ความกลัวในสมอง เกิดขึ้นที่สมองส่วนไหน?
การประมวลผลให้เป็นความกลัวในสมอง
มีการทดลองที่ได้ทำแล้วหลายอย่างเพื่อจะสืบหาว่า สมองแปลผลจากสิ่งเร้าได้อย่างไร และสัตว์มี การตอบสนองประกอบด้วยความกลัว</i>ที่เกิดขึ้นได้อย่างไร จริง ๆ แล้ว ความรู้สึกหวาดกลัว เป็นสิ่งที่กำหนดไว้กระทั่งในยีนของมนุษย์ เพราะความกลัวนั้นจำเป็นต่อการมีชีวิตรอดอยู่ได้ของแต่ละคน นอกจากนั้นแล้ว นักวิจัยยังพบว่า ความกลัวก่อร่างสร้างตัวอย่างไม่ได้อยู่ใต้อำนาจจิตใจ และเขตสมองชื่อว่า อะมิกดะลา มีบทบาทในการปรับสภาวะให้เกิดความกลัว (fear conditioning)
กลไกป้องกันตน
ฟรอยด์เปรียบเทียบจิต 3 ระดับเหมือนภูเขาน้ำแข็งในมหาสมุทรโดยยอดภูเขาน้ำแข็งที่โผล่พ้นน้ำคือ จิตสำนึก ภูเขาที่อยู่ผิวน้ำคือ จิตก่อนสำนึก และภูเขาที่อยู่ใต้มหาสมุทรคือ จิตไร้สำนึก นอกจากนี้ตามหลักทฤษฎีของฟรอยด์เชื่อว่าพฤติกรรมต่างๆของบุคคลที่แสดงออกมาเกี่ยวข้องกับการทำงานของจิต 3 ส่วน ซึ่งถือเป็นโครงสร้างหลักของบุคลิกภาพในบุคคล เพราะถ้าการทำงานของจิต 3 ส่วนนี้ สามารถทำงานประสานหรือประนีประนอมกันได้อย่างราบรื่น พฤติกรรมของบุคคลจะแสดงออกมาแบบปกติและเป็นผู้มีสุขภาพจิตดี แต่ถ้าเกิดความขัดแย้งกัน จะมีผลทำให้เกิดพฤติกรรมไม่พึงประสงค์ก่อให้เกิดปัญหาด้านบุคลิกภาพและการปรับตัว ซึ่งพลังจิต 3 ส่วน ได้แก่ อิด (Id) อีโก้ (Ego) ซูเปอร์อีโก้ (Superego)อีโก้ จึงเปรียบเสมือนตัวที่เป็นเหตุเป็นผลชี้นำให้บุคคลมาสู่สภาพการรับรู้ที่เป็นจริง อิดกับอีโก้มีความแตกต่างกันตรงที่ อิดจะรับรู้ความจริงที่ตอบสนองความต้องการเพียงอย่างเดียว แต่การทำงานของอีโก้จะต้องขึ้นอยู่กับข้อเท็จจริงอย่างมีเหตุผล ตัวอย่างเช่น คนที่กระหายน้ำ เมื่อพบแก้วน้ำที่มีน้ำอยู่เต็ม ก็จะยกดื่มทันทีตามแรงผลักดันของอิดเพื่อลดความกระหายน้ำในขณะนั้น แต่ถ้าเขาไม่ยกแก้วน้ำดื่มในทันที เนื่องจากคิดว่าน้ำนั้นอาจสกปรกและมีเชื้อโรค นั่นคือการทำงานของอีโก้ที่มีความคิดวิเคราะห์อย่างมีเหตุผลที่เป็นไปตามหลักของความเป็นจริง ความปรารถนาหรือความเชื่อที่อยู่เหนือเหตุผล
วิถีประสาท Magnocellular (M) และ Parvocellular (P) ซึ่งส่งสัญญาณไปที่ orbitofrontal cortex ในคอร์เทกซ์กลีบหน้าผากส่วนหน้า มีบทบาทสำคัญในการประมวลผลทางตา ที่ได้รับอิทธิพลจากการประมวลผลทางประชานระดับสูง[15] สัญญาณสิ่งเร้าที่ส่งผ่านวิถีประสาท M จะเริ่มการทำงานใน orbitofrontal cortex และวิถีประสาท M แบบเร็ว จะเชื่อมกับระบบรู้จำวัตถุทั้งในระบบสายตาเบื้องต้น ทั้งในสมองกลีบขมับด้านหลัง (Inferotemporal cortex) ให้ทำงานกับ orbitofrontal cortex ร่วมกันสร้างการคาดหมายว่า สิ่งที่รับรู้นั้นคืออะไร[16] สิ่งเร้าที่ใช้กระตุ้นวิถีประสาท