Informacja nocyceptywna z tułowia i kończyn dociera przede wszystkim do neuronów rogów tylnych rdzenia kręgowego. Nie są one jedynie miejscem przekazywania sygnału do wyższych pięter układu nerwowego. Lokalne sieci interneuronów oraz neuronów projekcyjnych integrują informacje pochodzące z pierwotnych neuronów czuciowych z innymi sygnałami somatosensorycznymi oraz z wpływami zstępującymi z mózgowia.
Na tym poziomie aktywność neuronów może być zarówno wzmacniana, jak i hamowana. W rezultacie sygnał przekazywany do wyższych struktur układu nerwowego nie jest prostym odwzorowaniem aktywności obwodowych nocyceptorów, lecz wynikiem jej przetwarzania przez obwody ośrodkowego układu nerwowego.
Drogi wstępujące
Neurony projekcyjne rdzenia kręgowego przekazują informację nocyceptywną wieloma równoległymi drogami wstępującymi. Należą do nich między innymi droga rdzeniowo-wzgórzowa oraz projekcje rdzeniowo-siatkowate, rdzeniowo-przyramienne i rdzeniowo-śródmózgowiowe.