目前据我们所掌握的资料，肌肉疲劳过程中，有关大脑皮层信号量化研究非常有限，并且只有3项研究涉及肌肉疲劳时大脑皮层神经元功能变化，但是，这些学者使用的是最大随意收缩任务来诱发机体局部肌肉疲劳，同时由于技术限制，这些研究都没能确定肌肉疲劳时脑源位置是否发生了移动。有一些研究已经报道了在肌肉进行长时间的次最大随意收缩诱发疲劳时，为了弥补肌肉疲劳，会轮流激活运动神经元，例如，Westgaard与 De Luca让受试者以大约5%MVC的强度进行一个持续10min的肩关节静力性外展动作诱发肌肉疲劳的实验，结果发现，在实验即将结束时，其斜方肌中低阈值的运动单位失活，而高阈值的运动单位将其取代而被激活，但是这种现象在肌肉收缩开始的前几分钟并不明显，因为安静的运动单位在“休息”一段时间后可以被重新激活，因而在运动开始的时候并没有动员高阈值的运动单位。作者推测，运动单位通过“替代方式”可以保护运动单位免遭过度疲劳的发生。但是这仅仅是一种推测，并没有从大脑运动相关皮层区域获得相关数据支持该论断。在另一项研究中，Sogaard记录了人体肘关节以10%MVC强度进行静力性和动力性屈曲动作时单个运动单位的工作情况，结果他发现，大部分运动单位是“集中式”激活的。这种现象解释为运动单位是轮流工作的，因为在记录运动单位的电活动时发现当一个运动单位被募集并且增加它的放电率时，另一个运动单位显示为发放率降低，然后最终停止其电活动。