ในทางสรีรวิทยา การรับรู้ความเจ็บปวด ( nociception /ˌnəʊsɪˈsɛpʃ(ə)n/)หรือเรียกอีกอย่างว่า โนซิโอ เซปชัน (nocioception จากภาษาละตินnocere แปล ว่า ' ทำร้าย/ทำให้เจ็บ' ) คือกระบวนการของระบบประสาท รับความรู้สึกในการเข้ารหัส สิ่งเร้าที่เป็นอันตราย กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับเหตุการณ์และกระบวนการต่างๆ ที่จำเป็นสำหรับสิ่งมีชีวิตในการรับ สิ่งเร้า ที่เจ็บปวดแปลงสิ่งเร้านั้นให้เป็นสัญญาณระดับโมเลกุล และจดจำและระบุลักษณะของสัญญาณนั้นเพื่อกระตุ้นการตอบสนองป้องกันที่เหมาะสม

ในการรับรู้ความเจ็บปวด การกระตุ้นอย่างรุนแรงทางเคมี (เช่นแคปไซซินที่มีอยู่ในพริกหรือพริกป่น ) ทางกล (เช่น การตัด การบด) หรือทางความร้อน (ความร้อนและความเย็น) ของเซลล์ประสาท รับความรู้สึก ที่เรียกว่าโนซิเซปเตอร์จะสร้างสัญญาณที่เดินทางไปตามเส้นใยประสาทไปยังสมอง[ ^{1 ] การ}รับรู้ความเจ็บปวดจะกระตุ้นการตอบสนองทางสรีรวิทยาและพฤติกรรมต่างๆ เพื่อปกป้องสิ่งมีชีวิตจากการถูกรุกราน และโดยปกติจะส่งผลให้เกิดประสบการณ์หรือการรับรู้ความเจ็บปวดในสิ่งมีชีวิตที่มีความรู้สึก^{[ 2 ]}

ปลายประสาทที่เรียกว่าโนซิเซปเตอร์จะตรวจจับสิ่งเร้าทางกล ความร้อน และสารเคมีที่อาจก่อให้เกิดความเสียหาย ซึ่งพบได้ในผิวหนังบนพื้นผิวภายใน เช่น เยื่อ หุ้มกระดูก พื้น ผิวข้อต่อและในอวัยวะ ภายในบางส่วน โนซิเซปเตอร์บางชนิดเป็นปลายประสาทอิสระ ที่ไม่เฉพาะเจาะจง โดยมีเซลล์อยู่ภายนอกไขสันหลังในปมประสาทรากหลัง^{[ 3 ]}บางชนิดเป็นโครงสร้างเฉพาะในผิวหนัง เช่นเซลล์ชวานน์ที่ รับความเจ็บปวด ^{[ 4 ]}โนซิเซปเตอร์ถูกจัดประเภทตามแอกซอนที่เดินทางจากตัวรับไปยังไขสันหลังหรือสมอง หลังจากเส้นประสาทได้รับบาดเจ็บ เส้นใยสัมผัสที่ปกติจะนำพาสิ่งเร้าที่ไม่เป็นอันตรายอาจถูกรับรู้ว่าเป็นอันตรายได้^{[ 5 ]}

ความเจ็บปวดจากตัวรับความเจ็บปวดประกอบด้วยระบบเตือนภัยแบบปรับตัวได้^{[ 6 ]}ตัวรับความเจ็บปวดมีเกณฑ์ที่แน่นอน กล่าวคือ ต้องมีการกระตุ้นในระดับความเข้มข้นขั้นต่ำก่อนที่จะส่งสัญญาณ เมื่อถึงเกณฑ์นี้แล้ว สัญญาณจะถูกส่งผ่านแอกซอนของเซลล์ประสาทไปยังไขสันหลัง