M เป็นลายวาดไม่มีสี ภายใต้แสงที่ต่ำ ส่วนที่ใช้กระตุ้นวิถีประสาท P เป็นลายวาดมีสี ภายใต้แสงที่กระจายทั่วกัน มีการตรวจสอบโดยให้ผู้ร่วมการทดลองชี้ว่า ลายที่วาดใหญ่หรือเล็กกว่ากล่องรองเท้า[16] แล้วใช้ fMRI เพื่อสอดส่องการทำงานใน orbitofrontal cortex และสมองกลีบขมับด้านหลัง เพื่อตัดสินใจว่า วิถีประสาทไหนจะช่วยให้รู้จำวัตถุได้เร็วกว่า[16] ผลการทดลองสนับสนุนความคิดว่า เซลล์ประสาทในวิถีประสาท M มีบทบาทสำคัญในการรู้จำวัตถุที่มีรายละเอียดต่ำ เพราะช่วยให้เกิดกระบวนการทำงานในระบบประชานระดับสูงมีผลเป็นการคาดหมายวัตถุ ที่ช่วยให้รู้จำวัตถุได้เร็วขึ้น[16] ตัวรับแรงกล
การส่งข้อมูลจากร่างกายรวมศีรษะครึ่งหลัง ผ่านไขสันหลังไปยังทาลามัส แล้วส่งต่อไปยังคอร์เทกซ์รับความรู้สึกทางกายตามวิถีประสาท Dorsal column-medial lemniscus pathway first order neuron จะมีตัวเซลล์อยู่ที่ปมประสาทรากหลัง (dorsal root ganglion) ที่ไขสันหลัง ซึ่งส่งแอกซอนขึ้นตาม dorsal column ในไขสันหลังซีกร่างกายเดียวกันไปยัง second order neuron second order neuron อยู่ที่ dorsal column nuclei ในก้านสมอง ซึ่งก็ส่งแอกซอนข้ามไขว้ทแยง (decussate) ที่ก้านสมองเช่นกัน (caudal medulla[14]) แล้วขึ้นผ่านวิถีประสาท medial lemniscus ไปยังทาลามัส โดยข้อมูลทางสัมผัสจะไปสุดที่ ventral posteriorlateral nucleus (VPL) และข้อมูลเกี่ยวกับอากัปกิริยาจะไปสุดที่ ventral posterior superior nucleus (VPS)[15] third order neuron ซึ่งมีตัวเซลล์ในทาลามัส จะส่งสัญญาณไปสุดที่คอร์เทกซ์รับความรู้สึกทางกาย (somatosensory cortex/postcentral gyrus) ของสมองกลีบข้าง โดยข้อมูลเกี่ยวกับสัมผัสจะส่งไปที่บริเวณ "3b" เป็นหลัก และข้อมูลเกี่ยวกับอากัปกิริยาที่บริเวณ "3a" เป็นหลัก[16] การส่งข้อมูลจากศีรษะส่วนหน้ารวมทั้งใบหน้า ผ่านก้านสมองไปยังทาลามัส แล้วส่งต่อไปยังคอร์เทกซ์รับความรู้สึกทางกายตามวิถีประสาท Trigeminothalamic tract first order neuron จะอยู่ที่ปมประสาท (ganglion) ของเส้นประสาทสมองรวมทั้ง trigeminal (CN V), facial (CN VII), glossopharyngeal (CN IX), และ vagus (CN X) ซึ่งจะส่งแอกซอนไปที่ second order neuron ในก้านสมองซีกร่างกายเดียวกัน second order neuron อยู่ที่ trigeminal nuclei[17][18] ซึ่งส่งแอกซอนข้ามไขว้ทแยง (decussate) ไปด้านตรงข้ามที่ก้านสมอง (mid-pons[14]) โดยเป็นส่วนของ Trigeminothalamic tract[19] ไปยังทาลามัส โดยข้อมูลทางสัมผัสจะไปสุดที่ ventral posteriormedial nucleus (VPM) และข้อมูลเกี่ยวกับอากัปกิริยาจะไปสุดที่ ventral posterior superior nucleus (VPS)[15] third order neuron ซึ่งมีตัวเซลล์ในทาลามัส จะส่งสัญญาณไปสุดที่คอร์เทกซ์รับความรู้สึกทางกาย (somatosensory cortex/postcentral gyrus) ของสมองกลีบข้าง โดยข้อมูลเกี่ยวกับสัมผัสจะส่งไปที่บริเวณ "3b" เป็นหลัก และข้อมูลเกี่ยวกับอากัปกิริยาที่บริเวณ "3a" เป็นหลัก[16] ระบบพีระมิด
