В головной мозг от задних рогов импульсы идут двумя путями.
Экстралемнисковый — идёт в составе тонкого и клиновидного пучков (т. е. задних столбов спинного мозга) и прерываются на различных уровнях головного мозга. В ретикулярной формации продолговатого мозга (гигантоклеточные ядра), в различных ядрах таламуса, поступают к гипоталамусу, к ядрам стриопалидарной системы и лимбической системы. Затем в коре головного мозга импульсы распределяются дифференцированно по всей чувствительной зоне, лобной и теменной зонам. При этом возникают сильные болевые ощущения, путь является проводящим путём протопатической чувствительности.
Лемнинсковый путь — идёт в составе спиноталамического пути (тракта). Идёт в зрительные бугры к вентробазальному комплексу ядер. Здесь на уровне таламуса располагаются 2й интеграционный центр болевой чувствительности. От таламуса импульсы поступают в 1ю и 2ю сенсорную зоны коры (1-я — в постцентральной извилине, 2-я — в области сильвиева водопровода). 1-я сенсорная зона обеспечивает двигательные реакции, которые возникают при болевом раздражении, способствует чёткой локализации раздражителя. 2-я сенсорная зона способствует выделению степени опасности повреждающего фактора. По леменисковому пути передаётся эпикритическая болевая чувствительность.