Binnen de hersenen ligt een centraal pijnregelsysteem, de thalamus, die informatie uitwisselt met het bewuste deel van de hersenen, de hersenschors. Als nu de pijnprikkel vanuit het ruggenmerg en de thalamus sterk genoeg is, bereikt deze de hersenschors. Pas op dat moment worden we ons bewust van de pijn. In het centrale zenuwstelsel wordt de pijnprikkel vervolgens gemoduleerd. Dat wil zeggen dat de prikkel versterkt of verzwakt kan worden, afhankelijk van de hoeveelheid en de soort transmitterstoffen die vrijkomen en de juiste receptor (de 'ontvanger') bezetten.
Ook de langzamere pijnprikkels, afkomstig uit de C-vezels, worden langs de tegenovergestelde zijde van het ruggenmerg vervoerd, maar schakelen dan over op andere gedeelten van het verlengde merg om daarna de thalamus te bereiken.
De overdracht van al deze pijnprikkels kan gestimuleerd of geremd worden door afdalende remmende pijnbanen vanuit de hersenen naar het ruggenmerg. Het lichaam zelf zet deze remmende banen in werking door neurotransmitterstoffen te produceren, zoals de opiaatachtigen, de zogenaamde endorfines. Maar er zijn ook andere lichaamseigen stoffen bij betrokken, zoals het 5-hydroxytryptamine (serotonine) en het noradrenaline.