ระบบปิรามิด (pyramidal system) เป็นส่วนหนึ่งของระบบประสาทสั่งการ หรือระบบประสาทมอเตอร์ (motor system) ทำหน้าที่ควบคุมการเคลื่อนไหวของร่างกายภายใต้อำนาจจิตใจ (voluntary control)
ระบบปิรามิดสามารถพบได้ที่ชั้นที่ 5 ของเปลือกสมอง precentral gyrus หรือ primary motor cortex หรือ Brodmann's area 4 (M1) ซึ่งอยู่ด้านหน้าต่อร่อง central sulcus โดยมีจุดกำเนิดจากเซลล์ที่มีรูปร่างคล้ายปิรามิดที่มีขนาดใหญ่ เรียกว่า giant betz cell โดยแอกซอน (axon) ของเซลล์ดังกล่าวจะสอดแทรกผ่าน internal capsule ไปยัง cerebral peduncle ของก้านสมองส่วน midbrain เมื่อถึงสมองส่วน medulla จะเกิดการทอดไปยังฝั่งตรงข้าม ณ บริเวณที่เรียกว่า pyramidal decussation และจะเกิดการรวมกลุ่มกันเป็น lateral corticospinal tract ไปสิ้นสุดยังไขสันหลังซึ่งเป็นจุดหมายปลายทาง โดยใยประสาทนี้จะไปเลี้ยงเซลล์ประสาทอัลฟามอเตอร์ (α motor neuron) และแอกซอนของเซลล์ประสาทมอเตอร์ก็จะไปเลี้ยงกล้ามเนื้อลาย (skeleton muscle) ต่อไป 
ควบคุมการทำงานของกล้ามเนื้อลายด้านตรงข้ามของร่างกาย โดยควบคุมภายใต้อำนาจจิตใจ เช่น ควบคุมการหดตัวของกล้ามเนื้อ ควบคุมการเคลื่อนไหวที่ละเอียดอ่อนต่างๆอย่างเช่นการควบคุมนิ้วมือเพื่อใช้ในการหยิบจับสิ่งของหรือเขียนหนังสือ การแสดงออกทางสีหน้า การพูด เป็นต้น
ระบบปิรามิดจะมีการทำงานร่วมกันกับระบบนอกปิรามิดซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของระบบสั่งการ เพื่อควบคุมคุณภาพของการเคลื่อนไหว เช่น การเดิน การวิ่ง หรือการเตะลูกบอล เป็นต้น ซึ่งระบบสั่งการนั้นจะต้องอาศัยการทำงานร่วมกันของสมองหลายบริเวณเพื่อประมวลและสั่งการให้กล้ามเนื้อเกิดการเคลื่อนไหวต่อไป
การเกิดพยาธิสภาพในระบบปิรามิด อาจทำให้เกิดอัมพาตแบบต่างๆขึ้นอยู่กับว่าตำแหน่งที่เกิดพยาธิสภาพนั้นเป็นส่วนใด โดยอาจมีอาการแบบไม่รุนแรง สามารถขยับร่างกายได้บ้างจนถึงการเกิดอัมพาตทั้งตัว ซึ่งสาเหตุนั้นอาจจะมาจากความผิดปกติของหลอดเลือดในสมองที่อาจเกิดการอุดตัน ทำให้เนื้อสมองขาดเลือดจนเกิดภาวะช็อคและเป็นอัมพาตได้ นอกจากนี้ ภาวะที่เกิดการบาดเจ็บของไขสันหลังทั้งการกดทับหรือการตัดขาดก็ส่งผลต่อการเคลื่อนไหวและการเป็นอัมพาตเช่นกัน เปลือกสมองส่วนการเห็น
