Les réponses (fréquence des potentiels d’action) des neurones du faisceau spino-thalamique (neurones n°2 de la voie sensorielle) présentent des caractéristiques qui suggèrent fortement que ces structures peuvent transmettre des informations sur :

L’intensité

La durée,

La localisation

Chez le singe et chez le rat, ces neurones sont activés à partir de zones cutanées relativement bien délimitées et localisées sur le coté opposé du corps. 

Figure 1-5 : réponse de neurones du faisceau spino-thalamique pour une gamme de température

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Pour la gamme de températures testée entre 43° et 60°C, il existe une relation linéaire entre le nombre de potentiels d’action constituant la réponse au stimulus et l’intensité de la stimulation thermique.

Chez ces 2 espèces (singe et rat), il a été montré que les réponses aux stimulations nociceptives dépendaient de l’intégrité du faisceau spino-thalamique.

De plus, dans des conditions pathologiques (rats arthritiques par exemple), la réactivité de ces neurones est fortement modifiée : décharges spontanées à fréquence relativement élevée, réponse intense et prolongée à la stimulation des articulations.