På signaloverføringens vei som beskrevet over, har vi altså noen få synapser. Vi har en synapse i medulla spinalis (ryggmargen), vi har en i talamus og en ved inngangen til cerebral cortex. La oss bruke denne oversikten og forståelsen av hvordan sanseinntrykk blir overført til vår bevissthet til å gi et innblikk i hva fantomsmerter er.
Fantomsmerter betyr i all enkelthet at en person opplever smerter i et vev eller organ som vedkommende mangler. Et klassisk eksempel er smerter i en fot som er amputert. Hvorfor opplever denne personen slike smerter? Forklaringen er komplisert, men la oss holde oss til det enkle: Selv om foten er borte, vil deler av smertenervene som fortsatt ligger i kroppen kunne generere impulser spontant og overføre impulser til medulla spinalis. Synapsen eller synapsene i medulla spinalis (ryggmargen), der smertesignaler fra den amputerte foten skulle overføres til andre nerveceller – eksisterer naturligvis fortsatt, selv om foten er amputert. Likeledes er det med cerebral cortex – for lite skjer der under en fotamputasjon!
Dette betyr at dersom nervecelle-restene som skulle lede smertesignaler fra foten til medulla spinalis (ryggmargen) eller dersom disse synapsene i medulla spinalis (ryggmargen) av en eller annen grunn skulle aktiveres, så vil personen oppfatte i cerebral cortex at denne aktiviteten kommer fra foten. Nerveimpulsen ender jo opp i cerebral cortex der området for «fot» ligger. Personen oppfatter smerte i foten, både fordi medulla spinalis (ryggmargen) og cerebral cortex er intakte og fordi «falske» nerveimpulser oppstår.