疼痛是組織損傷或與潛在的組織損傷相關(guān)的一種不愉快的軀體主觀感覺和情感體驗(yàn)，同時(shí)可伴有代謝、內(nèi)分泌、呼吸、循環(huán)等多系統(tǒng)的改變。疼痛是一種復(fù)雜的生理心理活動(dòng)，是臨床上最常見的癥狀之一。它包括傷害性刺激作用于機(jī)體所引起的痛感覺，以及機(jī)體對傷害性刺激的痛反應(yīng)。其中，痛反應(yīng)包括軀體運(yùn)動(dòng)性反應(yīng)和（或）內(nèi)臟植物性反應(yīng)，常伴隨有強(qiáng)烈的情緒色彩。

疼痛可作為機(jī)體受到傷害的一種警告，引起機(jī)體一系列防御性保護(hù)反應(yīng)，是機(jī)體不可或缺的一種保護(hù)功能。然而當(dāng)疼痛發(fā)展成慢性疼痛后，疼痛已不具有對機(jī)體的保護(hù)作用，而是成為一種難以忍受的折磨。疼痛包含“感覺”和“情感”兩個(gè)成分。其“感覺成分”具有感覺的共性特點(diǎn)：有相應(yīng)的感受器、感受器激活所需的適宜刺激、感受器的定位分布和對刺激強(qiáng)度的鑒別等；其“情感成分”是與逃避密切相關(guān)，變異性很大，很易受經(jīng)驗(yàn)的影響，是臨床上面臨的難題之一。絕大多數(shù)情況下，組織損傷刺激傷害性感受器最終引起痛覺，但在有些狀態(tài)下，損傷并不導(dǎo)致疼痛。相反，疼痛可以在無組織損傷時(shí)產(chǎn)生，或是在損傷已完全修復(fù)后仍然存在。

神經(jīng)系統(tǒng)的基本活動(dòng)方式是反射，所謂反射是神經(jīng)系統(tǒng)在調(diào)節(jié)機(jī)體的活動(dòng)中對內(nèi)外環(huán)境刺激所作出的適應(yīng)性反應(yīng)。反射活動(dòng)的解剖基礎(chǔ)是反射弧，包括感受器-傳入神經(jīng)（感覺神經(jīng)）-神經(jīng)中樞-傳出神經(jīng)（運(yùn)動(dòng)神經(jīng)）-效應(yīng)器。簡單反射（如：排尿反射）是一種比較低級的神經(jīng)活動(dòng)，是由大腦皮層以下的低級神經(jīng)中樞（如：脊髓）參與完成的，不需要大腦控制即可完成。疼痛是復(fù)雜的反射，需要高級中樞的參與。

感受器感受機(jī)體內(nèi)、外環(huán)境的相應(yīng)刺激并將之轉(zhuǎn)換為神經(jīng)沖動(dòng)，不僅是發(fā)生能量形式的轉(zhuǎn)換，更重要的是把刺激所包涵的環(huán)境變化的信息也轉(zhuǎn)移到新的電信號系統(tǒng)中，這就是所謂編碼作用。神經(jīng)沖動(dòng)經(jīng)過感覺神經(jīng)和中樞神經(jīng)系統(tǒng)的傳導(dǎo)通路上傳到大腦皮質(zhì)，從而產(chǎn)生相應(yīng)的感覺，感覺的性質(zhì)取決于傳入沖動(dòng)達(dá)到高級中樞的部位。至于在同一感覺類型的范圍內(nèi)，如何對刺激強(qiáng)度編碼問題，目前認(rèn)為感受器可通過改變相應(yīng)傳入神經(jīng)纖維上的動(dòng)作電位頻率來反映刺激的強(qiáng)度。刺激加強(qiáng)時(shí)，還可使多個(gè)的感受器經(jīng)傳入神經(jīng)向中樞發(fā)放沖動(dòng)。

一般認(rèn)為感受傷害性刺激的感受器是一種游離神經(jīng)末梢，是一些沒有形成特殊結(jié)構(gòu)的感受器。在皮膚、肌肉和血管壁上都分布有大量的游離神經(jīng)末梢。其中有大部分是感受痛覺的。

感覺神經(jīng)又稱傳入神經(jīng)，由傳入神經(jīng)纖維集合而成，外層包有結(jié)締組織膜，膜中有成纖維細(xì)胞、組織細(xì)胞和脂肪細(xì)胞群，外層結(jié)締組織膜及內(nèi)部的神經(jīng)束膜中分布有血管。神經(jīng)的一端由感覺纖維末梢分布于感受器，另一端與腦或脊髓相聯(lián)系。

神經(jīng)纖維的分類法有兩種。一種是根據(jù)傳導(dǎo)速度和后電位的差異來分類，可將神經(jīng)纖維分為A、B、C三類：

A類：包括有髓鞘的軀體傳入和傳出纖維，直徑為1～22μm，傳導(dǎo)速度為12～120m/s。根據(jù)其平均傳導(dǎo)速度的快慢，又可將A類纖維分為α、β、γ、δ四類。

B類：是有髓鞘的植物性神經(jīng)的節(jié)前纖維，直徑1～3μm，傳導(dǎo)速度＜15m/s，其后電位的特點(diǎn)是沒有負(fù)后電位而正后電位較明顯。

