脑内有些结构具有调节痛觉即镇痛的作用，此即内源性痛觉调节系统，它以中脑导水管周围灰质(PAG)为核心，联结延髓头端脂内侧网状结构，然后通过下行及下行抑制通路对痛觉传入冲动进行调节。
PAG是内源性痛觉调节系统的核心。其在痛觉调节系统中的重要性在于凡是激活更高级中枢所产生的镇痛效应，都被证明是通过它才起作用的。实验表明：吗啡镇痛、针刺镇痛、电刺激间脑和边缘系统中一些与镇痛有关的核团(尾状核、下丘脑、隔区、优隔核)所产生的镇痛效应，均可被注入微量阿片受体拮抗剂纳洛酮于PAG而阻断。
PAG的下行抑制需经其他核团传递。中继的5-羟色胺神经元是PAG下行抑制的主要传递站。实验表明，应用5-羟色胺可减弱由刺激PAG所产生的镇痛效应。
PAG还有投射到前脑等部位的上行抑制系统，但其具体的机制尚不清楚。
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