A livello della corteccia cerebrale, le aree rispettive al retto e all'ano sono rappresentate bilateralmente sulla corteccia motoria primaria (area 4 di Brodmann) [26].I neuroni motori dei nuclei di Onuf, situati nel midollo spinale sacrale, controllano la contrazione dei muscoli sfinteri dell'uretra e sfintere esterno dell'ano. Questi neuroni, pur innervando muscoli striati, appaiono più piccoli rispetto ai neuroni motori ed assomigliano maggiormente ai neuroni motori del sistema nervoso autonomo [27]. Tuttavia la loro velocità di conduzione è paragonabile a quella dei nervi periferici. Le fibre somatiche che originano dai nuclei di Onuf decorrono attraverso il nervo pudendo dando origine al nervo rettale inferiore, perineale e scrotale posteriore. Il nervo rettale inferiore è costituito dalle fibre motorie dirette al SAE e da fibre sensitive responsabili della sensibilità dell'ultimo tratto del canale anale e della cute perianale. Il nervo perineale si divide in una branca scrotale (o labiale) posteriore, e una branca motoria. La prima innerva la cute, la seconda i muscoli bulbo-spongiosi, ischio-cavernosi, lo sfintere dell'uretra, la parte anteriore del SAE e il muscolo elevatore dell'ano.Le fibre motorie dei nervi pudendi destro e sinistro dirette al SAE hanno una distribuzione sovrapposta. Sherrington osservò che la stimolazione del nervo pudendo destro causava la contrazione circonferenziale del SAE. Anche la contrazione tonica dello sfintere non è alterata sezionando uno dei due nervi pudendi: rimangono intatti i riflessi ano cutaneo, e il rilassamento che segue la distensione del colon. L'innervazione del muscolo pubo-rettale è stata oggetto di controversie. Gli studi anatomici suggerirono che l'innervazione di questo muscolo provenisse dal nervo pudendo o dalle sue branche o dal nervo rettale inferiore. Di conseguenza il muscolo era considerato parte del muscolo sfintere esterno dell'ano. Tuttavia uno studio elettrofisiologico [22] concluse che, a seguito della stimolazione dei nervi sacrali al di sopra del pavimento pelvico, vi era solo un'attività elettromiografica del muscolo pubo-rettale e non del SAE.In contrasto con la distensione del colon, che generalmente evoca fastidio o dolore, la distensione del retto è una percezione localizzata e avvertita come ripienezza e bisogno di evacuare. Il canale anale risponde alla distensione, agli stimoli meccanici, termici e nocicettivi della mucosa grazie alle numerose terminazioni nervose libere e dotate di vari tipi di recettori (corpuscoli di Meissner, di Krause, di Golgi-Mazzoni). Gli stimoli sono trasmessi attraverso fibre mielinizzate di tipo A e non mielinizzate di tipo C.Diversi studi [25,[28][29][30] hanno indicato nei nervi pelvici afferenti al midollo sacrale la via più importante della sensibilità del colon, retto e della regione anale.Le fibre afferenti al midollo spinale lombare rappresentano una via secondaria.