莫斯柯維茨的坦克事故並非他第一次通過親身經歷對疼痛產生重要見解。幾年前，一場滑水事故造成的頸部疼痛，教會了他另一課，幫助他理解了神經可塑性在疼痛中扮演的角色。1994年，莫斯柯維茨陪著女兒們滑水，總像大孩子的他坐在充氣內胎裡，以65公里的時速速滑、彈跳、顛簸，結果頭朝下倒栽了個跟頭，扎進了水裡。由此造成的疼痛持續多年。他經常痛達8/10，很多天都無法工作。很快，這持續的疼痛就主宰了他的生活。嗎啡和其他重型止痛藥，所有已知的治療方法，如物理治療、牽引（拉伸頸部）、按摩，自我催眠、熱敷、冰敷、休息，抗炎藥等，幾乎全都沒用。疼痛困擾、折磨了他13年，隨著時間的推移，還愈發嚴重。
到57歲時，他的頸部疼痛跌到了谷底，他開始研究大腦神經可塑性與疼痛關係的科學發現。早在1978年，德國生理學家曼弗雷德·齊默爾曼（Manfred Zimmermann）就提出了慢性疼痛是大腦的神經可塑性事件這一概念，但其後的25年，神經可塑性基本未得到接受，齊默爾曼的想法鮮為人知，更沒有人對應用它治療疼痛進行探索。
急性疼痛向大腦發送信號，說，「這就是你要受傷的地方，當心。」從而提醒我們警惕受傷或疾病。但有時，受傷會影響我們的身體組織和疼痛系統的神經元（包括大腦和脊髓裡的神經元），導致了神經性疼痛（有時也叫中樞性疼痛，因為大腦和脊髓共同構成了我們的中樞神經系統）。
出現神經性疼痛，是構成疼痛腦圖的神經元行為所致。我們身體外部的區域，會在大腦的具體處理區域得到再現，叫作腦圖或者大腦映射圖。觸摸人體表面的某個部位，腦圖裡的對應區域就會開始啟動放電。身體表面的腦圖是按地形學進行組織的，也就是說，身體上的相鄰區域，在腦圖裡一般也是相鄰的。如果疼痛腦圖裡的神經元受損，它們就會不停地啟動放電，發出錯誤的警報，讓我們以為是身體出了問題，而實際上問題主要來自大腦。身體痊癒後很久，疼痛系統仍呈啟動放電狀態。急性疼痛轉世了：它成了慢性疼痛。
為了理解慢性疼痛怎樣發展，不妨先認識一下神經元的結構。每個神經元都分三部分：樹突、細胞體和軸突。樹突是從其他神經元接收輸入的樹樁分支。樹突接入細胞體，而細胞體負責維持細胞的生命，攜帶DNA。最後，軸突是長短不一的纜線（大腦裡有極細微的軸突，也有縱貫整條腿、長達0.9米的軸突）。軸突常被比為電線，因為它們以極高的速度（時速3.2~320公里）攜帶電脈衝，向鄰近神經元的樹突發送。一個神經元可以接收兩種信號：激發信號（興奮信號）和抑制信號。當神經元接收到足夠的興奮信號，它會啟動自己的信號。當它接收到足夠的抑制信號，它的啟動放電可能性就降低。
軸突並不碰觸相鄰的樹突。名叫突觸的微觀空間將之分隔開來。一旦電信號到達軸突末梢，就觸發釋放化學信使「神經遞質」到突觸。化學信使懸浮在相鄰的神經元，使之興奮或加以抑制。當我們說神經元對自己「重新接線」的時候，指的是突觸發生的改變，即神經元之間連接的加強和數量的增加，或者反過來，連接的削弱，數量的減少。
神經可塑性的一條核心規律是，同時啟動放電的神經元是連接在一起的，也就是說，反覆的精神體驗使大腦處理該體驗的神經元產生結構性變化，令神經元之間的突觸連接更為強健。[1]在實際應用中，一個人學習新東西的時候，不同群體的神經元得以連接在一起。孩子學習字母表，字母A的視覺形狀跟讀音「ei」聯繫起來。每當孩子看到字母，重複該發音，相關的神經元便同時啟動放電，接著「連接到一起」；它們之間的突觸連接得到了強化。每當連接上的神經元反覆從事同一活動，它們就會啟動放電更快、更強、更清晰的信號，神經回路也變得更加有效，更好地幫助執行技能。
反過來也是一樣。如果一個人長期放棄執行某一活動，這些連接就弱化了，隨著時間的推移，很多連接甚至消失了。這說明了神經可塑性的一條更普遍的原理：用進廢退現象。現在，成千上萬的實驗已經證明了這一事實。很多時候，參與該技能的神經元會被接管，用於執行其他如今做得更多的精神任務。有時候，人可以借助用進廢退原則，撤銷大腦裡沒有幫助的連接，因為分開啟動放電的神經元，也會分開連線。假設一個人已經形成了「每當情緒低落就吃東西」的糟糕習慣，把食物的愉悅和麻醉情緒痛苦聯繫在一起；打破這個習慣，就要學會把兩者撇清。他不妨主動克制自己，不在情緒低落時進廚房，直到找到更好的辦法來處理自己的情緒。
