L'esercizio fisico influenza i sistemi dopaminergico, noradrenergico e serotoninergico centrali. Alcuni studi hanno esaminato le variazioni dei livelli di noradrenalina, serotonina e dopamina nel cervello in risposta all’attività fisica.
Nonostante le grandi differenze tra i protocolli sperimentali utilizzati, i risultati indicano possibili alterazioni nella sintesi e nel metabolismo delle monoamine durante l'esercizio. È possibile che l'interazione tra i neurotrasmettitori cerebrali e i loro recettori specifici abbia un ruolo nel determinare i primi sintomi di fatica nel corso di esercizi di lunga durata.