C類：包括無髓鞘的軀體傳入纖維和植物性神經(jīng)的節(jié)后纖維，直徑0.3～1.3μm，傳導(dǎo)速度＜2.3m/s。無髓鞘的軀體傳入纖維沒有負(fù)后電位，但正后電位特別明顯；植物性神經(jīng)節(jié)后纖維的負(fù)后電位則比較明顯，正后電位持續(xù)時(shí)間較長。

另一種分類法是根據(jù)纖維直徑的大小及來源來劃分的，分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四類。兩種分類的對應(yīng)關(guān)系為：Ⅰ類相當(dāng)于Aα類，直徑為12～20μm；Ⅱ類相當(dāng)于Aβ類，直徑為6～12μm；Ⅲ類相當(dāng)于A δ類，直徑2.5μm；Ⅳ類相當(dāng)于C類，直徑為0.3～3μm。目前對傳出神經(jīng)纖維采用前一種分類法，對傳入神經(jīng)纖維采用后一種分類法。在正常生理?xiàng)l件下，Ⅲ類（A δ）和Ⅳ類（C）傳入纖維傳導(dǎo)外周組織的痛覺信息。

傳導(dǎo)痛覺沖動(dòng)的神經(jīng)纖維，一般認(rèn)為是較細(xì)的神經(jīng)纖維，包括A δ纖維和C纖維。A δ纖維傳導(dǎo)快痛，C纖維傳導(dǎo)慢痛。但這兩種纖維中大部分是傳導(dǎo)非痛覺沖動(dòng)的（如觸覺、溫覺等），只有一少部分是傳導(dǎo)痛覺沖動(dòng)的。如果通過皮膚給人的皮下神經(jīng)干以電刺激，在只興奮較粗的神經(jīng)纖維時(shí)不引起痛覺；當(dāng)刺激強(qiáng)度達(dá)到興奮A δ纖維時(shí)，就產(chǎn)生明顯的痛覺；達(dá)到興奮C纖維的強(qiáng)度時(shí)，引起難以忍受的疼痛。

在腦和脊髓里，神經(jīng)元的細(xì)胞體密集的部分，色澤灰暗，所以叫灰質(zhì)，不含胞體只有神經(jīng)纖維的部分稱白質(zhì)。在灰質(zhì)里，功能相同的神經(jīng)元細(xì)胞體匯集在一起，調(diào)節(jié)人體的某一項(xiàng)相應(yīng)的生理活動(dòng)，這些調(diào)節(jié)某一特定生理功能的神經(jīng)元群就叫做神經(jīng)中樞。神經(jīng)中樞又稱反射中樞，分布在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的各個(gè)部位，如脊髓、延髓、腦橋、中腦、上下丘腦、小腦和大腦半球等不同神經(jīng)組織中，其中有的屬于的低級中樞，有的屬于高級中樞。

大腦和小腦的灰質(zhì)位于腦的表層，故又稱皮質(zhì)（cortex），皮質(zhì)下是白質(zhì)。功能相同相似的神經(jīng)元胞體在中樞內(nèi)聚集成的灰質(zhì)團(tuán)塊（皮質(zhì)除外）稱神經(jīng)核，功能相近或相連的幾個(gè)神經(jīng)核構(gòu)成核團(tuán)。脊髓的灰質(zhì)則位于中央，周圍是白質(zhì)。脊髓背根神經(jīng)節(jié)（Dorsal Root Ganglia，DRG）細(xì)胞是感覺傳入的第一級神經(jīng)元，胞體發(fā)出單個(gè)軸突在節(jié)內(nèi)延伸一段后分為兩支：一支為周圍神經(jīng)軸突，伸向外周組織，接受感覺信息，另一支為中樞軸突，將外周傳入送至脊髓背角，完成初級感覺信息的傳遞。

傳出神經(jīng)是把中樞神經(jīng)系統(tǒng)的興奮傳到各個(gè)器官或外圍部分的神經(jīng)，又稱為運(yùn)動(dòng)神經(jīng)。包括自主神經(jīng)及運(yùn)動(dòng)神經(jīng)。自主神經(jīng)分交感神經(jīng)及副交感神經(jīng)，主要支配心臟、平滑肌、腺體及眼等效應(yīng)器官，它們從中樞發(fā)出后，經(jīng)神經(jīng)節(jié)更換神經(jīng)元，然后才到達(dá)效應(yīng)器，因此有節(jié)前纖維和節(jié)后纖維之分。

傳出神經(jīng)纖維末梢或運(yùn)動(dòng)神經(jīng)末梢及其所支配的肌肉或腺體一起稱為效應(yīng)器。如果效應(yīng)器受損，當(dāng)人體受到外來傷害或刺激時(shí)，人體大腦皮層的神經(jīng)中樞會(huì)感受到疼痛，但身體上卻無法做出任何動(dòng)作。

