疼痛是组织损伤或与潜在的组织损伤相关的一种不愉快的躯体主观感觉和情感体验，同时可伴有代谢、内分泌、呼吸、循环等多系统的改变。疼痛是一种复杂的生理心理活动，是临床上最常见的症状之一。它包括伤害性刺激作用于机体所引起的痛感觉，以及机体对伤害性刺激的痛反应。其中，痛反应包括躯体运动性反应和（或）内脏植物性反应，常伴随有强烈的情绪色彩。

疼痛可作为机体受到伤害的一种警告，引起机体一系列防御性保护反应，是机体不可或缺的一种保护功能。然而当疼痛发展成慢性疼痛后，疼痛已不具有对机体的保护作用，而是成为一种难以忍受的折磨。疼痛包含“感觉”和“情感”两个成分。其“感觉成分”具有感觉的共性特点：有相应的感受器、感受器激活所需的适宜刺激、感受器的定位分布和对刺激强度的鉴别等；其“情感成分”是与逃避密切相关，变异性很大，很易受经验的影响，是临床上面临的难题之一。绝大多数情况下，组织损伤刺激伤害性感受器最终引起痛觉，但在有些状态下，损伤并不导致疼痛。相反，疼痛可以在无组织损伤时产生，或是在损伤已完全修复后仍然存在。

神经系统的基本活动方式是反射，所谓反射是神经系统在调节机体的活动中对内外环境刺激所作出的适应性反应。反射活动的解剖基础是反射弧，包括感受器-传入神经（感觉神经）-神经中枢-传出神经（运动神经）-效应器。简单反射（如：排尿反射）是一种比较低级的神经活动，是由大脑皮层以下的低级神经中枢（如：脊髓）参与完成的，不需要大脑控制即可完成。疼痛是复杂的反射，需要高级中枢的参与。

感受器感受机体内、外环境的相应刺激并将之转换为神经冲动，不仅是发生能量形式的转换，更重要的是把刺激所包涵的环境变化的信息也转移到新的电信号系统中，这就是所谓编码作用。神经冲动经过感觉神经和中枢神经系统的传导通路上传到大脑皮质，从而产生相应的感觉，感觉的性质取决于传入冲动达到高级中枢的部位。至于在同一感觉类型的范围内，如何对刺激强度编码问题，目前认为感受器可通过改变相应传入神经纤维上的动作电位频率来反映刺激的强度。刺激加强时，还可使多个的感受器经传入神经向中枢发放冲动。

一般认为感受伤害性刺激的感受器是一种游离神经末梢，是一些没有形成特殊结构的感受器。在皮肤、肌肉和血管壁上都分布有大量的游离神经末梢。其中有大部分是感受痛觉的。

感觉神经又称传入神经，由传入神经纤维集合而成，外层包有结缔组织膜，膜中有成纤维细胞、组织细胞和脂肪细胞群，外层结缔组织膜及内部的神经束膜中分布有血管。神经的一端由感觉纤维末梢分布于感受器，另一端与脑或脊髓相联系。

神经纤维的分类法有两种。一种是根据传导速度和后电位的差异来分类，可将神经纤维分为A、B、C三类：

A类：包括有髓鞘的躯体传入和传出纤维，直径为1～22μm，传导速度为12～120m/s。根据其平均传导速度的快慢，又可将A类纤维分为α、β、γ、δ四类。

B类：是有髓鞘的植物性神经的节前纤维，直径1～3μm，传导速度＜15m/s，其后电位的特点是没有负后电位而正后电位较明显。

C类：包括无髓鞘的躯体传入纤维和植物性神经的节后纤维，直径0.3～1.3μm，传导速度＜2.3m/s。无髓鞘的躯体传入纤维没有负后电位，但正后电位特别明显；植物性神经节后纤维的负后电位则比较明显，正后电位持续时间较长。

另一种分类法是根据纤维直径的大小及来源来划分的，分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四类。两种分类的对应关系为：Ⅰ类相当于Aα类，直径为12～20μm；Ⅱ类相当于Aβ类，直径为6～12μm；Ⅲ类相当于A δ类，直径2.5μm；Ⅳ类相当于C类，直径为0.3～3μm。目前对传出神经纤维采用前一种分类法，对传入神经纤维采用后一种分类法。在正常生理条件下，Ⅲ类（A δ）和Ⅳ类（C）传入纤维传导外周组织的痛觉信息。

