Большинство современных исследований направлены на лучшее понимание механизмов возникновения боли. Болевые рецепторы, расположенные по всему телу, посылают сигналы опасности через центральную нервную систему (ЦНС) в мозг, где и возникает чувство боли в определенном месте и определенной силы. Соответственно, болеутоляющее должно действовать либо на рецепторы, либо непосредственно на головной мозг и ЦНС. На практике ученые только начали различать центральные и периферийные болевые эффекты. Идея о том, что морфин и опиаты действуют на мозг, а аспирин и нестероидные лекарства периферийно — чрезмерно упрощена. Последней разработкой в этой области стала теория "центральной чувствительности": Нервные клетки спинного мозга становятся крайне чувствительными после сильных повреждений тканей организма, и в дальнейшем преувеличенно реагируют на обычные осязательные ощущения. Иными словами, нервная система не привыкает к боли, а становится более чувствительной к ней.
Это открытие повлияло на использование болеутоляющих. Возникла "профилактическая анестезия", применяемая перед серьезными операциями. Испытания подтвердили правильность этой меры. Пациент, получивший морфий перед операцией, страдает меньше, чем тот, кто получает болеутоляющие после. Две системы нейротрансмиттеров имеют отношение к этому феномену. Обе являются целями, на которые будет направлено действие новых болеутоляющих. Их разработки ведут компании Glaxo, Pfizer, Merck, Rhone-Poulenc Rorer и другие.