Боль характеризуется группой неприят­ных физических и эмоциональных ощу­щений, которые включают вегетативные, психические и двигательные реакции. Су­ществуют два механизма возникновения болевых ощущений: быстро проводимые потенциалы действия, которые распрос­траняются по миелиновым аксонам боль­шого диаметра, приводят к острой, хорошо локализованной колющей или режущей боли, более медленно проводимые потен­циальные действия, которые распрос­траняются по немиелинизированным ак­сонам меньшего диаметра, приводят к жгучей боли. Исследования показывают, что болевые рецепторы характеризуются одинаковой чувствительностью, которая существенно не изменяется.

Несмотря на то что в дорсально­столбчатой/медиально-петлевой сис­теме отсутствуют болевые волокна, так­тильные рецепторы и механорецепторы нередко активируются теми же раздра­жителями, которые воздействуют на бо­левые рецепторы. Потенциалы действия из тактильных рецепторов помогают ло­кализовать источник боли и следить за изменениями стимулов. Поверхностная боль четко локализована вследствие одновременного раздражения болевых рецепторов и механорецепторов кожи. Глубокая, или висцеральная, боль менее локализована ввиду значительно мень­шего количества механорецепторов в более глубоких структурах и обычно вос­принимается как рассеянная боль.

Нейроны дорсально-столбчатой/ медиальнопетлевой системы участвуют в так называемой теории воротного контроля болевого восприятия. Первичные нейроны дорсально-столбча­той/ медиальнопетлевой системы фор­мируют коллатеральные ветви, которые образуют синапсы с интернейронами в заднем роге спинного мозга. Эти интер­нейроны оказывают тормозное воздействие на вторичные нейроны латераль­ного спиноталамического пути. Таким образом, болевые потенциалы действия, идущие через латеральный спиноталамический путь, могут подавляться по­тенциалами действия, которые возникают в нейронах дорсально-столбчатой/ме­диальнопетлевой системы Подобная структура может служить входными «воротами» для болевых импульсов, пе­редаваемых в латеральном спинотала­мическом пути. Повышенная активность дорсально-столбчатой/медиальнопетлевой системы ведет к закрыванию «во­рот», что уменьшает болевые потенциалы действия, передаваемые в латеральном спиноталамическом пути. Нисходящие проводящие нервные пути, идущие из коры большого мозга или из других участков большого мозга, могут также регулировать вход в эти «ворота».

Эта теория может объяснить физио­логическую основу следующих методов, которые применяются для снижения ин­тенсивности хронической боли: элек­тростимуляция нейронов дорсально- столбчатой/медиальнопетлевой сис­темы, чрескожная электростимуляция (воздействие слабого электрического стимула на кожу), акупунктура, массаж и физические упражнения (известно, что легкая боль снимается потиранием). Это может обьяснить. почему интенсивное растирание большого участка кожи вок­руг источника колющей боли, как прави­ло. ведет к снижению интенсивности бо­левых ощущений. Поэтому программы физических упражнений являются важ­ным компонентом мер. направленных на устранение хронической боли, не свя­занной с каким-нибудь заболеванием. Потенциалы действия, инициированные методом акупунктуры, могут действовать через входной «воротный» механизм, где на торможение потенциалов действия в нейронах, которые посылают болевые импульсы вверх в спинной мозг, влияют сенсорные клетки, которые формируют коллатеральные ветви к заднему рогу серого вещества спинного мозга.