传导痛觉冲动的神经纤维，一般认为是较细的神经纤维，包括A δ纤维和C纤维。A δ纤维传导快痛，C纤维传导慢痛。但这两种纤维中大部分是传导非痛觉冲动的（如触觉、温觉等），只有一少部分是传导痛觉冲动的。如果通过皮肤给人的皮下神经干以电刺激，在只兴奋较粗的神经纤维时不引起痛觉；当刺激强度达到兴奋A δ纤维时，就产生明显的痛觉；达到兴奋C纤维的强度时，引起难以忍受的疼痛。

在脑和脊髓里，神经元的细胞体密集的部分，色泽灰暗，所以叫灰质，不含胞体只有神经纤维的部分称白质。在灰质里，功能相同的神经元细胞体汇集在一起，调节人体的某一项相应的生理活动，这些调节某一特定生理功能的神经元群就叫做神经中枢。神经中枢又称反射中枢，分布在中枢神经系统的各个部位，如脊髓、延髓、脑桥、中脑、上下丘脑、小脑和大脑半球等不同神经组织中，其中有的属于的低级中枢，有的属于高级中枢。

大脑和小脑的灰质位于脑的表层，故又称皮质（cortex），皮质下是白质。功能相同相似的神经元胞体在中枢内聚集成的灰质团块（皮质除外）称神经核，功能相近或相连的几个神经核构成核团。脊髓的灰质则位于中央，周围是白质。脊髓背根神经节（Dorsal Root Ganglia，DRG）细胞是感觉传入的第一级神经元，胞体发出单个轴突在节内延伸一段后分为两支：一支为周围神经轴突，伸向外周组织，接受感觉信息，另一支为中枢轴突，将外周传入送至脊髓背角，完成初级感觉信息的传递。

传出神经是把中枢神经系统的兴奋传到各个器官或外围部分的神经，又称为运动神经。包括自主神经及运动神经。自主神经分交感神经及副交感神经，主要支配心脏、平滑肌、腺体及眼等效应器官，它们从中枢发出后，经神经节更换神经元，然后才到达效应器，因此有节前纤维和节后纤维之分。

传出神经纤维末梢或运动神经末梢及其所支配的肌肉或腺体一起称为效应器。如果效应器受损，当人体受到外来伤害或刺激时，人体大脑皮层的神经中枢会感受到疼痛，但身体上却无法做出任何动作。

脑和脊髓中的传导通路实际上就是经过脑的长距离反射弧传入和传出链中的一部分，包括感觉传导通路和运动传导通路。痛觉传导通路是感觉传导通路的一部分，伤害性感受器的传入冲动，在中枢第一站脊髓背角神经元初步整合后，由脊髓白质的腹外侧索（ventrolateral funiculus，VLF）、背外侧索（dorsalateral funiculus，DLF）和背索（dorsal cord，DC），传递到丘脑进行加工，伤害性信息最后到大脑皮层产生痛觉。在脊髓白质的腹外侧索、背外侧索和背索中，至少有下述的8个传递伤害性刺激的通路。

脊丘束由背角非伤害性感受、特异伤害性感受和非特异伤害性感受等三类投射神经元的轴突组成，主要经对侧腹外侧束投射到丘脑腹后外侧核、丘脑腹后复合体、内髓板核群和中线下核。三类神经元的胞体分别位于脊髓背角的Ⅰ层、Ⅳ-Ⅵ层、Ⅶ-Ⅹ层，但动物种系间的分布差异很大。

脊网束主要由脊髓背角的Ⅴ、Ⅶ、Ⅷ、Ⅹ和少量Ⅰ层的神经元轴突组成，投射到延髓和脑桥网状结构（延髓中央核、延髓巨细胞核、网状大细胞核、外侧网状核、脑桥核的头端和尾部、旁巨细胞核和蓝斑下核等）。在Ⅶ和Ⅹ层的脊网束细胞含有脑啡肽。脊网束神经元接受广泛的外周传入会聚，包括皮肤、肌肉、关节、骨膜和内脏传入。

