Das ZNS erhält ständig Informationen über die Dehnung, Länge, Kraft und Spannung des Muskels (= Propriozeption). Dafür erhält es sensomotorische Afferenzen von Sensoren der Propriozeption:
- Muskelspindeln
- Golgi-Sehnenorganen
- Gelenksensoren
Das Rückenmark und das Gehirn erhalten Informationen über die Dehnung des Muskels, indem die Muskelspindeln die Länge und Spannung des Muskels messen. Muskelspindeln sind sozusagen die Sinnesorgane in den Muskeln. die aus dünnen intrafusalen Muskelfasern und einer Perineuralkapsel bestehen.
Die spindelförmige Kapsel ist an beiden Enden fest mit dem Perimysium des Muskels verbunden. Die intrafusalen Muskelfasern enthalten lediglich an ihren Enden Myofibrillen. Innerhalb der Spindel unterscheidet man zwischen Kernsack- und Kernkettenfasern:
- Kernsackfasern:
- Ihre Zellkerne sind sackförmig im mittleren Teil der Zelle angeordnet
- Kernkettenfasern:
- Ihre Zellkerne sind von der Zellmitte aus kettenförmig in einer Linie angeordnet
Zwei Muskelspindeln im Querschnitt mit jeweils mehreren intrafusalen Muskelfasern, umgeben von einer gemeinsamen äußeren Perineuralkapsel:

Golgi-Sehnenorgane sind spezialisierte Sensoren, die die Spannung innerhalb der Muskelsehnen erfassen. Sie befinden sich am Übergang zwischen Muskel und Sehne und sind so angeordnet, dass sie quer zu den Muskelfasern liegen. Diese Organe sind mit afferenten Ib-Nervenfasern verbunden, deren freie Nervenendigungen direkt in den Sehnenorganen enden.