腦和脊髓中的傳導(dǎo)通路實(shí)際上就是經(jīng)過腦的長距離反射弧傳入和傳出鏈中的一部分，包括感覺傳導(dǎo)通路和運(yùn)動(dòng)傳導(dǎo)通路。痛覺傳導(dǎo)通路是感覺傳導(dǎo)通路的一部分，傷害性感受器的傳入沖動(dòng)，在中樞第一站脊髓背角神經(jīng)元初步整合后，由脊髓白質(zhì)的腹外側(cè)索（ventrolateral funiculus，VLF）、背外側(cè)索（dorsalateral funiculus，DLF）和背索（dorsal cord，DC），傳遞到丘腦進(jìn)行加工，傷害性信息最后到大腦皮層產(chǎn)生痛覺。在脊髓白質(zhì)的腹外側(cè)索、背外側(cè)索和背索中，至少有下述的8個(gè)傳遞傷害性刺激的通路。

脊丘束由背角非傷害性感受、特異傷害性感受和非特異傷害性感受等三類投射神經(jīng)元的軸突組成，主要經(jīng)對側(cè)腹外側(cè)束投射到丘腦腹后外側(cè)核、丘腦腹后復(fù)合體、內(nèi)髓板核群和中線下核。三類神經(jīng)元的胞體分別位于脊髓背角的Ⅰ層、Ⅳ-Ⅵ層、Ⅶ-Ⅹ層，但動(dòng)物種系間的分布差異很大。

脊網(wǎng)束主要由脊髓背角的Ⅴ、Ⅶ、Ⅷ、Ⅹ和少量Ⅰ層的神經(jīng)元軸突組成，投射到延髓和腦橋網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)（延髓中央核、延髓巨細(xì)胞核、網(wǎng)狀大細(xì)胞核、外側(cè)網(wǎng)狀核、腦橋核的頭端和尾部、旁巨細(xì)胞核和藍(lán)斑下核等）。在Ⅶ和Ⅹ層的脊網(wǎng)束細(xì)胞含有腦啡肽。脊網(wǎng)束神經(jīng)元接受廣泛的外周傳入會(huì)聚，包括皮膚、肌肉、關(guān)節(jié)、骨膜和內(nèi)臟傳入。

脊中腦束神經(jīng)元的分布在不同動(dòng)物種系差異較大，實(shí)驗(yàn)表明：在大鼠，其胞體位于Ⅰ、Ⅴ、Ⅶ、Ⅹ層和背外側(cè)束核；在貓，位于Ⅰ、Ⅳ和Ⅴ層；在猴，位于Ⅰ和Ⅳ～Ⅷ層。脊中腦束投射到中腦的楔狀核、旁鰓核、導(dǎo)水管周圍灰質(zhì)、丘間核、Darkschewitz核、上丘深層、頂蓋前核的前部和后部、紅核、Edineger-Westphal核和Cajal間隙核等。脊中腦束的細(xì)胞包括非傷害性、非特異性傷害和特異性傷害神經(jīng)元三類，以前也將脊中腦束歸在脊髓丘腦束中。

脊髓傷害性傳入至外側(cè)頸核轉(zhuǎn)換神經(jīng)元，交叉到對側(cè)上升至丘腦特異核群。脊頸束是指背角神經(jīng)元-外側(cè)頸核神經(jīng)元-丘腦的傳導(dǎo)束，少量投射到中腦。脊頸束神經(jīng)元主要源于Ⅳ層（60%），其次也位于Ⅲ層（25%）和Ⅴ層（10%），軸突傳導(dǎo)速度為15～100m/秒，在皮膚感覺快速傳導(dǎo)中起主要作用。所有脊頸束神經(jīng)元接受Aβ和A δ傳入，而其中50%～70%接受C傳入。在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中切斷雙側(cè)脊頸束，導(dǎo)致動(dòng)物痛覺的幾乎消失。

脊髓傷害性神經(jīng)元軸突經(jīng)背柱傳至延髓薄束和楔束核轉(zhuǎn)換神經(jīng)元，交叉到對側(cè)后，上傳到丘腦特異核團(tuán)。背柱突觸后纖維束是發(fā)現(xiàn)較晚的一個(gè)傳導(dǎo)束，是指在背柱內(nèi)的突觸后纖維，投射到延髓的薄、楔束核，換神經(jīng)元后投射到丘腦。背柱突觸后纖維束的胞體主要集中在Ⅲ和Ⅵ層，也見于Ⅰ、Ⅵ和Ⅶ。第Ⅲ、Ⅵ層神經(jīng)元的軸突延伸到第Ⅱ?qū)樱虼薈傳入末梢可能與其形成單突觸聯(lián)系。在貓的背柱中背柱突觸后纖維束纖維占背柱總傳入纖維的9.3%，大部分背柱突觸后纖維束神經(jīng)元（77%）對輕觸、壓、傷害性機(jī)械和熱刺激產(chǎn)生反應(yīng)，屬于非特異性傷害感受神經(jīng)元，僅有少部分（6.7%）屬于特異性傷害感受神經(jīng)元。

