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Ein Teil des Tractus spinothalamicus gibt im Bereich der Medulla oblongata und des Mittelhirns Axone zur Formatio reticularis ab. Vom Mittelhirn steigt er weiter auf und endet im medialen Thalamus. Vom medialen Thalamus bestehen Verbindungen zum limbischen System und zum somatosensorischen Cortex des Frontallappens. Die erwähnten Anteile der Nozizeption, im Bild violett dargestellt, steuern die Reaktion des Körpers auf Schmerzreize. Zudem sind sie verantwortlich für den ”Weh-Charakter” des Schmerzes.
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