การทดสอบระดับความไวต่อความเจ็บปวดเป็นการใช้สิ่งเร้าที่ก่อให้เกิดความเจ็บปวดโดยเจตนาต่อมนุษย์หรือสัตว์เพื่อศึกษาความเจ็บปวด ในสัตว์ เทคนิคนี้มักใช้เพื่อศึกษาประสิทธิภาพของยาแก้ปวดและเพื่อกำหนดขนาดยาและระยะเวลาการออกฤทธิ์ หลังจากกำหนดค่าพื้นฐานแล้ว จะให้ยาที่ทดสอบ และบันทึกการเพิ่มขึ้นของระดับความไวต่อความเจ็บปวดในช่วงเวลาที่กำหนด ระดับความไวต่อความเจ็บปวดควรกลับไปสู่ค่าพื้นฐาน (ก่อนการรักษา) เมื่อฤทธิ์ยาหมดไป ในบางสภาวะ การกระตุ้นของเส้นใยประสาทรับความเจ็บปวดจะเพิ่มขึ้นเมื่อสิ่งเร้าที่ก่อให้เกิดความเจ็บปวดดำเนินต่อไป ทำให้เกิดภาวะที่เรียกว่าภาวะไวต่อความเจ็บปวดมากเกินไป ( hyperalgesia )

การรับรู้ความเจ็บปวดอาจทำให้เกิดการตอบสนองของระบบประสาทอัตโนมัติ ทั่วไปก่อนหรือ โดยไม่รู้ตัว ทำให้เกิดอาการซีดเหงื่อออกหัวใจเต้นเร็วความ^ดันโลหิตสูง เวียนศีรษะคลื่นไส้และเป็นลม[ ^{7 ]}

ภาพรวมนี้จะกล่าวถึงการรับรู้ตำแหน่งของร่างกาย การรับรู้อุณหภูมิการรับรู้สารเคมี และการรับรู้ความเจ็บปวด เนื่องจากทั้งหมดนี้เชื่อมโยงกันอย่างแยกไม่ออก

การรับรู้ตำแหน่งของร่างกาย (Proprioception) ถูกกำหนดโดยการใช้ตัวรับความรู้สึกเชิงกลมาตรฐาน (โดยเฉพาะตัวรับแรงดึง Ruffiniและช่องรับสัญญาณศักย์ชั่วคราว (ช่อง TRP)) การรับรู้ตำแหน่งของร่างกายได้รับการครอบคลุมอย่างสมบูรณ์ภายในระบบรับความรู้สึกทางกายภาพเนื่องจากสมองประมวลผลข้อมูลเหล่านี้ร่วมกัน

การรับรู้ความร้อนหมายถึงสิ่งเร้าที่มีอุณหภูมิปานกลาง 24–28 °C (75–82 °F) เนื่องจากสิ่งใดก็ตามที่เกินช่วงนั้นจะถือว่าเป็นความเจ็บปวดและถูกควบคุมโดยตัวรับความเจ็บปวด ช่อง TRP และโพแทสเซียม [TRPM (1-8), TRPV (1-6), TRAAK และ TREK] แต่ละช่องตอบสนองต่ออุณหภูมิที่แตกต่างกัน (รวมถึงสิ่งเร้าอื่นๆ) ซึ่งสร้างศักยภาพการกระทำในเส้นประสาทที่เชื่อมต่อกับระบบกลไก (สัมผัส) ในเส้นทางด้านหลังด้านข้าง การรับรู้ความร้อน เช่นเดียวกับการรับรู้ตำแหน่งของร่างกาย จะถูกครอบคลุมโดยระบบรับความรู้สึกทางกาย^{[ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]}

ช่อง TRP ที่ตรวจจับสิ่งเร้าที่เป็นอันตราย (ความเจ็บปวดทางกล ทางความร้อน และทางเคมี) จะส่งข้อมูลนั้นไปยังตัวรับความเจ็บปวด (nociceptors) ซึ่งจะสร้างศักยภาพการกระทำ (action potential) ขึ้น ช่อง TRP ทางกลจะตอบสนองต่อการลดลงของเซลล์ (เช่น การสัมผัส) ช่อง TRP ทางความร้อนจะเปลี่ยนรูปร่างในอุณหภูมิที่แตกต่างกัน และช่อง TRP ทางเคมีจะทำหน้าที่คล้ายกับต่อมรับรสโดยส่งสัญญาณหากตัวรับของพวกมันจับกับธาตุ/สารเคมีบางชนิด

