La substance noire pars compacta influence le striatum par la voie dopaminergique, tandis que la pars reticulata est la voie de sortie avec le globus pallidus interne
De nombreuses pathologies sont caractérisées par un dérèglement des voies des NGC : maladie de Parkinson, TOC, syndrome de Tourette, autisme, troubles du comportement alimentaire, addictions
Chez l'humain, diminution progressive de l'activité dans la partie dorsale du putamen et augmentation progressive dans la partie ventrale lors de l'apprentissage