Il percorso diretto, originatosi nello striato dorsale, inibisce il GPi e il SNr, determinando una disinibizione o eccitazione netta del talamo. Questo percorso consiste di neuroni medi spinosi (MSN) che esprimono il recettore D1 della dopamina, il recettore muscarinico dell'acetilcolina M4 e il recettore A1 dell'adenosina. È stato proposto che il percorso diretto faciliti le azioni motorie, i tempi delle azioni motorie, il controllo della memoria di lavoro e le risposte motorie a stimoli specifici.