从神经病学看同理心
关于同理心与脑部结构的关系，最早的总索来自一些奇特难解的案例，这也是神经病学常有的现象。1975年的一份报告指出，前客叶右边受损的病患有一奇特的症状：他们无法了解别人语调中传达的情感讯息，但可正确无误码率一了解别人所说的话。别人说谢谢时语带讽刺、感激或愤怒对他们而言都一样。1975年的一份报告则显示右脑受的人有另一种问题：无法透过语调及手势表达自己情感。病患清楚知道自己的感受，但就是无法表达。两份报告的作者指出，这些受损积分都与脑部边缘系统有密切的关系。
上述案例是加州科技学院心理治疗专家李丝露•布拉惹发表一篇报告时引述的，她的报告主题正是由生物学控讨同理心。布拉惹检视多项神经病学的发与及动物比较研究的结果，指出同理心的产生源自可仁核及其与视觉皮质的联接。
很多相关的神经病学研究都以动物（尤其是灵长类）为对象。灵长类确实有同理心的表现，且确实经过下列研究的证实：研究人员首先让恒河猴学会畏惧一种声音，方法是每次听到这种声音就会被电击一下。然后让猴子学会听到声音时推一根杆子就可避免电击，接着让猴子分居中不同的笼子，彼此只能透过闭路电视看到对方的表情。首先让第一支猴子听到可怕的声音（第二支听不见），脸上露出害怕的表情。第二支看到后竟然去推杆子，这显然是同理心的作用，甚至有些接近利他主义。
这量研究人员确定灵长类可从同类的表情判读其情绪，接着将一条细长的电极轻轻插入猴子的脑中，以记录单一神经元的活动。结果发现，当猴子看到同类的表情时，这具讯息会先传到视觉皮质，继之传到杏仁核。这正是一肌情绪讯息传送路径，值得惊讶的是另一项发现：视觉皮质一些神经元只对特定的表情或姿势有反应，如张牙咧嘴或温驯卧倒。这些神经元不同于辨识熟悉脸孔的神经元，似乎显示人脑原本就设计有对特定表情反应的机械，也就就是说，同理心是天赋的本能。
布拉惹另提出一项研究来证明，杏仁核连接皮质这条路径，对情绪判读与反应的重要，研究方式是将野生猿猴的这一神经联结节除，然后再放回野地。结果狷猴在爬树、喂饱肚子等日常事务上仍能应付，但却失去与同类情绪互坳的能力。当另一支猴子友善地接近时，它却赶快跑开，终而不定期着离群索居的生活。
布拉惹指出。只对特定情绪反应的神经元特别集中于若干皮质区，这些区域愉好与杏仁核的联结最密集。显见情绪的判读需透过杏仁核与此质之间的路径，再据以做出适当的反应。布拉惹说：“这样的设计当然攸关灵长类的生存能力，当动物察觉有异物靠近时，便可激发特定的生理反应，进而极快速地判断对方的意图是攻击、求偶或其他原因。”
柏克莱加州大学心理学家罗伯特•李文森限现人类的同理心也人相似的生理规则，他研究的对象是激烈争执的夫妻，方法很简单：将夫妻争执的情形录下来，同时测量其生理变化。事后请夫妻看带子，并叙述当时自己及对方的反应。
结果发现：生理变化与配偶同步的人叙述内容最准确。所谓同步是配偶冒汗时他也冒汗。配偶心跳减缓时他也跟着减缓。也就是说，他的身体无时无刻不模仿配偶的细微生理变化。但也有人观看录影带时，身体变化仍与争执时自己的生理状况相同，这种人便完全无法掌握配偶的感觉。可见生理步调相同才能产生同理心。
当强烈的情绪驱使身体做出激烈的反应时，同理心很难产生。本身必须平心静气，才可能接收及模仿对方的细微变化。
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