O tronco cerebral, o tálamo e o córtex cerebral são as três estruturas do cérebro que recebem e processam as sensações de dor, de acordo com BrainFacts.org. Diferentes partes do córtex cerebral estão envolvidas com sensações dolorosas originadas de partes específicas do corpo. O processamento da dor ocorre no córtex sensorial.
Outras regiões do cérebro também estão associadas à percepção da dor, de acordo com o Macalester College. Os sinais de dor chegam ao cérebro por meio de duas vias diferentes, conhecidas como via rápida e via lenta. A via rápida se conecta ao tálamo por meio de fibras A-delta, que são vias neurais que transmitem informações sensoriais sobre dor e temperatura ao cérebro. Depois que os sinais de dor atingem o tálamo, eles são então transferidos para as seções sensoriais e motoras do córtex para processamento posterior.
A via lenta, como o nome sugere, transmite sinais de dor menos rapidamente do que a via rápida. A via lenta começa com as fibras C detectando um estímulo doloroso por meio de alterações químicas, de pressão ou de temperatura. As fibras C transmitem informações sensoriais ao corno dorsal da medula espinhal, ativando o sistema nervoso central. A informação sensorial viaja através do sistema nervoso central para várias áreas do cérebro, incluindo o córtex pré-frontal, a amígdala e o hipotálamo. O caminho lento está associado à reação emocional que ocorre em resposta a estímulos dolorosos, afirma o Macalester College.
