来自头部的同源神经纤维终止于脑干内的三叉神经感觉核。Ⅱ级感觉细胞的胞体位于脊髓后角或三叉神经感觉核内。它们发出的Ⅱ级纤维分别组成脊髓丘脑束(spinothalamic tract)或三叉丘脑束(trigeminothalamic tract),交叉并上行,终止于对侧丘脑的腹后核,与核内的Ⅲ级神经元胞体形成突触。Ⅲ级神经元发出的纤维通过内囊上行到达大脑皮质,终止于顶叶的中央后回,也称主要躯体感觉皮质( primary somatosensory cortex),或第I躯体感觉区(first somatosensory area)。
携带来自躯干和四肢的本体感觉和精细触觉(辨别觉)信息的初级传入神经纤维,入脊髓后在同侧脊髓后索内组成薄束(fasciculus gracilis)和楔束(fasciculus cuneatus)上行,它们与延髓后索核(即薄束核和楔束核)内的Ⅱ级神经元形成突触而终止,由II级神经元发出的纤维在延髓内交叉上行,组成内侧丘系( medial lemniscus)到达丘脑的腹后核,与此核内的Ⅲ级神经元胞体形成突触。Ⅲ级神经元发出的纤维通过内囊上行到达大脑皮质,终止于主要躯体感觉皮质。来自头部的同源感觉神经纤维也以同样方式投射至对侧大脑皮质。