原发性三叉神经痛的病因尚无明确定论，学者们提出了各自的观点，其中三叉神经痛起源于中枢的学说是比较广泛认可的一种，它主要包括下面这几种关系。
1.三叉神经痛与癫痫
在研究三叉神经痛患者的脑电图时发现，与癫痫患者的大脑放电相似，三叉神经痛患者表现为阵发性剧痛，脑电图出现阵发性异常波。临床上用抗癫痫药控制三叉神经痛有效，也支持三叉神经痛是癫痫的一种特殊类型。而且，在三叉神经痛发作后，患者的癫痫发作可能停止。这些现象都支持三叉神经痛病因源于中枢的学说。
2.三叉神经痛与单纯性疱疹
单纯疱疹病毒通过三叉神经进入，感染并潜伏于三叉神经节内，被认为是三叉神经痛的病因之一。三叉神经痛患者并发单纯性疱疹的几率比正常人群高很多，两者可发生在三叉神经的同一分支区域，而且在该区域可以反复出现单纯性疱疹发作。由此推测三叉神经痛可能与单纯性疱疹之间存在某种联系，三叉神经痛病变的原因可能在中枢。
3.三叉神经痛与中枢缺血
研究表明，血管扩张剂对三叉神经痛有止痛作用，而安慰剂无效，这表明中枢神经系统存在局部缺血。
例如，扳机点受到刺激引起三叉神经节区的血管床反射性血管收缩，导致三叉神经痛发作。
4.三叉神经痛与丘脑
约25％的三叉神经痛患者存在感觉减退，痛觉阈值增高。而且刺激后感觉持续存在，往往超过刺激时间。在32%的三叉神经痛患者，这种反应及表现在面部的疼痛受累区，也表现在躯体的其他区域。三叉神经痛的发病与患者的个体生活习惯、个人性格也有关系。这些资料表明，三叉神经痛可能是一组丘脑症候群，虽然疼痛局限于面部，但身体其他部位的功能也有紊乱。
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