三、疼痛整合中枢
（一）脊髓背角
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，是感觉信息传入的门户和初级整合中枢。
Rexed根据神经的形状、大小、走向和密度，按罗马字母Ⅰ～Ⅹ将猫的脊髓灰质分为10层，研究证明这种分类也适用于其他动物。与感觉传入有关的主要是Ⅰ～Ⅶ层和Ⅹ层。
背根的有髓鞘和无髓鞘纤维进入脊髓时完全分开，有髓鞘大直径传入纤维进入脊髓背角走向中间，在背柱分为上升支和下降支，由此再分支进入背角。小直径有髓鞘Aδ和无髓鞘C纤维在脊髓背外侧进入背角，也分为上下支，跨越1～2个脊髓节段，这些纤维的大多数构成位于脊髓灰质背外侧边缘的李骚氏束（Lissauer's Tract）。Aδ和C伤害性感受器细胞的传入轴突纤维由背根经李骚氏束进入背角，Aδ传入纤维终止在脊髓背角的Ⅰ、Ⅴ、Ⅹ层，C传入纤维终止在背角Ⅱ层的背部（Ⅱo）。传递非伤害性信息的Aβ传入纤维终止在Ⅲ～Ⅴ层。内脏传入纤维主要投射到脊髓Ⅰ、Ⅱo、Ⅴ和Ⅹ层，肌肉传入纤维主要在Ⅰ和Ⅴ层的外侧部。
1.Ⅰ层
Ⅰ层为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柱和背角胶质区分割开来，并且向外侧扩展，呈弧形从腹面卷曲在背角Ⅱ层的腹面，贯穿脊髓全长，荐骶和腰段最明显。Ⅰ层主要是传导高阈值机械感受器冲动的Aδ纤维。
2.Ⅱ层
Ⅱ层贯穿脊髓全长，骶、腰和第1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，被称为罗氏胶质细胞层（SG），其功能为参与兴奋性突触传递。伤害性传入纤维主要终止在SG，并与SG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。SG有丰富的经典递质、神经肽及受体，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，SG层是痛觉调制的关键部位。
3.Ⅲ层
Ⅲ层贯穿脊髓全长，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（SG）。Ⅲ层细胞较大，形态多样，分布疏松，其树突和轴突分布更为广泛。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，并在背部延伸到Ⅱ层接受初级传入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层神经元轴突除了投射到SG层、背角深层和邻近的白质，构成脊髓内的联系外，还有大量的轴突投射到延脑尾端的薄核、楔核和外侧颈核。
4.Ⅳ层
Ⅳ层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。Ⅳ层细胞与SG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，其轴突分别经前联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。
5.Ⅴ层
Ⅴ层是背角中内外走向最狭窄的部分，而在背部走向很厚，位于被称为背角“颈”部的区域。除胸段外，Ⅴ层分为外、内两区，外侧区约占1/3，内含较大的神经元（30～45μm），而内侧区含有许多密集排列的小神经元（8～10μm）。
6.Ⅵ层
Ⅵ层为背角的最底层，只存在于脊髓的颈、腰膨大处。来自脑的大量下行纤维和初级传入纤维终止在此层。Ⅵ层的大多数神经元可能属于脊髓内的固有系统。此外，此层也存在大量的投射神经元，其轴突投射到外侧颈核和丘脑。
7.Ⅶ层
Ⅶ层是脊髓灰质的中心部分，是一个不规则区域，脊髓不同节段形状也不同，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。
8.Ⅷ和Ⅸ层
Ⅷ和Ⅸ层位于脊髓腹角，是运动神经元集中的区域。
9.Ⅹ层
Ⅹ层为围绕中央导水管周围的灰质，包括灰质联合，接受来自皮肤和内脏的会聚性伤害性传入纤维。
（二）丘脑与大脑皮层
感觉传入冲动通过几个传导束到达痛觉的高级中枢——丘脑，进行加工和整合。
1．内侧丘脑核团
内侧丘脑核团主要包括髓板内核、丘脑中央下核（Nucleus Submedius, Sm）、腹内侧核（VM）和背内侧核（MD），主要参与介导伤害性感受和痛感觉的情绪—激动成分。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和下丘脑有密切联系的网状结构的传入纤维。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。
2．外侧丘脑核团
外侧丘脑核团包括腹后核群（PO）、丘脑网状核（Rt）和未定带（ZI），主要参与痛觉—鉴别方面的活动。
3．大脑皮层
大脑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并进行加工，最终形成意识。在临床研究中，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，一般认为皮层感觉区在疼痛知觉中作用不大。目前，对于皮层哪些部位接受痛觉传入，如何进行信息整合达到知觉，知之甚少，尚无明确的结论。