脊中脑束神经元的分布在不同动物种系差异较大，实验表明：在大鼠，其胞体位于Ⅰ、Ⅴ、Ⅶ、Ⅹ层和背外侧束核；在猫，位于Ⅰ、Ⅳ和Ⅴ层；在猴，位于Ⅰ和Ⅳ～Ⅷ层。脊中脑束投射到中脑的楔状核、旁鳃核、导水管周围灰质、丘间核、Darkschewitz核、上丘深层、顶盖前核的前部和后部、红核、Edineger-Westphal核和Cajal间隙核等。脊中脑束的细胞包括非伤害性、非特异性伤害和特异性伤害神经元三类，以前也将脊中脑束归在脊髓丘脑束中。

脊髓伤害性传入至外侧颈核转换神经元，交叉到对侧上升至丘脑特异核群。脊颈束是指背角神经元-外侧颈核神经元-丘脑的传导束，少量投射到中脑。脊颈束神经元主要源于Ⅳ层（60%），其次也位于Ⅲ层（25%）和Ⅴ层（10%），轴突传导速度为15～100m/秒，在皮肤感觉快速传导中起主要作用。所有脊颈束神经元接受Aβ和A δ传入，而其中50%～70%接受C传入。在动物实验中切断双侧脊颈束，导致动物痛觉的几乎消失。

脊髓伤害性神经元轴突经背柱传至延髓薄束和楔束核转换神经元，交叉到对侧后，上传到丘脑特异核团。背柱突触后纤维束是发现较晚的一个传导束，是指在背柱内的突触后纤维，投射到延髓的薄、楔束核，换神经元后投射到丘脑。背柱突触后纤维束的胞体主要集中在Ⅲ和Ⅵ层，也见于Ⅰ、Ⅵ和Ⅶ。第Ⅲ、Ⅵ层神经元的轴突延伸到第Ⅱ层，因此C传入末梢可能与其形成单突触联系。在猫的背柱中背柱突触后纤维束纤维占背柱总传入纤维的9.3%，大部分背柱突触后纤维束神经元（77%）对轻触、压、伤害性机械和热刺激产生反应，属于非特异性伤害感受神经元，仅有少部分（6.7%）属于特异性伤害感受神经元。

脊髓伤害性神经元传入直接投射到同侧下丘脑，并交叉至对侧下丘脑。与边缘系统有密切的联系，在痛觉情感成分的信息加工中起重要作用。脊髓下丘脑束的神经元主要起源于背角Ⅰ层、背角的外侧网状区（Ⅳ，Ⅴ层）和Ⅹ层，胞体分布从颈段到骶段整个脊髓。脊髓下丘脑束神经元轴突上行至同侧下丘脑视上交叉，穿过中线，分布在下丘脑的许多部位，包括外侧下丘脑、下丘脑后区和背区、背内侧核、室旁核、室周核、视上交叉核以及内外侧视前区等。大部分（90%）脊髓下丘脑束神经元对伤害性刺激反应，传递内脏的伤害性信息。基于下丘脑在神经内分泌中的特殊作用，以及是边缘系统的一个重要组成部分，因此，脊髓下丘脑束神经元可能在应激状态的疼痛感受和痛觉的情感成分的信息传递中起重要作用。

脊髓旁臂杏仁束是20世纪90年代才被逐渐了解的一个新传导束，神经元主要起源于背角Ⅰ层，少量在Ⅱ层，其轴突经对侧背外侧束-外侧束投射到中脑旁臂核，突触后二级神经元轴突再上行终止在杏仁核。脊髓旁臂杏仁束神经元接受来自皮肤、内脏、肌肉和关节的伤害性传入，参与介导疼痛的情感反应。

脊髓伤害性传入主要由对侧背外侧索终止在旁臂核，换神经元后再投射到下丘脑。脊髓旁臂下丘脑束与脊髓旁臂杏仁束同源，功能也相似，主要区别在于旁臂下丘脑束的突触后二级神经元轴突终止在下丘脑腹内侧核。

