El tronco cerebral, el tálamo y la corteza cerebral son las tres estructuras del cerebro que reciben y procesan las sensaciones de dolor, de acuerdo con BrainFacts.org. Diferentes partes de la corteza cerebral están involucradas con sensaciones dolorosas que se originan en partes específicas del cuerpo. El procesamiento del dolor se produce en la corteza sensorial.
Otras regiones del cerebro también están asociadas con la percepción del dolor, según Macalester College. Las señales de dolor llegan al cerebro a través de dos vías diferentes, conocidas como la vía rápida y la vía lenta. La vía rápida se conecta al tálamo a través de las fibras A-delta, que son vías neuronales que transmiten información sensorial sobre el dolor y la temperatura al cerebro. Una vez que las señales de dolor llegan al tálamo, se transfieren a las secciones sensoriales y motoras del córtex para su posterior procesamiento.
La vía lenta, como su nombre indica, transmite señales de dolor con menos rapidez que la vía rápida. La ruta lenta comienza con las fibras C que detectan un estímulo doloroso a través de cambios químicos, de presión o de temperatura. Las fibras C transmiten información sensorial al asta dorsal de la médula espinal, activando el sistema nervioso central. La información sensorial viaja a través del sistema nervioso central a varias áreas del cerebro, incluida la corteza prefrontal, la amígdala y el hipotálamo. El camino lento está asociado con la reacción emocional que se produce en respuesta a estímulos dolorosos, afirma Macalester College.