Les cellules de Purkinje et le cervelet partagent une existence mutuelle. Ces gros neurones résident dans le cervelet, où ils aident à réguler les mouvements moteurs. Il existe un grand nombre de dendrites disposées en une structure arborescente trouvée dans les cellules de Purkinje. Les dendrites reçoivent des informations d’autres neurones et indiquent à la cellule si elle doit ou non transmettre un message à d’autres neurones.
Le cervelet est organisé en plusieurs niveaux, avec des cellules de Purkinje situées au niveau le plus profond. Ces cellules spécialisées reçoivent des informations de tous les autres niveaux et intègrent les entrées du reste du cervelet. Les cellules de Purkinje sont la seule source de sortie du cervelet. Il existe un lien important entre les cellules de Purkinje et le cervelet, car ces cellules laissent cette zone envoyer des messages au reste du cerveau.
En plus de coordonner les informations du cervelet, les cellules de Purkinje reçoivent également des signaux d’autres zones du cerveau et de la moelle épinière. On pense que ces signaux contiennent des informations sensorielles et des signaux de planification motrice qui pourraient influencer le mouvement moteur. La plupart de ces signaux sont excitateurs, ce qui signifie qu’ils encouragent la cellule réceptrice à transmettre son propre signal. Les cellules de Purkinje transmettent cependant des signaux inhibiteurs qui pourraient donner une idée de leur rôle.
La manière exacte dont les cellules de Purkinje et le cervelet fonctionnent ensemble n’est pas encore entièrement comprise. Le cervelet peut utiliser ces cellules comme une sorte d’interprète. Les cellules de Purkinje reçoivent une entrée excitatrice directe et indirecte du tronc cérébral, de la moelle épinière et de la moelle, mais ont une sortie inhibitrice. Ce fait a conduit les chercheurs à théoriser que les cellules de Purkinje organisent ce grand volume d’informations et l’intègrent. Ils éliminent les bruits de fond et envoient des messages compréhensibles ne contenant que le contenu essentiel au reste du cerveau.
Des indices sur la relation entre les cellules de Purkinje et le cervelet peuvent être trouvés en étudiant les maladies qui affectent ces cellules. L’abiotrophie cérébelleuse est une maladie qui tue les cellules de Purkinje au moment de la naissance. Les animaux atteints de cette maladie montrent un manque de conscience de la position de leurs membres lors de la marche, des mouvements non coordonnés, des tremblements, des problèmes d’évaluation de la distance et une démarche anormale lors de la marche.
Certaines maladies observées chez l’homme, comme la maladie de Niemann-Pick, peuvent provoquer des symptômes similaires. Ces symptômes particuliers pointent vers les cellules de Purkinje intégrant des informations relatives à l’orientation spatiale du corps, au contrôle et à la coordination des mouvements moteurs et aux positions relatives des parties du corps. Les cellules de Purkinje et le cervelet travaillent donc ensemble pour compiler des volumes d’informations et indiquent au corps comment coordonner les mouvements en fonction de ces informations.