ในตัวอ่อน เซลล์ประสาทสั่งการแกมมาพัฒนามาจาก basal plate ของ neural tube[upper-alpha 2]ส่วนด้านล่าง (ventral) ต่อจาก sulcus limitansเซลล์ประสาทแกมมาจะพัฒนาคล้ายกับเซลล์ประสาทสั่งการอัลฟาในเบื้องต้น

โปรตีน sonic hedgehog (ยีน Shh) สำคัญในกระบวนการพัฒนาการ แกนสันหลัง (notochord) เป็นตัวหลั่งโปรตีนออกให้มีความเข้มข้นเป็นเกรเดียนต์นอกจากโปรตีนนี้โมเลกุลบ่งชี้ (molecular marker) และ transcription factor[upper-alpha 3]อื่น ๆ ก็มีบทบาทเปลี่ยนสภาพเซลล์ประสาทสั่งการให้กลายเป็นเซลล์ประสาทสั่งการแกมมาโดยเฉพาะ

เซลล์ประสาทสั่งการแกมมาเหมือนกับเซลล์อื่นคือจะแสดงออก genetic marker โดยเฉพาะ ๆ เมื่อสัตว์เกิดGlial cell line-derived neurotrophic factor (GDNF) ที่มาจากกระสวยกล้ามเนื้อก็ต้องมีด้วยเพื่อให้รอดชีวิตได้หลังเกิด[16]ตัวอ่อนหนูวันที่ 17.5 จะเริ่มหลั่งโปรตีน Wnt7A เป็นโมเลกุลส่งสัญญาณ (signaling molecule) โดยเฉพาะในเซลล์ประสาทสั่งการแกมมาเป็นโมเลกุลแรกสุดในเซลล์ที่แยกมันจากเซลล์ประสาทสั่งการอัลฟา[17]

อนึ่ง ตัวรับเซโรโทนิน 1d (serotonin receptor 1d คือ 5-ht 1d) ได้สรุปว่าเป็นตัวบ่งชี้เซลล์ประสาทสั่งการแกมมาชนิดใหม่ที่ทำให้นักวิจัยแยกแยะเซลล์ประสาทสั่งการล่างชนิดต่าง ๆ ได้หนูที่ไร้ตัวรับเซโรโทนิน 1d มีรีเฟล็กซ์แบบมีไซแนปส์เดียว (คือ มี reflex arc ซึ่งมีแค่เซลล์ประสาทรับความรู้สึกเดียวกับเซลล์ประสาทสั่งการเดียว) จำนวนลดลง ซึ่งอาจเกิดจากการตอบสนองที่ลดลงของเซลล์ประสาทสั่งการต่อตัวกระตุ้นความรู้สึกอนึ่ง หนูที่มียีนถูกน๊อกเอาท์ (knockout) ไม่ให้มีตัวรับเซโรโทนินปรากฏกว่าทรงตัวได้ดีกว่าบนม้าขวาง (ราว) ซึ่งอาจแสดงว่า เซลล์ประสาทสั่งการที่ทำงานตอบสนองเส้นใยประสาทรับความรู้สึกปฐมภูมิ (Ia) ในระดับที่ลดลงในช่วงที่เคลื่อนไหวอาจลดการส่งกระแสประสาทสั่งการและลดการออกแรงกล้ามเนื้อเกิน[18]

โมเลกุลบ่งชี้เซลล์ประสาทสั่งการแกมมาอีกอย่างหนึ่งเป็น transcription factor[upper-alpha 3] คือ Err3ซึ่งเซลล์ประสาทสั่งการแกมมาแสดงออกในระดับสูง แต่เซลล์ประสาทสั่งการอัลฟาแสดงออกน้อยมากในนัยตรงกันข้าม เซลล์ประสาทสั่งการอัลฟามี neuronal DNA binding protein[upper-alpha 4]คือ NeuN มากกว่าอย่างสำคัญ[21]

osteopontin ซึ่งเป็นโปรตีนที่แสดงออกในกระดูก (จึงมีคำอุปสรรคเป็น "osteo-") ก็เป็นสารบ่งชี้เซลล์ประสาทสั่งการอัลฟาด้วยซึ่งก็ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถแยกแยะเซลล์ประสาทสั่งการทั้งสองงานศึกษาหนึ่งได้สรุปเช่นนี้เพราะ osteopontin มีอยู่ในเซลล์ตัวใหญ่กว่า จึงระบุว่าเป็นเซลล์ประสาทสั่งการอัลฟาเพราะมีตัวเซลล์ใหญ่กว่าเซลล์ประสาทสั่งการแกมมา[22]