脊髓傷害性神經(jīng)元傳入直接投射到同側(cè)下丘腦，并交叉至對側(cè)下丘腦。與邊緣系統(tǒng)有密切的聯(lián)系，在痛覺情感成分的信息加工中起重要作用。脊髓下丘腦束的神經(jīng)元主要起源于背角Ⅰ層、背角的外側(cè)網(wǎng)狀區(qū)（Ⅳ，Ⅴ層）和Ⅹ層，胞體分布從頸段到骶段整個(gè)脊髓。脊髓下丘腦束神經(jīng)元軸突上行至同側(cè)下丘腦視上交叉，穿過中線，分布在下丘腦的許多部位，包括外側(cè)下丘腦、下丘腦后區(qū)和背區(qū)、背內(nèi)側(cè)核、室旁核、室周核、視上交叉核以及內(nèi)外側(cè)視前區(qū)等。大部分（90%）脊髓下丘腦束神經(jīng)元對傷害性刺激反應(yīng)，傳遞內(nèi)臟的傷害性信息。基于下丘腦在神經(jīng)內(nèi)分泌中的特殊作用，以及是邊緣系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，因此，脊髓下丘腦束神經(jīng)元可能在應(yīng)激狀態(tài)的疼痛感受和痛覺的情感成分的信息傳遞中起重要作用。

脊髓旁臂杏仁束是20世紀(jì)90年代才被逐漸了解的一個(gè)新傳導(dǎo)束，神經(jīng)元主要起源于背角Ⅰ層，少量在Ⅱ?qū)樱漭S突經(jīng)對側(cè)背外側(cè)束-外側(cè)束投射到中腦旁臂核，突觸后二級神經(jīng)元軸突再上行終止在杏仁核。脊髓旁臂杏仁束神經(jīng)元接受來自皮膚、內(nèi)臟、肌肉和關(guān)節(jié)的傷害性傳入，參與介導(dǎo)疼痛的情感反應(yīng)。

脊髓傷害性傳入主要由對側(cè)背外側(cè)索終止在旁臂核，換神經(jīng)元后再投射到下丘腦。脊髓旁臂下丘腦束與脊髓旁臂杏仁束同源，功能也相似，主要區(qū)別在于旁臂下丘腦束的突觸后二級神經(jīng)元軸突終止在下丘腦腹內(nèi)側(cè)核。

大腦對外界傳入的聲音、視覺、本體感覺等各種各樣的信息，進(jìn)行整理、篩選，使某些刺激加強(qiáng)，而另一些刺激受到抑制，是信息傳入和整合的高級中樞。脊髓背角由初級感覺傳入末梢、脊髓中間神經(jīng)元、脊髓投射神經(jīng)元和脊髓上結(jié)構(gòu)的下行纖維組成，構(gòu)成復(fù)雜的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，是感覺信息傳入的門戶和整合的初級中樞。

根據(jù)神經(jīng)的形狀、大小、走向和密度，按羅馬字母Ⅰ～Ⅹ將大鼠的脊髓灰質(zhì)分為10層，后來的研究證明這種分類也適用其他動(dòng)物，因此被廣泛接受。與感覺傳入有關(guān)的主要是Ⅰ～Ⅶ層和Ⅹ層。

覆蓋在脊髓背角表面最薄的一層細(xì)胞，通常大約是一個(gè)細(xì)胞的厚度，在背角的最表面將背索和背角膠質(zhì)區(qū)分割開來，并且向外側(cè)擴(kuò)展，貫穿脊髓全長，在骶段和腰段最明顯。神經(jīng)元主要是邊緣細(xì)胞，胞體為梭形或錐形，直徑20～60μm，其樹突很長而少分支，很少有小棘，大部分與Ⅱ?qū)悠叫校紶栠M(jìn)入Ⅱ?qū)印＿吘壖?xì)胞的軸突很細(xì)，常源于樹突，軸突進(jìn)入附近白質(zhì)后分升、降支，部分以脊髓前連合投射到腦干和丘腦，部分進(jìn)入脊髓的其他區(qū)域，形成節(jié)間聯(lián)系。邊緣細(xì)胞的傳入來自李氏束和附近白質(zhì)的軸突細(xì)支，以及來自其緊鄰的第Ⅱ?qū)蛹?xì)胞的軸突傳入。在大鼠Ⅰ層神經(jīng)元接受的傳入中，較多數(shù)（50%以上）來自外周初級傳入，主要是傳導(dǎo)高閾值機(jī)械感受器沖動(dòng)的A δ纖維。

貫穿脊髓全長，在骶、腰和第一頸髓等節(jié)段最為發(fā)達(dá)。由排列緊密的小細(xì)胞和纖維末梢組成的網(wǎng)狀組織，在顯微鏡下呈透明狀，是背角最明顯的一層，也叫羅氏膠質(zhì)層。細(xì)胞有多種類型，以位于背部（Ⅱo）的柄細(xì)胞和腹部（Ⅱi）的島細(xì)胞兩類細(xì)胞為主。柄細(xì)胞是因其樹突上具有短柄狀小脊而得名，其軸突投射到Ⅰ層，將初級傳入信號中繼至Ⅰ層神經(jīng)元，其功能參與興奮性突觸傳遞；島細(xì)胞軸突重復(fù)地在它們的樹突樹附近分支，擴(kuò)展至整個(gè)Ⅱ?qū)樱瑯渫怀手鶢钛丌驅(qū)宇^尾方向平行走向，樹突重復(fù)分支，又常常分出細(xì)支，末梢是念珠狀終末，含有密集的突觸小泡，只有單一的樹突棘進(jìn)入突觸球結(jié)構(gòu)，其功能參與抑制性突觸傳遞，被認(rèn)為是抑制性中間神經(jīng)元。

