Das Gehirn gibt den Befehl für die Qualität, Quantität und Intensität einer körperlichen Beanspruchung. Durch Anwendung von bildgebenden Verfahren wie Positronen-Emissions-Tomographie (PET) und funktioneller Magnet-Resonanz-Tomographie (fMRT) sowie durch die Anwendung von radioaktiven Isotopen, Elektroenzephalogramm (EEG) und die Bestimmung von Neurotransmittern konnten neue Erkenntnisse über Gehirnreaktionen bei körperlicher Arbeit gewonnen werden. Schon seit den 1960er Jahren ist der Einfluss von Motivation und Hypnose auf die Kraftleistungsfähigkeit bekannt. Für Ausdauerbelastungen gelten jedoch unverändert das kardiopulmonale System und der Metabolismus als leistungsbegrenzender Faktor. Verhaltensweisen des menschlichen Körpers unter den Bedingungen von Hypoxie und Hyperoxie können hiermit jedoch nicht genügend erklärt werden, wenn der Arbeitsabbruch eintritt trotz noch vorhandener Reserven im kardiopulmonalen und metabolischen System. Die jüngsten Gehirnuntersuchungen lassen jedoch die planende und steuernde Funktion speziell des präfrontalen Kortex immer mehr in den Vordergrund treten. Der gesamte sensorische Input wird hier in Verbindung mit dem limbischen System verarbeitet, der motorische Output veranlasst. Es liegt daher nahe, unter Berücksichtigung der einschlägigen experimentellen Befunde verschiedener Arbeitskreise dem Gehirn unter besonderer Berücksichtigung des präfrontalen Kortex eine leistungslimitierende Rolle zuzusprechen.
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