大脑对外界传入的声音、视觉、本体感觉等各种各样的信息，进行整理、筛选，使某些刺激加强，而另一些刺激受到抑制，是信息传入和整合的高级中枢。脊髓背角由初级感觉传入末梢、脊髓中间神经元、脊髓投射神经元和脊髓上结构的下行纤维组成，构成复杂的神经网络，是感觉信息传入的门户和整合的初级中枢。

根据神经的形状、大小、走向和密度，按罗马字母Ⅰ～Ⅹ将大鼠的脊髓灰质分为10层，后来的研究证明这种分类也适用其他动物，因此被广泛接受。与感觉传入有关的主要是Ⅰ～Ⅶ层和Ⅹ层。

覆盖在脊髓背角表面最薄的一层细胞，通常大约是一个细胞的厚度，在背角的最表面将背索和背角胶质区分割开来，并且向外侧扩展，贯穿脊髓全长，在骶段和腰段最明显。神经元主要是边缘细胞，胞体为梭形或锥形，直径20～60μm，其树突很长而少分支，很少有小棘，大部分与Ⅱ层平行，偶尔进入Ⅱ层。边缘细胞的轴突很细，常源于树突，轴突进入附近白质后分升、降支，部分以脊髓前连合投射到脑干和丘脑，部分进入脊髓的其他区域，形成节间联系。边缘细胞的传入来自李氏束和附近白质的轴突细支，以及来自其紧邻的第Ⅱ层细胞的轴突传入。在大鼠Ⅰ层神经元接受的传入中，较多数（50%以上）来自外周初级传入，主要是传导高阈值机械感受器冲动的A δ纤维。

贯穿脊髓全长，在骶、腰和第一颈髓等节段最为发达。由排列紧密的小细胞和纤维末梢组成的网状组织，在显微镜下呈透明状，是背角最明显的一层，也叫罗氏胶质层。细胞有多种类型，以位于背部（Ⅱo）的柄细胞和腹部（Ⅱi）的岛细胞两类细胞为主。柄细胞是因其树突上具有短柄状小脊而得名，其轴突投射到Ⅰ层，将初级传入信号中继至Ⅰ层神经元，其功能参与兴奋性突触传递；岛细胞轴突重复地在它们的树突树附近分支，扩展至整个Ⅱ层，树突呈柱状沿Ⅱ层头尾方向平行走向，树突重复分支，又常常分出细支，末梢是念珠状终末，含有密集的突触小泡，只有单一的树突棘进入突触球结构，其功能参与抑制性突触传递，被认为是抑制性中间神经元。

伤害性传入主要终止在Ⅱ层，它与Ⅱ层中间神经元、背角层（Ⅲ～Ⅴ）投射神经元的树突和脑干下行纤维形成局部神经网络。在Ⅱ层有丰富的经典递质、神经肽及其受体，它是伤害性信息传入的第一站，是脊髓中神经结构和化学组成最复杂的区域，因此，Ⅱ层是痛觉调制的关键部位。

在Ⅰ～Ⅳ层（特别是Ⅱ层）中，有一种特有的突触球（glomeruler）结构，它是由居于中心的初级传入末梢和包围在四周的许多树突和轴突组成，相互构成轴-轴、轴-胞和轴-树型的突触。这种突触球在伤害性信息调制中起重要作用。突触球是Ⅱ层中最突出的一个结构，它由无髓鞘纤维中央轴突终末和紧紧包围中央轴突的几个树突与轴突终末，共同形成的一种球状的突触结构，胶质细胞将这种复合体与周围分割开来。这个特化的突触球是背角的一个关键结构，如此复杂的突触联系为感觉信息的加工提供了精细的形态基础。虽然突触球是Ⅱ层中的一个标志性结构，但相对突触总量而言，仍然较少（约5%），大多数是非突触球结构的普通突触。

贯穿脊髓全长，腰段最发达，胸段最小，由大量的有髓鞘纤维、投射神经元和类似Ⅱ层中的中间神经元组成，因此过去也将此层归于Ⅱ层（罗氏胶质层）。Ⅲ层细胞较大，形态多样，分布疏松，其树突和轴突分支更为广泛。部分脊颈束神经元和背柱突触后神经元分布在此层，它们的树突呈天线样走向背部伸延到Ⅱ层直接接受初级传入C纤维的单突触联系。另一类锥体神经元的树突呈扇形分布，可直接与各种类型的初级传入形成突触，大部分传入纤维介导毛囊感受器和巴氏小体信息，也有小纤维终止在Ⅲ层。Ⅲ层神经元轴突除投射到罗氏胶质层、背角深层和邻近的白质，构成脊髓内的联系外，大量的轴突投射到延髓尾端的薄束核、楔束核和外侧颈核。