傷害性傳入主要終止在Ⅱ?qū)樱cⅡ?qū)又虚g神經(jīng)元、背角層（Ⅲ～Ⅴ）投射神經(jīng)元的樹突和腦干下行纖維形成局部神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。在Ⅱ?qū)佑胸S富的經(jīng)典遞質(zhì)、神經(jīng)肽及其受體，它是傷害性信息傳入的第一站，是脊髓中神經(jīng)結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成最復(fù)雜的區(qū)域，因此，Ⅱ?qū)邮峭从X調(diào)制的關(guān)鍵部位。

在Ⅰ～Ⅳ層（特別是Ⅱ?qū)樱┲校幸环N特有的突觸球（glomeruler）結(jié)構(gòu)，它是由居于中心的初級傳入末梢和包圍在四周的許多樹突和軸突組成，相互構(gòu)成軸-軸、軸-胞和軸-樹型的突觸。這種突觸球在傷害性信息調(diào)制中起重要作用。突觸球是Ⅱ?qū)又凶钔怀龅囊粋€(gè)結(jié)構(gòu)，它由無髓鞘纖維中央軸突終末和緊緊包圍中央軸突的幾個(gè)樹突與軸突終末，共同形成的一種球狀的突觸結(jié)構(gòu)，膠質(zhì)細(xì)胞將這種復(fù)合體與周圍分割開來。這個(gè)特化的突觸球是背角的一個(gè)關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，如此復(fù)雜的突觸聯(lián)系為感覺信息的加工提供了精細(xì)的形態(tài)基礎(chǔ)。雖然突觸球是Ⅱ?qū)又械囊粋€(gè)標(biāo)志性結(jié)構(gòu)，但相對突觸總量而言，仍然較少（約5%），大多數(shù)是非突觸球結(jié)構(gòu)的普通突觸。

貫穿脊髓全長，腰段最發(fā)達(dá)，胸段最小，由大量的有髓鞘纖維、投射神經(jīng)元和類似Ⅱ?qū)又械闹虚g神經(jīng)元組成，因此過去也將此層歸于Ⅱ?qū)樱_氏膠質(zhì)層）。Ⅲ層細(xì)胞較大，形態(tài)多樣，分布疏松，其樹突和軸突分支更為廣泛。部分脊頸束神經(jīng)元和背柱突觸后神經(jīng)元分布在此層，它們的樹突呈天線樣走向背部伸延到Ⅱ?qū)又苯咏邮艹跫墏魅隒纖維的單突觸聯(lián)系。另一類錐體神經(jīng)元的樹突呈扇形分布，可直接與各種類型的初級傳入形成突觸，大部分傳入纖維介導(dǎo)毛囊感受器和巴氏小體信息，也有小纖維終止在Ⅲ層。Ⅲ層神經(jīng)元軸突除投射到羅氏膠質(zhì)層、背角深層和鄰近的白質(zhì)，構(gòu)成脊髓內(nèi)的聯(lián)系外，大量的軸突投射到延髓尾端的薄束核、楔束核和外側(cè)頸核。

是背角中相對厚的一層，由各種大小不同形態(tài)各異的神經(jīng)元組成。小細(xì)胞8～11μm，大細(xì)胞35～45μm。基于神經(jīng)元大小不同的非均勻性和特大細(xì)胞的存在，很易與Ⅲ層區(qū)分。大的天線型神經(jīng)元，其樹突像天線一樣延伸到Ⅱ?qū)映蕪V泛分布，與羅氏膠質(zhì)層細(xì)胞的軸突和初級傳入形成突觸。此外還有樹突縱向分布的中央神經(jīng)元和樹突橫向分布的神經(jīng)元。大量脊頸束和脊丘束神經(jīng)元胞體位于Ⅳ層，其軸突分別經(jīng)前連合投射到對側(cè)外側(cè)頸核和丘腦，有些神經(jīng)元軸突也到達(dá)背角的Ⅴ、Ⅵ和Ⅶ層等其他區(qū)域。由于Ⅳ層神經(jīng)元的樹突伸到Ⅰ～Ⅲ層，它可直接接受進(jìn)入背角淺層的初級傳入，同時(shí)，初級傳入纖維也直接進(jìn)入Ⅳ層，與神經(jīng)元胞體和樹突形成軸突-胞體突觸和軸突-樹突突觸。許多軸突-軸突突觸和樹突-樹突突觸在Ⅳ層形成突觸球結(jié)構(gòu)。

在背角是內(nèi)外走向最狹窄的部分，位于被稱為背角“頸”部的區(qū)域。除胸段外，Ⅴ層分為內(nèi)、外兩區(qū)，外側(cè)區(qū)約占三分之一，內(nèi)含較大的神經(jīng)元（30～45μm），而內(nèi)側(cè)區(qū)是有許多密集排列的小神經(jīng)元（8～10μm）。由于外側(cè)區(qū)含有大量的有髓鞘纖維，因此，組織染色的顯微切片觀察呈網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，是Ⅴ層的一個(gè)明顯標(biāo)志。Ⅴ層神經(jīng)元的樹突與Ⅳ層神經(jīng)元的樹突相似，更多的呈縱向輻射狀，該樹突也比Ⅳ層神經(jīng)元的大。在Ⅴ層大部分神經(jīng)元中，初級傳入和腦干下行纖維與其形成突觸，這些神經(jīng)元的軸突經(jīng)前連合投射到對側(cè)丘腦，另一些神經(jīng)元軸突經(jīng)同側(cè)外側(cè)索投射到外側(cè)頸核。

