特异性感觉纤维经过脑干时，都发出侧支与脑干网状结构的神经元发生突触联系，通过其短轴突多次更换神经元后，抵达丘脑的皮质下联系核，再发出纤维弥散地投射到大脑皮层的广泛区域。由于上行过程中经过脑干网状结构神经元的错综复杂的换元传递，因而失去了特异感觉的特异性和严格的定位区分，上行纤维广泛终止于大脑皮层的各层细胞，不引起特定的感觉，所以称非特异投射系统。其主要功能是维持和改变大脑皮层的兴奋状态。