是背角中相对厚的一层，由各种大小不同形态各异的神经元组成。小细胞8～11μm，大细胞35～45μm。基于神经元大小不同的非均匀性和特大细胞的存在，很易与Ⅲ层区分。大的天线型神经元，其树突像天线一样延伸到Ⅱ层呈广泛分布，与罗氏胶质层细胞的轴突和初级传入形成突触。此外还有树突纵向分布的中央神经元和树突横向分布的神经元。大量脊颈束和脊丘束神经元胞体位于Ⅳ层，其轴突分别经前连合投射到对侧外侧颈核和丘脑，有些神经元轴突也到达背角的Ⅴ、Ⅵ和Ⅶ层等其他区域。由于Ⅳ层神经元的树突伸到Ⅰ～Ⅲ层，它可直接接受进入背角浅层的初级传入，同时，初级传入纤维也直接进入Ⅳ层，与神经元胞体和树突形成轴突-胞体突触和轴突-树突突触。许多轴突-轴突突触和树突-树突突触在Ⅳ层形成突触球结构。

在背角是内外走向最狭窄的部分，位于被称为背角“颈”部的区域。除胸段外，Ⅴ层分为内、外两区，外侧区约占三分之一，内含较大的神经元（30～45μm），而内侧区是有许多密集排列的小神经元（8～10μm）。由于外侧区含有大量的有髓鞘纤维，因此，组织染色的显微切片观察呈网状结构，是Ⅴ层的一个明显标志。Ⅴ层神经元的树突与Ⅳ层神经元的树突相似，更多的呈纵向辐射状，该树突也比Ⅳ层神经元的大。在Ⅴ层大部分神经元中，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。

背角的最底层，只在脊髓的颈、腰膨大部存在，与Ⅴ层相比，细胞较小，8～35μm，排列规则。在显微镜下，该层比Ⅴ和Ⅶ层暗，也分内外两区，内侧区是一群排列紧密染色深的小神经元，而外侧区是三角形和星状的较大的神经元。树突分布类似Ⅴ层细胞，呈背腹和内外的辐射走向。来自脑的大量下行纤维和初级传入终止在此层。Ⅵ层的大多数神经元可能属于脊髓内的固有系统，也存在大量的投射神经元，其轴突投射到外侧颈核和丘脑。

脊髓灰质的中心部分，是一个不规则区域，脊髓不同节段形状不同，在颈、腰膨大处延伸到脊髓腹角。Ⅶ层中有大量投射神经元、中间神经元和运动神经元存在，接受来自红核的下行纤维，投射神经元轴突上行至中脑和小脑。

是围绕中央导水管周围的灰质，并包括灰质连合，接受来自皮肤和内脏的伤害性传入。

位于脊髓腹角，是运动神经元集中的区域。

痛觉传导通路也称为浅感觉传导通路，由三级神经元构成。感觉传入冲动通过第一级神经元途径传导束（第二级神经元）到达丘脑（第三级神经元），随后投射到大脑皮层的相应部位进行加工和整合。

主要包括髓板内核、丘脑中央下核（nucleus submedius，SM）和腹内侧核和背内侧核，主要参与介导伤害性感受和痛感觉的情绪-激动成分。

（1）丘脑髓板内核主要包括丘脑中央外侧核、中央中核和束旁核或称中央中核-束旁核复合体以及其他一些结构。

（2）丘脑中央下核位于腹内侧丘脑中线两旁，传入轴突来自脊髓背角的Ⅰ层神经元。丘脑中央下核传出主要投射到同侧前额叶腹外侧眶皮层，其功能可能主要参与痛觉的情绪-激动成分的整合。