เปลือกสมองส่วนการเห็นปฐมภูมิ (V1) เป็นคอร์เทกซ์รับรู้ความรู้สึก ตั้งอยู่ภายในและรอบ ๆ ช่องแคลคะรีน (calcarine fissure) ในสมองกลีบท้ายทอย V1 ของซีกสมองแต่ละข้างรับข้อมูลโดยตรงจากนิวเคลียสงอคล้ายเข่าด้านข้าง (lateral geniculate nucleus) ซึ่งอยู่ในซีกสมองด้านเดียวกัน โรควิตกกังวล
เขตสำคัญอีกเขต ก็คือ central nucleus ของอะมิกดะลาที่อยู่ข้าง ๆ ซึ่งควบคุมการตอบสนองโดยความกลัวของสัตว์แต่ละสปีชีส์ ๆ ผ่านการเชื่อมต่อทางก้านสมอง ไฮโปทาลามัส และสมองน้อย ในคนไข้ การทำงานร่วมกันระหว่างเขตต่าง ๆ เหล่านี้ดูจะน้อยกว่า และยังพบเนื้อขาวมากกว่าใน central nucleus อีกด้วย โคม่า
ส่วน RAS เป็นโครงสร้างที่ดั้งเดิมกว่า อยู่ในก้านสมอง ซึ่งมีส่วนประกอบสำคัญอีกส่วนหนึ่งคือเรติคูลาร์ฟอร์เมชัน (RF) บริเวณ RAS ของสมองมีทางประสาทที่สำคัญอยู่สองทาง คือทางขาขึ้นและทางขาลง ประกอบขึ้นมาจากเซลล์ประสาทชนิดที่สร้างอะเซติลโคลีน ทางขาขึ้น หรือ ARAS ทำหน้าที่กระตุ้นและคงความตื่นของสมอง ส่งผ่าน TF ไปยังทาลามัส และไปถึงเปลือกสมองเป็นปลายทาง หาก ARAS ทำงานไม่ได้จะทำให้เกิดโคม่า การประมวลผลให้เป็นความกลัวในสมอง
เขตรับความรู้สึกต่าง ๆ ที่แปลผลของตัวกระตุ้นทั้งมีเงื่อนไข (conditioned stimuli[1]) และทั้งไม่มีเงื่อนไข (unconditioned stimuli[1]) บางส่วนของอะมิกดะลาที่มีความเปลี่ยนแปลงเมื่อผ่านการเรียนรู้ และ เขตที่ให้เกิดการแสดงออกในการตอบสนองแบบมีเงื่อนไขบางอย่าง เปลือกสมองส่วนการเห็น
งานวิจัย V1 อย่างหนึ่งก็คือเพื่อทำความเข้าใจการเลือกตัวกระตุ้นของนิวรอน (neuronal tuning) อย่างสมบูรณ์ เพื่อที่จะใช้ V1 นั้นเป็นตัวแบบในการสร้างทฤษฎีเกี่ยวกับวงจรคอร์เทกซ์ที่เป็นมาตรฐาน แม้ว่า รอยโรค (lesion) ใน V1 โดยปกติย่อมนำไปสู่ภาวะดวงมืดในลานเห็น (scotoma) หรือช่องในลานเห็น แต่เป็นที่น่าสนใจว่า คนไข้ที่มีดวงมืดในลานเห็นนั้น บ่อยครั้งสามารถใช้ข้อมูลทางสายตาที่ส่งให้กับดวงมืดในลานเห็นของคนไข้ในการเคลื่อนไหว แม้ว่าคนไข้จะไม่มีการรับรู้ถึงอารมณ์นั้น ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า ภาวะเห็นทั้งบอด (blindsight) เป็นปรากฏการณ์ที่นักวิทยาศาสตร์ผู้มีความสนใจในเรื่องประสาทสัมพันธ์แห่งการรับรู้อารมณ์ (neural correlates of consciousness) ศึกษาวิจัยกันอย่างกว้างขวาง เมื่อเร็ว ๆ นี้ นักวิจัยได้ใช้เทคนิคบันทึกภาพของประสาทหลายชนิด จนทำให้เข้าใจได้ว่า เปลือกสมองส่วนการเห็นนั้น มีส่วนในการกำหนดต้นแบบ (prototypes) ซึ่งทฤษฎีต้นแบบ (Prototype Theory) ในจิตวิทยาแสดงว่า เป็นวิธีหลักในการจัดประเภท 3 วิธี[13]ที่มนุษย์จัดประเภทและคิดถึงอารมณ์ต่าง ๆ ในใจ[14] โรคกลัวที่ชุมชน