背角的最底層，只在脊髓的頸、腰膨大部存在，與Ⅴ層相比，細(xì)胞較小，8～35μm，排列規(guī)則。在顯微鏡下，該層比Ⅴ和Ⅶ層暗，也分內(nèi)外兩區(qū)，內(nèi)側(cè)區(qū)是一群排列緊密染色深的小神經(jīng)元，而外側(cè)區(qū)是三角形和星狀的較大的神經(jīng)元。樹突分布類似Ⅴ層細(xì)胞，呈背腹和內(nèi)外的輻射走向。來自腦的大量下行纖維和初級傳入終止在此層。Ⅵ層的大多數(shù)神經(jīng)元可能屬于脊髓內(nèi)的固有系統(tǒng)，也存在大量的投射神經(jīng)元，其軸突投射到外側(cè)頸核和丘腦。

脊髓灰質(zhì)的中心部分，是一個(gè)不規(guī)則區(qū)域，脊髓不同節(jié)段形狀不同，在頸、腰膨大處延伸到脊髓腹角。Ⅶ層中有大量投射神經(jīng)元、中間神經(jīng)元和運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元存在，接受來自紅核的下行纖維，投射神經(jīng)元軸突上行至中腦和小腦。

是圍繞中央導(dǎo)水管周圍的灰質(zhì)，并包括灰質(zhì)連合，接受來自皮膚和內(nèi)臟的傷害性傳入。

位于脊髓腹角，是運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元集中的區(qū)域。

痛覺傳導(dǎo)通路也稱為淺感覺傳導(dǎo)通路，由三級神經(jīng)元構(gòu)成。感覺傳入沖動(dòng)通過第一級神經(jīng)元途徑傳導(dǎo)束（第二級神經(jīng)元）到達(dá)丘腦（第三級神經(jīng)元），隨后投射到大腦皮層的相應(yīng)部位進(jìn)行加工和整合。

主要包括髓板內(nèi)核、丘腦中央下核（nucleus submedius，SM）和腹內(nèi)側(cè)核和背內(nèi)側(cè)核，主要參與介導(dǎo)傷害性感受和痛感覺的情緒-激動(dòng)成分。

（1）丘腦髓板內(nèi)核主要包括丘腦中央外側(cè)核、中央中核和束旁核或稱中央中核-束旁核復(fù)合體以及其他一些結(jié)構(gòu)。

（2）丘腦中央下核位于腹內(nèi)側(cè)丘腦中線兩旁，傳入軸突來自脊髓背角的Ⅰ層神經(jīng)元。丘腦中央下核傳出主要投射到同側(cè)前額葉腹外側(cè)眶皮層，其功能可能主要參與痛覺的情緒-激動(dòng)成分的整合。

（3）腹內(nèi)側(cè)核和背內(nèi)側(cè)核主要接受源于脊髓背角的Ⅰ層和三叉神經(jīng)尾端亞核的脊丘束神經(jīng)元傳入。腹內(nèi)側(cè)核和背內(nèi)側(cè)核的傳出分別投射到屬于前腦邊緣系統(tǒng)的島葉皮層前區(qū)和扣帶皮層前區(qū)，因此，這兩個(gè)核團(tuán)可能參與痛覺的情緒情感反應(yīng)。

內(nèi)側(cè)丘腦核團(tuán)神經(jīng)元的軸突廣泛投射到大腦皮層，包括與情感有關(guān)的額皮層，它也接受與邊緣系統(tǒng)、下丘腦有密切聯(lián)系的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的傳入。因此，這個(gè)與痛情緒反應(yīng)有關(guān)的通路也被命名為旁中央系統(tǒng)。

包括腹后核群、丘腦網(wǎng)狀核和未定帶（Zona incerta，ZI），主要參與痛覺鑒別方面，

（1）腹后核群也稱腹基復(fù)合體，由腹后外側(cè)核和腹后內(nèi)側(cè)核組成，主要接受脊丘束、脊頸束和突觸后背柱通路的傷害性傳入。許多腹基復(fù)合體神經(jīng)元被傷害性熱或機(jī)械軀體刺激所激活，神經(jīng)元和感受區(qū)有相對的拓?fù)浞植肌８够鶑?fù)合體神經(jīng)元對刺激強(qiáng)度的編碼，提示腹基復(fù)合體參與痛覺的感覺-鑒別成分。刺激人的腹后外側(cè)核和腹后內(nèi)側(cè)核引起疼痛感覺，一例心絞痛患者的報(bào)告指出，刺激腹后外側(cè)核可誘發(fā)心絞痛的發(fā)作。腹基復(fù)合體神經(jīng)元傳出是投射到大腦皮層感覺區(qū)，刺激SⅠ皮層可逆向激活腹后外側(cè)核傷害感受神經(jīng)元。

