On parle souvent de contrôles descendants de la sensation douloureuse, mais il existe aussi des modulations de l'information nociceptive au niveau spinal (contrôles segmentaires). Le contrôle de la douleur par les médicaments sera traité dans une autre partie, celui-ci n'étant pas de type physiologique. 

Les mécanismes physiologiques de contrôle peuvent se résumer ainsi : l'intensité de la douleur peut être modulée par la balance entre activité des fibres nociceptives et activité d'autres afférences (afférences médullaires ou afférences descendantes)

La stimulation électrique des fibres cutanées myélinisées de gros calibre, A? et A? (normalement activées par des stimulations mécaniques), diminue la réponse des neurones de la corne dorsale de la moelle épinière à des stimulations nociceptives 

Figure 2-1 : inhibition segmentaire de l’activité de "neurones convergents" de la corne dorsale

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Ces données expérimentales expliquent en partie les effets favorables de l'utilisation thérapeutique, dans le cas de douleurs chroniques, des techniques de neurostimulation périphérique de faible intensité et de fréquence élevée. Cette stimulation est en général délivrée au niveau des nerfs périphériques par application d'électrodes sur la peau. Le patient règle lui-même les stimulations en fonction de sa douleur. C'est aussi ce mécanisme qu'on utilise lorsqu'on se frotte vigoureusement la peau pour soulager la douleur déclenchée par une piqûre, un traumatisme, etc... 

Mécanismes

Deux catégories principales de neurones relais de la moelle épinière répondent à des stimuli nociceptifs : des "neurones spécifiquement nociceptifs" situés dans la couche dorsale la plus superficielle et des "neurones à convergence" (Figure 2-2) situés dans les couches plus profondes de la moelle épinière. Ces derniers répondent de façon préférentielle à des stimuli nociceptifs mais pas de façon exclusive. 

Supposons qu'une stimulation mécanique nociceptive est appliquée sur un morceau de peau. Celle-ci va activer l'ensemble des fibres Aa , Ab , Ad et C. Cette multiplicité d'influx périphériques se retrouve dans la corne postérieure (appelée aussi dorsale) de la moelle où les influx convergent notamment sur les neurones dits "convergents". 

Plusieurs hypothèses quant au réseau de neurones intramédullaires responsable de ce contrôle inhibiteur ont été proposées. La plus simple est en figure 2.2 : les afférences Aa et Ab se terminent sur des interneurones inhibiteurs qui ainsi excités vont inhiber l'activité des neurones convergents et par conséquent s'opposer à la transmission des messages douloureux. 

Le même effet est obtenu en stimulant les colonnes dorsales, lieu de passage des axones Aa et Ab (stimulation antidromique) 

Figure 2-2 : Mécanismes de contrôle de la transmission des messages nociceptifs au niveau médullaire

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C'est la balance entre inhibition et excitation qui va régler le niveau de décharge des neurones convergents et donc in fine la douleur.