除痛觉信号传递系统外,神经系统中还存在痛觉调制系统。该系统能感受、分辨、抑制或易化痛觉信号。痛觉调制可以泛指影响痛觉性质和程度的各种神经过程,既包括由传入性输入产生的外周机制,也包括中枢的下行抑制或易化机制。但痛觉信息的最终调整结果,取决于中枢多个疼痛调制网络间相互作用的结果。伤害性刺激激活脊髓背角神经元后,一方面可将痛觉信息传递至高位中枢,另一方面能通过脊髓环路抑制或减弱疼痛反应,表现为脊髓第一级中枢对痛觉的调控。大脑皮层感觉运动区、额叶直接向与疼痛机制密切相关的尾核、丘脑髓板内核群等发出投射纤维,通过调节这些部位的痛觉兴奋和抑制单位,识别痛觉刺激并控制痛觉信息向意识领域传导而改变痛觉感受。
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