（2）丘腦后核群位于丘腦外側(cè)部，包括后腹核內(nèi)側(cè)部、外側(cè)部、后腹核間核、上膝體和內(nèi)膝體大細(xì)胞核，其中后腹核內(nèi)側(cè)部可能與傷害性感受關(guān)系更密切。后腹核內(nèi)側(cè)部接受源于脊丘束、脊頸腦束和突觸后背柱通路的傳入投射，呈雙側(cè)性感受整合軀體與內(nèi)臟的傳入會(huì)聚。丘腦后核群神經(jīng)元傳出投射到島皮層（isular cortex）和SⅡ區(qū)。

（3）丘腦網(wǎng)狀核也接受脊丘束和腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)傳入，未定帶接受腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、背柱核和三叉神經(jīng)尾端亞核的傳入，其傳出投射到丘腦核團(tuán)和體感皮層。

作為人類感覺整合的最高級中樞，接受各種感覺傳入信息進(jìn)行加工，最終上升到意識(shí)。臨床觀察表明，刺激患者皮層感覺Ⅰ區(qū)很少報(bào)告有痛感，切除感覺Ⅰ和Ⅱ區(qū)，也未發(fā)現(xiàn)疼痛有明顯改變，個(gè)別患者報(bào)告有短時(shí)間的疼痛減輕，因此一般認(rèn)為皮層感覺區(qū)在疼痛知覺中作用不大。然而，實(shí)驗(yàn)性損傷刺激引起受試者產(chǎn)生疼痛時(shí)，在皮層感覺區(qū)可記錄到長潛伏期的誘發(fā)慢波反應(yīng)，并可被鎮(zhèn)痛藥抑制。動(dòng)物體感皮層也可記錄到類似的對鎮(zhèn)痛藥敏感的慢波反應(yīng)。由于對知覺研究技術(shù)上的限制，很難在人體上進(jìn)行更深入的實(shí)驗(yàn)性研究，又沒有理想的動(dòng)物模型，因此，皮層哪些部位接受痛覺傳入，如何進(jìn)行信息整合達(dá)到知覺，尚無明確的結(jié)論。

近年來，隨著正電子發(fā)射斷層掃描、單光子發(fā)射斷層掃描和功能磁共振技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用，以區(qū)域腦血流圖變化作為腦區(qū)激活的指標(biāo)，顯示腦活動(dòng)的人體腦成像圖，從而直觀地觀察疼痛發(fā)展過程中不同腦區(qū)活動(dòng)的變化，對皮層在痛覺知覺中的作用的了解也日益增多。腦成像的大量研究，對實(shí)驗(yàn)性瞬時(shí)痛、持續(xù)性痛和臨床病理性痛條件下腦高級中樞的活動(dòng)變化，積累了很多有重要價(jià)值的資料，加深了對痛覺機(jī)制的認(rèn)識(shí)。實(shí)驗(yàn)性急性痛刺激前扣帶回、腦島、大腦體感區(qū)（SⅠ、SⅡ）、前額皮層、丘腦和小腦，均有不同程度的反應(yīng)，提示這些腦區(qū)參與急性痛的中樞信息加工。神經(jīng)病理痛與急性痛有明顯的差異，不僅激活的腦區(qū)不同，而且常常呈雙側(cè)性，如下肢神經(jīng)損傷患者的持續(xù)性神經(jīng)病理痛引起雙側(cè)的前額葉外側(cè)下部、腦島、后頂葉、后扣帶皮層的區(qū)域腦血流圖增強(qiáng)。這些結(jié)果支持早期的臨床觀察，皮層體感區(qū)在臨床病理性痛的感知機(jī)制中作用不大。

值得注意的是，疼痛刺激引起前扣帶回皮層活動(dòng)增強(qiáng)時(shí)，丘腦活動(dòng)反而下降，提示前扣帶回的痛覺信號可能不是脊髓丘腦束傳導(dǎo)，而是脊髓下丘腦束。已經(jīng)知道后者的傳入纖維終止在介導(dǎo)痛覺情緒成分的邊緣系統(tǒng)，病理性痛總是伴隨強(qiáng)烈的情緒反應(yīng)，因此前扣帶皮層、前額皮層和島皮層參與病理性痛傳入的整合。腦成像所顯示的是功能整合的總體結(jié)果，如疼痛引起感覺中樞激活時(shí)，小腦的區(qū)域腦血流圖也有變化，未必表明小腦在痛覺信息傳遞中起重要作用，而可能是疼痛繼發(fā)性引起的小腦運(yùn)動(dòng)功能的表現(xiàn)。研究表明，不同的皮層區(qū)域參與不同性質(zhì)痛覺信息加工，生理性痛覺信息主要在丘腦的特異核團(tuán)和皮層體感區(qū)加工整合，而與邊緣系統(tǒng)有密切聯(lián)系的皮層區(qū)整合病理性痛傳入。

20世紀(jì)60年代初，首次將嗎啡微量注射到家兔第Ⅲ腦室周圍灰質(zhì)和中腦導(dǎo)水管周圍灰質(zhì)區(qū)產(chǎn)生鎮(zhèn)痛效應(yīng)，從而提示腦內(nèi)可能存在阿片受體。這為后來的腦刺激鎮(zhèn)痛和英國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)腦啡肽提供了啟示，是腦內(nèi)下行抑制系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)的前奏。

