Аксоны клеток спинномозговых узлов устанавливают синаптические связи с нейронами заднего рога. Сюда поступает афферентация от различных рецепторов, а именно: осязательных рецепторов кожи, воспринимающих различные характеристики раздражителей, болевых рецепторов, хеморецепторов, проприорецепторов, а также от расположенных во внутренних органах различных интерорецепторов. Большинство этих нейронов на уровне своего сегмента предпочитают коллатерали, которые идут в мотонейронов передних рогов, до вставочных нейронов. С помощью последних входная афферентация передается выше-и нижерасположенных сегментов - до нейронов вегетативной системы в боковые рога.
Афферентные импульсы, поступающие к спинному мозгу, могут служить началом соответствующих двигательных (за счет синапсов с мотонейронами) или вегетативных рефлексов (за счет связи с нейронами симпатического и парасимпатического отделов).
Кроме того, афферентная импульсация служит основой для формирования соответствующего ощущения. Для этого нервные импульсы входят через задние корешки в спинной мозг и с помощью вставочных нейронов, а отчасти и прямо, не прерываясь, поднимаются восходящими путями в различные структуры головного мозга. Уже на уровне спинного мозга осуществляется контроль за восходящей импульсацией, благодаря которому далеко не все импульсы поступают в вышележащих центров. При обработке этой информации, как и при формировании рефлексов спинного мозга, используются как соответствующие механизмы собственно спинного мозга, так и эфферентные сигналы, поступающие из различных структур головного мозга. На нейронах спинного мозга наряду с возбуждающими содержится большое количество тормозных синапсов. Вследствие этого здесь могут проявиться явления конвергенции и дивергенции, суммации и окклюзии. Это и обусловливает затухание потока импульсов, поступивших к спинному мозгу, или их передачу в вышележащих отделов ЦНС.