脊髓是痛觉信息调整的初级中枢,脊髓背角不同板层内的神经元和痛觉信息的传递有着密切关系。由A δ和C纤维导入的痛觉冲动经背根进入脊髓,在背角交换神经元后经数条痛觉信息传导通路上传至中枢。中枢对外周痛觉冲动的抑制效应也主要作用于脊髓水平。大量属于脊丘束神经元,初级传入和脑干下行纤维与其形成突触,这些神经元的轴突经前连合投射到对侧丘脑,另一些神经元轴突经同侧外侧索投射到外侧颈核,背根纤维和下行纤维止于此。不同的皮层区域参与不同性质的痛觉信息加工,生理性痛觉信息主要在丘脑的特异核团和皮层体感区加工整合,而与边缘系统有密切联系的皮层区整合病理性痛觉传入。
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