镜像神经元系统是2005年-2007年又有一批研究报告，发现无论恒河猴还是人脑中，除了运动前区的额叶之外，在顶叶，特别是顶下叶皮层中也存在镜像神经元。特别是在人类的实验中还进一步发现，左半球和右半球顶下叶的镜像神经元功能略有不同，当被试看到别人模仿自己的动作时，右半球顶下叶激活；被试观察别人的动作意向并模仿别人动作时，左半球顶下叶激活。除了额叶和顶叶皮层，还在颞上沟附近发现了镜像神经元。

目前把额、顶和颞上回三个脑区的镜像神经元，统称为镜像神经元系统，它们的功能是观察、模仿他人的社会行为。其中，颢上沟(STS)通过观察他人的动作，产生一个高级视觉表达，然后将视觉表达的神经信息向前传到额叶和顶叶，分别对他人的动作目标和动作特性进行编码。随后再将编码的动作表达传同颞上沟，与他人随后的动作加以匹配，检查编码后的动作是否准确预测了下一步动作的意向。