各种疼痛刺激作用于神经末梢的痛觉感受器，而后产生冲动，经痛觉传导通路向中枢传导，最终传导至大脑皮层，由皮层综合分析而感知疼痛，其顺序如下：致病刺激因素→感受器→传人神经纤维→脊镊灰质后角→丘脑→大脑皮层。
引起头痛的因素很多，有物理的、化学的和机械性因累等。如细菌感染及其毒索引起的头痛，属于生物化学性因素；向椎管内注射某些药物，可成为化学性刺激因素；颅内血肿；脓肿或肿瘤达到一定大小而引起的头痛，可成为机械性因累。 感受器——指感觉神经及其终未感受部分，统称为感受器。研究发现，感受器具有特异性生理功能，如机械能伤害感受器、热伤害感受器、多应伤害感受器(即可对一种以上的伤害性刺激发生反应)。
感受器分布很广，皮肤、粘膜、肌肉、关节、血管、硬脑膜和内脏均有感受器分布。 传人神经纤维——传导头部痛觉主要由三叉神经、颈神经l～3和舌咽神经、迷走神经，这称为一级神经元；二级神经元包括上部颈髓灰质后角和脑干内的三叉神经感觉核。经脊髓丘脑束和三叉神经丘系，传导至丘脑后腹核，在此交换神经元(三级神经元)，然后投射到大脑皮层感觉区而被感知。
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