尽管鞘内应用水溶性咪唑苯二氮衍生物咪达唑仑可产生止痛作用，但是对于该药在脊髓神经元水平如何起效尚未完全阐明。日本新泻大学医学与齿科学院的Kohno T博士及其同事利用全细胞膜片钳技术在成年大鼠脊髓切片的II层神经元中研究了咪达唑仑对电诱发和自发兴奋性传递的作用。结果显示，使用咪达唑仑（1 μm）可使Aδ-及C-纤维诱发性多突触兴奋性突触后电流的振幅和整合面积减小。但是，该药既不影响Aδ-及C-纤维诱发性单突触兴奋性突触后电流的振幅，也不影响小型兴奋性突触后电流的振幅、频率和衰减时间常数。在使用苯二氮卓类受体拮抗剂时，氟马西尼（5 μm）和咪达唑仑（1 μm）并未减小Aδ-纤维诱发性多突触兴奋性突触后电流，这提示咪达唑仑可调节背角的γ-氨基丁酸中间神经元。Kohno博士等总结认为，咪达唑仑通过作用于中间神经元的A型γ-氨基丁酸/苯二氮卓类受体来减少兴奋性突触传递，从而导致脊髓背角神经元兴奋性降低。这可能是咪达唑仑在脊髓中具有抗伤害感受作用的机制。