• ชั้นเนื้อเยื่อที่ 3-5 ประกอบกันเป็นนิวเคลียสโพ รพริอุส ในเนื้อเยื่อสีเทาของไขสันหลัง
• ชั้นลามินา 2ประกอบขึ้นเป็นซับสแตนเซีย เจลาติโนซา ของโรลันโดซึ่งเป็นเนื้อเยื่อสีเทาของไขสันหลังที่ไม่มีปลอกไมอีลิน ซับสแตนเซียรับสัญญาณจากนิวเคลียส โพรพริอุส และส่งสัญญาณความเจ็บปวดรุนแรงที่ไม่ระบุตำแหน่งแน่ชัด
• แผ่นลามินา 1 ส่งสัญญาณ ไปยังบริเวณพาราบราเคียลและ บริเวณ สีเทาเพอริอะควาดักทัล เป็นหลัก ซึ่งเป็นจุดเริ่มต้นของการระงับความเจ็บปวดผ่านการยับยั้งทางประสาทและฮอร์โมน แผ่นลามินา 1 รับสัญญาณจากตัวรับความร้อนผ่านทางเส้นทางโพสเทอโรลาเทอรัลนิวเคลียสมาร์จินัลของไขสันหลังเป็นสัญญาณความเจ็บปวดเพียงอย่างเดียวที่ไม่สามารถระงับได้
• บริเวณพาราบราเคียลทำหน้าที่ประมวลผลข้อมูลรสชาติและความเจ็บปวด แล้วส่งต่อข้อมูลนั้น บริเวณพาราบราเคียลจะตรวจสอบว่าความเจ็บปวดที่ได้รับนั้นอยู่ในอุณหภูมิปกติหรือไม่ และระบบรับรสทำงานอยู่หรือไม่ ถ้าทั้งสองอย่างเป็นเช่นนั้น ก็จะสันนิษฐานได้ว่าความเจ็บปวดนั้นเกิดจากพิษ
• เส้นใย Aoเชื่อมต่อกับชั้นที่ 1 และ 5 ในขณะที่ เส้นใย Abเชื่อมต่อกับชั้นที่ 1, 3, 5 และ C เส้นใย Cเชื่อมต่อกับชั้นที่ 2 เท่านั้น^{[ 13 ] [ 14 ]}
• อะมิกดาล่าและฮิปโปแคมปัสทำหน้าที่สร้างและบันทึกความทรงจำและอารมณ์ที่เกิดจากสิ่งเร้าความเจ็บปวด
• ไฮโปทาลามัสส่งสัญญาณให้ปล่อยฮอร์โมนที่ช่วยระงับความเจ็บปวดได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น ซึ่งบางส่วนเป็นฮอร์โมนเพศ
• เพอริอะควาดักทัล เกรย์ (โดยอาศัยฮอร์โมนจากไฮโปทาลามัส) ส่งสัญญาณฮอร์โมนไปยังนิวเคลียสราเฟของเรติคูลาร์ ฟอร์เมชัน เพื่อผลิตเซโรโทนินซึ่งยับยั้งนิวเคลียสความเจ็บปวดของลามินา^{[ 15 ]}
• เส้นทางสไปโนทาลามิกด้านข้างช่วยในการระบุตำแหน่งของความเจ็บปวด
• เส้นใยประสาท สไป โนเรติคูลาร์และ สไปโนเทคทัล เป็นเพียงเส้นใยประสาทส่งต่อไปยังทาลามัสซึ่งช่วยในการรับรู้ความเจ็บปวดและการตื่นตัวต่อความเจ็บปวดนั้น เส้นใยประสาทจะไขว้กัน (จากซ้ายไปขวา) ผ่านทางรอยต่อสีขาวด้านหน้าของไขสันหลัง
• เลมนิสคัสด้านข้างเป็นจุดแรกของการรวมข้อมูลเสียงและความเจ็บปวด^{[ 16 ]}
• คอลลิคูลัสส่วนล่าง (IC) ช่วยในการกำหนดทิศทางเสียงไปยังสิ่งเร้าความเจ็บปวด^{[ 17 ]}
• ซูพีเรียร์คอลลิคูลัสรับอินพุตจาก IC ผสานรวมข้อมูลการวางแนวภาพ และใช้แผนที่ภูมิประเทศสมดุลเพื่อวางแนวร่างกายตามสิ่งเร้าความเจ็บปวด^{[ 18 ] [ 19 ]}
• ก้านสมองน้อย ส่วนล่าง (Inferior cerebellar peduncle ) ทำหน้าที่ประมวลผลข้อมูลการรับรู้ตำแหน่งของร่างกาย (proprioceptive info) และส่งข้อมูลไป ยังสมองน้อยส่วนเวสติบูโลซีรีเบลลัม ( vestibulocerebellum ) ก้านสมองน้อยส่วนล่างนี้ไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของเส้นทางประสาทสไปโนทาลามิกด้านข้าง (lateral-spinothalamic-tract pathway) ส่วนเมดุลลา (medulla) รับข้อมูลและส่งต่อไปยังก้านสมองน้อยส่วนล่างจากส่วนอื่น (ดูที่ระบบรับความรู้สึกทางกาย )
• ทาลามัสเป็นที่ที่เชื่อกันว่าความเจ็บปวดถูกรับรู้นอกจากนี้ยังช่วยในการระงับและปรับความเจ็บปวด ทำหน้าที่เหมือนผู้คุมประตูคอยอนุญาตให้ความรุนแรงบางอย่างผ่านไปยังสมองใหญ่และปฏิเสธความรุนแรงอื่นๆ^{[ 20 ]}
• เปลือกสมองส่วนรับความรู้สึกทางกายจะถอดรหัสข้อมูลจากตัวรับความเจ็บปวดเพื่อระบุตำแหน่งที่แน่นอนของความเจ็บปวด และเป็นบริเวณที่การรับรู้ตำแหน่งของร่างกายถูกนำมาสู่จิตสำนึก ส่วนก้านสมองน้อยส่วนล่างนั้นเกี่ยวข้องกับการรับรู้ตำแหน่งของร่างกายในระดับจิตใต้สำนึกทั้งหมด
• อินซูลาทำหน้าที่ประเมินความรุนแรงของความเจ็บปวดและให้ความสามารถในการจินตนาการถึงความเจ็บปวด^{[ 21 ] [ 22 ]}
• สันนิษฐานว่า คอร์เทกซ์ซิงกูเลตเป็นศูนย์กลางความทรงจำเกี่ยวกับความเจ็บปวด^{[ 23 ]}

