Aus dem Rückenmark gelangen Informationen über die Stellung von Gelenken und Muskeln (sogennante Propriozeption von propria = eigen und ception = Wahrnehmung) zum Kleinhirn. So „weiß“ das Kleinhirn (Cerebellum) jederzeit, in welcher Lage sich der Körper gerade befindet. Man kann beispielsweise auch mit geschlossenen Augen sagen, ob und in welche Richtung man gerade einen einzelnen Finger bewegt, das ist nur dadurch möglich, dass es in unseren Gelenken, Muskeln und Sehnen Rezeptoren gibt, die Informationen über den Lagezustand ihres jeweiligen Sitzes über das Rückenmark an das ZNS weitergeben.

Hier hat das Kleinhirn die Aufgabe, die Halte- und Stützmotorik (also den Körper während Stehen und Gehen) der jeweiligen Situation anzupassen.

All diese Informationen erreichen das Kleinhirn aus Rückenmark, Vestibulariskernen und Großhirnrinde über sogenannte Moosfasern, die an der Körnerzellschicht enden. Die Körnerzellen werden durch diese Endigungen erregt und erregen nun ihrerseits (wir bereits erwähnt, sind die Körnerzellen die einzigen erregenden Nervenzellen des Kleinhirns, sie nutzen den Neurotransmitter Glutamat) die Purkinjezellen. Da die Purkinjezellen hemmend wirken, würde das nun bedeuten, dass die Purkinjezellen alles, was sie mit ihren Zellfortsätzen erreichen können einfach nur massiv hemmen. Das wäre nun aber für die Funktionalität unserer Bewegungsabläufe nicht hilfreich. Und so kommen nun die anderen hemmenden Zelltypen des Kleinhirns in Spiel. Sternzellen, Korbzellen und Golgizellen wirken auf verschiedenen Wegen (im Schema vereinfacht dargestellt) hemmend auf die Purkinjezellen. Was daraus resultiert, ist also eine Hemmung der Hemmung, was soviel bedeutet wie eine gewisse, aber nicht all zu starke Erregung. Um zu verstehen, was nun genau auf diese Art und Weise erregt wird, muss man sich den oberen Teil des Schemas anschauen. Das Kleinhirn entsendet über die Purkinjezellen Informationen zu Rückenmark, Vestibulariskernen und Großhirnrinde. Und zwar um genau das zu tun, was weiter oben beschrieben wurde. Kopf- und Körperhaltung zu koordinieren, Augenbewegungen darauf abzustimmen und Bewegungen in die exakte Richtung zu lenken und nicht abgehackt, sondern fein abgestimmt werden zu lassen.

Das Kleinhirn ist wesentlich beteiligt am impliziten Lernen. Gut trainierte Bewegungsabläufe sind im Kleinhirn „gespeichert“, man muss nicht mehr Nachdenken, während man sie ausführt. Man denke zum Beispiel ans Fahrrad- oder Autofahren, Klavierspielen und Tanzen.