如果我們收到的感官輸入很愉快，神經可塑性是一件好事，因為它令我們發展出更擅長感知、品嚐快感的大腦；但要是感官系統接收到的輸入來自疼痛系統，同一種神經可塑性就會給你造成大麻煩。如果一個人摔傷了椎間盤，該椎間盤又反覆對脊髓一條神經的根部施壓，情況就很不妙。當事人映射該區域的疼痛腦圖會變得非常敏感，他不僅會在動作不當、令椎間盤壓迫神經時感到痛，在椎間盤並未使勁壓迫神經時也會痛。疼痛信號在他的大腦裡處處奏響，哪怕最初的刺激早已停止，疼痛還是沒個消停。（幻肢痛也會出現更激烈的類似現象，一個人失去了一條胳膊或腿，卻仍然感覺它跟自己相連，並且疼痛。我們在《重塑大腦，重塑人生》中討論了這一更複雜的現象。）
沃爾和梅爾扎克指出，慢性損傷不僅讓疼痛系統的細胞更容易啟動放電，還能讓我們的疼痛腦圖擴大「感受域」（也就是它們映射的身體表面區域），叫我們感到身體表面更大的區域都出現疼痛。莫斯柯維茨就碰到了這樣的情況，頸部疼痛蔓延到了脖子兩側。
沃爾和梅爾扎克還指出，如果腦圖放大，一幅腦圖裡的疼痛信號會「溢出」到鄰近的疼痛腦圖。接著，我們會出現轉移痛（referred pain），身體的這一部分受傷，卻會在隔著一定距離的另一部分感到疼痛。最終，疼痛腦圖的啟動放電變得極為輕易，最小的神經刺激，就會令人在身體的一大片區域都出現難以忍受、無休無止的疼痛。
因此，莫斯柯維茨越是經常覺得脖子刺痛，他大腦的神經元就越是容易意識到，痛感也就越強烈。這種證據充分的神經塑造過程叫作發條擰緊（wind-up），因為疼痛系統中的受體啟動放電得越多，就變得越敏感。
莫斯柯維茨意識到，他逐漸陷入了慢性疼痛綜合征，而且這是個惡性循環，就像大腦上戴了緊箍咒：每次他經歷疼痛發作，意味著下一輪發作會更痛更糟糕。他的疼痛信號的強度、持續時間的長度，還有它在身體上「霸佔」的空間量，都在增加。
這就是神經可塑性發狂的情況。
1999年，莫斯柯維茨著手用計算機畫圖，演示慢性疼痛怎樣在大腦的疼痛映射圖上擴張。當時，疼痛醫學專業並未關注大腦，大多把焦點放在脊髓和身體外周神經系統怎樣處理疼痛上。遲至2006年，疼痛的主要教材，《沃爾和梅爾扎克的疼痛教科書》（Wall and Melzack』s Textbook of Pain），對神經可塑性脊髓論述了一章內容，而對神經可塑性和大腦沒有論及。幾年後，莫斯柯維茨寫了一篇文章，叫作《影響疼痛的主要因素》（Central Influences on Pain），開始調整強調的重點。
莫斯柯維茨將慢性疼痛定義為「習得性疼痛」。慢性疼痛不僅預示疾病；它本身就是一種疾病。人體的報警系統卡在了「開」的位置，因為人無法救治急性疼痛的成因，中樞神經系統遭到損壞。「一旦設置到了慢性檔，疼痛就更加難以治療了。」
莫斯柯維茨的想法開始跟梅爾扎克的另一理論會聚，即「疼痛的神經矩陣理論」。急性疼痛是我們感受到的一種感覺，一種從下（我們的感覺接收器）往上進入大腦的「輸入」。但慢性疼痛更複雜，更偏向於自上而下的過程。疼痛神經矩陣理論的實質是，慢性疼痛主要是知覺（perception），而非未加工的感覺（sensation），因為大腦考慮了多種因素來判斷其對身體組織的危險程度。大量的研究已經表明，在評估損害時，大腦不光發展出了對疼痛知覺的主觀體驗，也在評估是否可以採取行動來減少疼痛，它對損害是會改善還是會惡化產生了期待。這些評估的總和決定了我們對未來的期待，而這些期待又在我們感受到的疼痛水平中扮演了重要角色。因為大腦深刻地影響了我們對慢性疼痛的感知，梅爾扎克提出了一個概念，認為慢性疼痛更多的是「中樞神經系統的輸出」。
因此，疼痛回路不是從身體到大腦的單向回路；它不斷地循環信號，從身體到大腦，從大腦又到身體。完整的疼痛反應並不隨疼痛信號進入大腦而停止。它開啟了無數進化而來的自動響應，以求避免進一步的傷害，促進痊癒。我們蜷起身子；我們保護自己受傷的肢體，不讓它們活動；我們呻吟，我們大喊求救；如果可行，我們會再三評估自己傷口的嚴重程度；研究表明，基於自己最新的評估，我們搭乘著跌宕起伏的情緒過山車。如果一個人胸骨背後的胸口疼痛向下延伸到了左胳膊，並認為這是心臟病發作的症狀，他會體驗到比醫生診斷的肌肉拉傷所致的更為劇烈的疼痛。
莫斯柯維茨（用軍事比喻）寫道：「大腦調低過度活動，對傳入的活動給予了反擊。」他詳細介紹所有能夠這麼做的痛苦調製通路，從源自大腦皮層（人進行推理的地方）的最高級別通路，到脊髓這個較低級別的輸入區域。