（3）腹内侧核和背内侧核主要接受源于脊髓背角的Ⅰ层和三叉神经尾端亚核的脊丘束神经元传入。腹内侧核和背内侧核的传出分别投射到属于前脑边缘系统的岛叶皮层前区和扣带皮层前区，因此，这两个核团可能参与痛觉的情绪情感反应。

内侧丘脑核团神经元的轴突广泛投射到大脑皮层，包括与情感有关的额皮层，它也接受与边缘系统、下丘脑有密切联系的网状结构的传入。因此，这个与痛情绪反应有关的通路也被命名为旁中央系统。

包括腹后核群、丘脑网状核和未定带（Zona incerta，ZI），主要参与痛觉鉴别方面，

（1）腹后核群也称腹基复合体，由腹后外侧核和腹后内侧核组成，主要接受脊丘束、脊颈束和突触后背柱通路的伤害性传入。许多腹基复合体神经元被伤害性热或机械躯体刺激所激活，神经元和感受区有相对的拓扑分布。腹基复合体神经元对刺激强度的编码，提示腹基复合体参与痛觉的感觉-鉴别成分。刺激人的腹后外侧核和腹后内侧核引起疼痛感觉，一例心绞痛患者的报告指出，刺激腹后外侧核可诱发心绞痛的发作。腹基复合体神经元传出是投射到大脑皮层感觉区，刺激SⅠ皮层可逆向激活腹后外侧核伤害感受神经元。

（2）丘脑后核群位于丘脑外侧部，包括后腹核内侧部、外侧部、后腹核间核、上膝体和内膝体大细胞核，其中后腹核内侧部可能与伤害性感受关系更密切。后腹核内侧部接受源于脊丘束、脊颈脑束和突触后背柱通路的传入投射，呈双侧性感受整合躯体与内脏的传入会聚。丘脑后核群神经元传出投射到岛皮层（isular cortex）和SⅡ区。

（3）丘脑网状核也接受脊丘束和脑干网状结构传入，未定带接受脑干网状结构、背柱核和三叉神经尾端亚核的传入，其传出投射到丘脑核团和体感皮层。

作为人类感觉整合的最高级中枢，接受各种感觉传入信息进行加工，最终上升到意识。临床观察表明，刺激患者皮层感觉Ⅰ区很少报告有痛感，切除感觉Ⅰ和Ⅱ区，也未发现疼痛有明显改变，个别患者报告有短时间的疼痛减轻，因此一般认为皮层感觉区在疼痛知觉中作用不大。然而，实验性损伤刺激引起受试者产生疼痛时，在皮层感觉区可记录到长潜伏期的诱发慢波反应，并可被镇痛药抑制。动物体感皮层也可记录到类似的对镇痛药敏感的慢波反应。由于对知觉研究技术上的限制，很难在人体上进行更深入的实验性研究，又没有理想的动物模型，因此，皮层哪些部位接受痛觉传入，如何进行信息整合达到知觉，尚无明确的结论。

近年来，随着正电子发射断层扫描、单光子发射断层扫描和功能磁共振技术的发展及应用，以区域脑血流图变化作为脑区激活的指标，显示脑活动的人体脑成像图，从而直观地观察疼痛发展过程中不同脑区活动的变化，对皮层在痛觉知觉中的作用的了解也日益增多。脑成像的大量研究，对实验性瞬时痛、持续性痛和临床病理性痛条件下脑高级中枢的活动变化，积累了很多有重要价值的资料，加深了对痛觉机制的认识。实验性急性痛刺激前扣带回、脑岛、大脑体感区（SⅠ、SⅡ）、前额皮层、丘脑和小脑，均有不同程度的反应，提示这些脑区参与急性痛的中枢信息加工。神经病理痛与急性痛有明显的差异，不仅激活的脑区不同，而且常常呈双侧性，如下肢神经损伤患者的持续性神经病理痛引起双侧的前额叶外侧下部、脑岛、后顶叶、后扣带皮层的区域脑血流图增强。这些结果支持早期的临床观察，皮层体感区在临床病理性痛的感知机制中作用不大。

