Aufgrund der bahnbrechenden Erkenntnisse über das PAG und die Schmerzlinderung wurde das PAG vor allem für seine Rolle bei der Analgesie bekannt. Obwohl diese Funktion des PAG schon seit mehreren Jahrzehnten bekannt ist, ist der komplexe Mechanismus, der der PAG-unterstützten Analgesie zugrunde liegt, noch immer nicht vollständig verstanden. An dem Hauptweg scheinen Neuronen beteiligt zu sein, die vom PAG zu den Kernen des Rückenmarks projizieren – in erster Linie die Raphe-Kerne, bei denen es sich um Gruppen von Serotonin produzierenden Neuronen handelt. Aktivierte Raphe-Neuronen projizieren hinunter zum Rückenmark, wo sie Neuronen im dorsalen Horn des Rückenmarks hemmen, die für die Übertragung von Schmerzsignalen verantwortlich sind. Dieser Weg scheint an einer Vielzahl von Schmerzhemmungsreaktionen beteiligt zu sein, einschließlich der Analgesie, die wir bei akuten Stressereignissen erfahren, und der Schmerzlinderung, die wir durch die Einnahme von Opioid-Schmerzmitteln erfahren.
Das Interesse an der Rolle des PAG bei der Schmerzhemmung hat dazu geführt, dass die anderen bekannten Funktionen des PAG oft übersehen werden; es ist jedoch klar, dass das PAG an viel mehr als nur der Analgesie beteiligt ist. So scheint das PAG eine Rolle bei der Regulierung von Herzfrequenz und Blutdruck zu spielen, und es wird vermutet, dass das PAG dazu beiträgt, die kardiovaskuläre Aktivität im Zusammenhang mit bestimmten emotionalen Erfahrungen anzupassen. Das PAG scheint auch zu einer Reihe anderer autonomer Prozesse beizutragen, und es ist wichtig für die Kontrolle und Kontraktion der Blase bei Menschen und anderen Tieren. Das PAG spielt eine Rolle bei der Produktion von Vokalisationen; die Stimulation des PAG kann bei Tieren Vokalisationen hervorrufen, und Läsionen des PAG können diese bei Menschen und anderen Tieren stören. In einem Versuch, die Beiträge des PAG zur Vokalisation zu verstehen, wurde die Hypothese aufgestellt, dass das PAG für die Koordinierung der Atem- und Kehlkopfmotorik wichtig ist, die die Produktion von Vokalisationen erleichtert. Das PAG scheint auch bei emotionalen Reaktionen eine Rolle zu spielen. Es scheint besonders wahrscheinlich, dass es bei der Erzeugung von Angst- und Verteidigungsreaktionen eine Rolle spielt, da die Stimulation des PAG diese Art von Reaktionen bei einer Vielzahl von Tieren auslösen kann; auch menschliche Teilnehmer zeigten eine Aktivierung des PAG, wenn eine Bedrohung auf sie zukam.
Es gibt noch viele andere Funktionen, die mit dem PAG in Verbindung gebracht werden, die hier noch nicht erwähnt wurden. Obwohl es sich um einen relativ kleinen Bereich des Gehirns handelt, ist das PAG eng mit verschiedenen anderen Hirnregionen vernetzt und scheint an einer Vielzahl von Funktionen beteiligt zu sein. Es ist daher verständlich, warum einige Forscher der Meinung sind, dass die Bezeichnung „Analgesiezentrum“ eine eingeschränkte Sichtweise auf das PAG darstellt.