Il tronco cerebrale, il talamo e la corteccia cerebrale sono le tre strutture del cervello che ricevono ed elaborano sensazioni di dolore, secondo BrainFacts.org. Diverse parti della corteccia cerebrale sono coinvolte con sensazioni dolorose provenienti da specifiche parti del corpo. L'elaborazione del dolore si verifica nella corteccia sensoriale.
Altre regioni del cervello sono anche associate alla percezione del dolore, secondo il Macalester College. I segnali del dolore raggiungono il cervello attraverso due diversi percorsi, noti come il percorso veloce e il percorso lento. Il percorso veloce si collega al talamo attraverso le fibre A-delta, che sono vie neurali che trasmettono al cervello informazioni sensoriali relative al dolore e alla temperatura. Dopo che i segnali del dolore raggiungono il talamo, vengono poi trasferiti alle sezioni sensoriali e motorie della corteccia per un'ulteriore elaborazione.
Il percorso lento, come suggerisce il nome, trasmette segnali del dolore meno rapidamente rispetto al percorso veloce. Il percorso lento inizia con fibre C che rilevano uno stimolo doloroso attraverso cambiamenti chimici, di pressione o di temperatura. Le fibre C trasmettono informazioni sensoriali al corno dorsale del midollo spinale, attivando il sistema nervoso centrale. Le informazioni sensoriali viaggiano attraverso il sistema nervoso centrale verso varie aree del cervello, tra cui la corteccia prefrontale, l'amigdala e l'ipotalamo. Il percorso lento è associato alla reazione emotiva che si verifica in risposta a stimoli dolorosi, afferma Macalester College.