值得注意的是，疼痛刺激引起前扣带回皮层活动增强时，丘脑活动反而下降，提示前扣带回的痛觉信号可能不是脊髓丘脑束传导，而是脊髓下丘脑束。已经知道后者的传入纤维终止在介导痛觉情绪成分的边缘系统，病理性痛总是伴随强烈的情绪反应，因此前扣带皮层、前额皮层和岛皮层参与病理性痛传入的整合。脑成像所显示的是功能整合的总体结果，如疼痛引起感觉中枢激活时，小脑的区域脑血流图也有变化，未必表明小脑在痛觉信息传递中起重要作用，而可能是疼痛继发性引起的小脑运动功能的表现。研究表明，不同的皮层区域参与不同性质痛觉信息加工，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传入。

20世纪60年代初，首次将吗啡微量注射到家兔第Ⅲ脑室周围灰质和中脑导水管周围灰质区产生镇痛效应，从而提示脑内可能存在阿片受体。这为后来的脑刺激镇痛和英国科学家发现脑啡肽提供了启示，是脑内下行抑制系统发现的前奏。

在中枢神经系统内有一个以脑干中线结构为中心，由许多脑区组成的调制痛觉的下行抑制系统。它主要由中脑导水管周围灰质、延髓头端腹内侧核群（中缝大核及邻近的网状结构）和一部分脑桥背侧部网状结构（蓝斑核群）的神经元组成，它们的轴突主要经脊髓背外侧束下行，对脊髓背角痛觉信息传递产生抑制性调制，在脑干水平抑制三叉神经脊核痛觉神经元的活动。

位于中脑导水管周围由形态类型和结构不同的细胞组成，主要接受来自额叶皮层、岛叶、杏仁、下丘脑、楔状核、脑桥网状核和蓝斑核的传入，也接受直接来自脊髓的伤害性神经元传入。中脑导水管周围灰质的主要传出纤维投射到前内侧蓝斑核周围区的Barrington核和少量直接到达脊髓背角。中脑导水管周围灰质由两条通路对脊髓背角神经元产生下行调制，一条是中脑导水管周围灰质-延髓头端腹内侧区-脊髓背角，另一是中脑导水管周围灰质-延髓外侧网状核-脊髓背角。中脑导水管周围灰质背侧和腹侧区的功能有明显不同，腹外侧区是选择性的镇痛区，而背部区更主要是在情绪和逃避反应中发挥作用。

主要接受中脑导水管周围灰质传入，其传出纤维可直接到达脊髓。蓝斑核的下行抑制主要通过蓝斑核神经元轴突与脊髓背角神经元的直接作用，也间接通过其终止在中脑导水管周围灰质的蓝斑核纤维激活调制神经元。

由靠近中脑导水管周围灰质腹外侧并与其有密切解剖联系的楔状核、蓝斑下核、旁臂核和A7区组成。楔状核接受脊髓背角I层神经元传入，传出到延髓头端腹内侧区。电刺激背外侧脑桥中脑被盖抑制伤害性脊髓反射和脊髓背角神经元的伤害性反应。最近的临床研究证明，电刺激该区域可明显减轻患者的慢性痛。

由中缝大核和位于网状巨细胞核腹侧的邻近网状结构组成，后者包括猫的网状大细胞核和大鼠的网状巨细胞核、外侧网状巨细胞旁核和网状巨细胞核α部4个核团，主要接受来自中脑导水管周围灰质和楔状核的传入，也接受前额皮层、下丘脑、杏仁核和纹状体的基底核传入。延髓头端腹内侧区传出纤维经脊髓背外侧束终止在脊髓背角浅层和Ⅴ层。

位于延髓尾部，接受中脑导水管周围灰质传入，其传出终止在脊髓背角。电刺激延髓外侧网状核或微量注射谷氨酸可选择性抑制背角神经元的伤害性反应和伤害性脊髓反射，损毁延髓外侧网状核可大幅度减弱对刺激中脑导水管周围灰质引起的背角神经元伤害性反应的抑制。

此外，最近的研究提示，脑内除了存在痛觉调制的下行抑制系统外，还有与之并存的下行易化系统，主要包括网状巨细胞核和网状巨细胞核α部。在一般情况下，由于下行抑制系统激活所产生的效应可能大于易化系统，因此后者的效应往往被掩盖。与下行抑制系统相比，对下行易化系统的解剖结构、传导途径和神经递质等的研究还是初步的，有待进一步研究。