I fusi neuromuscolari sono formazioni localizzate all’interno dei muscoli scheletrici, provviste di capsula della lunghezza di 4-10 nm. Ogni fuso presenta 3 componenti principali: fibre muscolari specializzate, fibre sensitive, che terminano a livello delle fibre muscolari, e assoni motori, che regolano la sensibilità del fuso. Le fibre muscolari specializzate del fuso vengono dette fibre intrafusali per distinguerle dalle comuni fibre muscolari scheletriche, le fibre extrafusali. Si distinguono 3 tipi di fibre intrafusali: (1) a catena di nuclei; (2) a sacco di nuclei dinamiche; (3) a sacco di nuclei statiche. Ciascuna fibra intrafusale comprende una porzione centrale o equatoriale, non contrattile, e due porzioni periferiche o polari, contrattili e striate. La parte centrale della fibra è avvolta a spirale da una terminazione detta appunto anulospirale o primaria, da cui originano le fibre afferenti del fuso, dette fibre Ia. In posizione paraequatoriale si trovano le terminazioni arborescenti o secondarie, da cui partono le fibre afferenti, dette fibre II. Le fibre Ia sono sensibili a stiramenti fasici (cioè che avvengono con una certa velocità e in un tempo relativamente breve), ma anche a stiramenti tonici (nel caso di un allungamento del muscolo piuttosto prolungato); le fibre II sarebbero sensibili solo a stiramenti tonici. I fusi neuromuscolari, quindi, rappresentano gli organi rilevatori della lunghezza delle fibre extrafusali (recettori di lunghezza). Infatti, il fuso, attraverso fibre afferenti Ia, decorrenti nelle radici posteriori e invia informazioni sul grado di allungamento cui è sottoposto alle cellule radicolari anteriori del midollo spinale (a-motoneuroni); in particolare, i messaggi sono inviati direttamente agli a-motoneuroni del muscolo agonista e, attraverso neuroni della zona grigia intermedia del midollo spinale, agli a motoneuroni del muscolo antagonista, che viene inibito (inibizione reciproca).