在中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)有一個(gè)以腦干中線結(jié)構(gòu)為中心，由許多腦區(qū)組成的調(diào)制痛覺的下行抑制系統(tǒng)。它主要由中腦導(dǎo)水管周圍灰質(zhì)、延髓頭端腹內(nèi)側(cè)核群（中縫大核及鄰近的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)）和一部分腦橋背側(cè)部網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)（藍(lán)斑核群）的神經(jīng)元組成，它們的軸突主要經(jīng)脊髓背外側(cè)束下行，對脊髓背角痛覺信息傳遞產(chǎn)生抑制性調(diào)制，在腦干水平抑制三叉神經(jīng)脊核痛覺神經(jīng)元的活動(dòng)。

位于中腦導(dǎo)水管周圍由形態(tài)類型和結(jié)構(gòu)不同的細(xì)胞組成，主要接受來自額葉皮層、島葉、杏仁、下丘腦、楔狀核、腦橋網(wǎng)狀核和藍(lán)斑核的傳入，也接受直接來自脊髓的傷害性神經(jīng)元傳入。中腦導(dǎo)水管周圍灰質(zhì)的主要傳出纖維投射到前內(nèi)側(cè)藍(lán)斑核周圍區(qū)的Barrington核和少量直接到達(dá)脊髓背角。中腦導(dǎo)水管周圍灰質(zhì)由兩條通路對脊髓背角神經(jīng)元產(chǎn)生下行調(diào)制，一條是中腦導(dǎo)水管周圍灰質(zhì)-延髓頭端腹內(nèi)側(cè)區(qū)-脊髓背角，另一是中腦導(dǎo)水管周圍灰質(zhì)-延髓外側(cè)網(wǎng)狀核-脊髓背角。中腦導(dǎo)水管周圍灰質(zhì)背側(cè)和腹側(cè)區(qū)的功能有明顯不同，腹外側(cè)區(qū)是選擇性的鎮(zhèn)痛區(qū)，而背部區(qū)更主要是在情緒和逃避反應(yīng)中發(fā)揮作用。

主要接受中腦導(dǎo)水管周圍灰質(zhì)傳入，其傳出纖維可直接到達(dá)脊髓。藍(lán)斑核的下行抑制主要通過藍(lán)斑核神經(jīng)元軸突與脊髓背角神經(jīng)元的直接作用，也間接通過其終止在中腦導(dǎo)水管周圍灰質(zhì)的藍(lán)斑核纖維激活調(diào)制神經(jīng)元。

由靠近中腦導(dǎo)水管周圍灰質(zhì)腹外側(cè)并與其有密切解剖聯(lián)系的楔狀核、藍(lán)斑下核、旁臂核和A7區(qū)組成。楔狀核接受脊髓背角I層神經(jīng)元傳入，傳出到延髓頭端腹內(nèi)側(cè)區(qū)。電刺激背外側(cè)腦橋中腦被蓋抑制傷害性脊髓反射和脊髓背角神經(jīng)元的傷害性反應(yīng)。最近的臨床研究證明，電刺激該區(qū)域可明顯減輕患者的慢性痛。

由中縫大核和位于網(wǎng)狀巨細(xì)胞核腹側(cè)的鄰近網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)組成，后者包括貓的網(wǎng)狀大細(xì)胞核和大鼠的網(wǎng)狀巨細(xì)胞核、外側(cè)網(wǎng)狀巨細(xì)胞旁核和網(wǎng)狀巨細(xì)胞核α部4個(gè)核團(tuán)，主要接受來自中腦導(dǎo)水管周圍灰質(zhì)和楔狀核的傳入，也接受前額皮層、下丘腦、杏仁核和紋狀體的基底核傳入。延髓頭端腹內(nèi)側(cè)區(qū)傳出纖維經(jīng)脊髓背外側(cè)束終止在脊髓背角淺層和Ⅴ層。

位于延髓尾部，接受中腦導(dǎo)水管周圍灰質(zhì)傳入，其傳出終止在脊髓背角。電刺激延髓外側(cè)網(wǎng)狀核或微量注射谷氨酸可選擇性抑制背角神經(jīng)元的傷害性反應(yīng)和傷害性脊髓反射，損毀延髓外側(cè)網(wǎng)狀核可大幅度減弱對刺激中腦導(dǎo)水管周圍灰質(zhì)引起的背角神經(jīng)元傷害性反應(yīng)的抑制。

此外，最近的研究提示，腦內(nèi)除了存在痛覺調(diào)制的下行抑制系統(tǒng)外，還有與之并存的下行易化系統(tǒng)，主要包括網(wǎng)狀巨細(xì)胞核和網(wǎng)狀巨細(xì)胞核α部。在一般情況下，由于下行抑制系統(tǒng)激活所產(chǎn)生的效應(yīng)可能大于易化系統(tǒng)，因此后者的效應(yīng)往往被掩蓋。與下行抑制系統(tǒng)相比，對下行易化系統(tǒng)的解剖結(jié)構(gòu)、傳導(dǎo)途徑和神經(jīng)遞質(zhì)等的研究還是初步的，有待進(jìn)一步研究。