การรับรู้ความเจ็บปวดได้รับการบันทึกไว้ในสัตว์อื่นๆ รวมถึงปลา^{[ 24 ]} และ สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังหลากหลายชนิด^{[ 25 ]}รวมถึงปลิง [ ^{26 ]}หนอนตัวกลม^{[ 27 ]}ทากทะเล^{[ 28 ]}และแมลงวันผลไม้^{[ 29 ]}เช่นเดียวกับในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม เซลล์ประสาทรับรู้ความเจ็บปวดในสัตว์เหล่านี้โดยทั่วไปจะมีลักษณะเฉพาะคือตอบสนองต่ออุณหภูมิสูง (40 °C (104 °F) หรือมากกว่า) ค่า pH ต่ำ^แคปไซซินและ ความ เสียหาย ของเนื้อเยื่อ

คำว่า "nociception" ถูกบัญญัติโดยCharles Scott Sherringtonเพื่อแยกแยะกระบวนการทางสรีรวิทยา (กิจกรรมของเส้นประสาท) ออกจากความเจ็บปวด (ประสบการณ์ส่วนตัว) ^{[ 30 ]}มาจากคำกริยาภาษาละตินnocēreซึ่งหมายถึง "ทำร้าย"

• การรับรู้กระแสไฟฟ้า  – ความสามารถทางชีวภาพที่เกี่ยวข้องกับกระแสไฟฟ้าหน้าเว็บที่แสดงคำอธิบายสั้น ๆ ของเป้าหมายการเปลี่ยนเส้นทาง
• ตัวรับแรงกล  – เซลล์รับความรู้สึกที่ตอบสนองต่อแรงกดหรือแรงดึงทางกล
• การรับรู้และสัมผัส อุณหภูมิ  – ความรู้สึกและการรับรู้เกี่ยวกับอุณหภูมิ
• การรับรู้ตำแหน่งของร่างกาย  – ความรู้สึกเกี่ยวกับการเคลื่อนไหว แรง และตำแหน่งของร่างกาย