘神經元的樹突棘的頸部，在那里它們處于影響皮質紋狀體傳遞的位置(圖)。從靠近樹突棘的末端釋放的多巴胺可能通過神經遞質的溢出和擴散產生類似的效果。

紋狀體中的中等棘神經元有外源性和內源性輸入。來自大腦皮層的谷氨酸能輸入和來自黑質致密部的多巴胺能輸入終止于中等棘神經元的樹突。與獎賞相關的多巴胺能輸入被認為調控皮層輸入的強度，并在紋狀體的突觸變化和強化學習中發(fā)揮作用。來自丘腦的谷氨酸能輸入末端位于中等刺狀神經元的樹突的棘和桿上。中型棘神經元也接受來自紋狀體中間神經元的膽堿能和GABA能輸入。

其他基底節(jié)核的細胞構筑與紋狀體明顯不同。蒼白球的兩段都由大型GABA能神經元組成。黑質網狀部在組織學上與蒼白球內側相似，含有GABA能神經元，與黑質致密部更背側的多巴胺能細胞交錯排列。丘腦底核是一個緊密堆積的結構，其投射神經元與其他基底節(jié)核不同，是谷氨酸能的。 

骨骼運動、眼運動、額前(聯合)和邊緣環(huán)路。大腦皮層這些回路的額葉起源如圖所示，突觸中繼如圖所示。

四個基底神經節(jié)-丘腦皮質環(huán)路起源于額葉皮質的四個不同功能區(qū)域。(ACA，前扣帶回；DLPFC，背外側前額葉皮層；FEF，額眼區(qū)；LOFC，外側眶額皮質；M1，初級運動皮質；mOFC，內側眶額葉皮質；PM，前運動皮質；SEF，輔助眼區(qū)；SMA，輔助運動區(qū)。)

皮質-基底神經節(jié)-丘腦皮質環(huán)路的整體解剖。(ACA，前扣帶回；CMA，扣帶運動區(qū)；DLPFC，背外側前額葉皮質；FEF，額葉視野；GPI，蒼白球內段；LOFC，外側眶額葉皮質；M1，初級運動皮質；MDPL，丘腦背內側核，外側部；mOFC，內側眶額葉皮質；PMC，前運動皮質；SEF，補充眼區(qū)；SMA，補充運動區(qū)。SNR，黑質網狀部；VAMC，丘腦腹前核，大細胞部；VAPC，丘腦腹前核，小細胞部；VLcr，丘腦腹外側核，尾側部，吻部；VLM，丘腦腹外側核，內側部；VLO，丘腦腹外側核，口部。

對腿部運動作出反應的神經元位于殼核的背外側區(qū)，對口面部運動作出反應的神經元位于腹內側，對手臂運動作出反應的神經元位于腿部和口面部之間的區(qū)域。