El dolor es una experiencia cognitiva como resultado de la activación de nociceptores o descritas en esos términos. El estímulo nociceptivo desencadena la activación de redes neuronales que procesan la información en forma paralela y distribuida, con un componente discriminativo en el tálamo y corteza primaria contra lateral y otro afectivo en la corteza del cíngulo anterior y prefrontal dorsolateral. El dolor como experiencia psíquica solo puede ser objetivado en sus aspectos de activación de las áreas de la así llamada matriz de dolor, mediante la técnica de resonancia magnética funcional. Con el registro de la actividad de nociceptores en sujetos despiertos y en pacientes con dolor neuropático mediante microneurografía se puede relacionar la actividad anormal en estos receptores con la sensación evocada.