ผู้ที่มีโรคกลัวที่ชุมชนจะมีอาการตื่นตระหนกในสถานการณ์ที่ตนเองอึดอัด รู้สึกไม่ปลอดภัย ควบคุมไม่ได้ หรือห่างไกลจากสิ่งที่สามารถช่วยเหลือเขาได้ ในรายที่มีอาการมากจะอยู่แต่กับบ้านไม่ออกไปไหนเป็นปีๆ ผู้มีอาการจำนวนมากชอบที่จะมีผู้มาเยี่ยมอยู่ในบริเวณที่พวกเขาควบคุมได้และชอบที่จะทำงานในที่ๆรู้สึกว่าปลอดภัย ถ้าผู้กลัวที่โล่งออกไปจากเขตปลอดภัยของตน อาจจะเกิดอาการตื่นตระหนกได้ Anterior cingulate cortex
นอกจากนั้นแล้ว ยังมีหลักฐานด้วยว่า ACC อาจมีบทบาทในโรคย้ำคิดย้ำทำ (obsessive-compulsive disorder, ตัวย่อ OCD) เพราะว่า คนไข้มีระดับการทำงานของสารสื่อประสาทกลูตาเมตที่ต่ำกว่าธรรมชาติ[25] เทียบกับเขตสมองอื่น ๆ ที่เชื่อว่า มีระดับการทำงานของกลูตาเมตเกินกว่าปกติในคนไข้ งานวิเคราะห์อภิมานในปี ค.ศ. 2009 ที่ใช้วิธีวิเคราะห์ทางสถิติแบบ Signed differential mapping ของงานศึกษาที่ใช้เทคนิค voxel-based morphometry ซึ่งเปรียบเทียบคนไข้ OCD กับคนปกติ พบว่า คนไข้มีปริมาณเนื้อเทามากขึ้นใน lenticular nucleus ในสมองทั้งสองซีก ขยายไปจนถึง caudate nuclei และมีปริมาณเนื้อเทาที่ลดลงใน medial frontal cortex/anterior cingulate cortex ทางด้านล่าง (dorsal) ในสมองทั้งสองซีก[26][27] เปรียบเทียบกับคนไข้ที่มีโรควิตกกังวลอื่น ๆ ซึ่งมักจะมีปริมาณเนื้อเทาใน lenticular nucleus ที่ลดลง (แทนที่จะเพิ่มขึ้น) แต่ก็จะมีปริมาณเนื้อเทาใน medial frontal cortex/anterior cingulate cortex ทางด้านล่าง (dorsal) ที่ลดลงด้วย[27] โรคกลัวที่ชุมชน
โรคกลัวที่ชุมชน หรือ อาการกลัวที่โล่ง () เป็นโรควิตกกังวลชนิดหนึ่งซึ่งเกิดจากความกลัวที่จะเกิดอาการตื่นตระหนก (panic attack) ในสถานที่ที่หนีออกไปลำบากหรือไม่มีคนช่วยเหลือ ผู้ป่วยจากโรคกลัวที่ชุมชนจึงมักหลีกเลี่ยงสถานที่สาธารณะหรือสถานที่ที่ไม่คุ้นเคย ในผู้ป่วยที่อาการรุนแรงอาจหมกตัวอยู่ในบ้านและไม่กล้าออกจากสถานที่ที่คิดว่าปลอดภัย การประมวลผลให้เป็นความกลัวในสมอง
มีงานวิจัยจำนวนมากเกี่ยวกับตัวกระตุ้นมีเงื่อนไข (conditioned stimuli[1]) ที่มีการจับคู่ตัวกระตุ้นที่เป็นกลาง ๆ เช่นไฟที่โพลงวาบขึ้นมา กับตัวกระตุ้นไร้เงื่อนไข (unconditioned stimuli[1]) ที่ทำให้เกิดความกลัว เช่นถูกไฟดูด ในการทดลองกับหนู ผลที่ต้องการในการจับคู่อย่างนี้ก็คือ เพื่อให้ตัวกระตุ้นที่เป็นกลาง ๆ (คือตัวกระตุ้นมีเงื่อนไข) ก่อให้เกิดการตอบสนองไร้เงื่อนไข คือความกลัว หลังจากการปรับสภาวะโดยวิธีนี้ ก็จะให้ตัวกระตุ้นกลาง ๆ กับหนูอีกครั้งหนึ่งเพื่อที่จะดูว่า จะมีการตอบสนองด้วยความกลัวด้วยหรือไม่ แต่เพราะว่า การตอบสนองโดยความกลัวอาจจะรวมถึงพฤติกรรมหลาย ๆ อย่าง ดังนั้น จึงสำคัญที่จะสังเกตว่าหนูแสดงพฤติกรรมใดเมื่อให้ตัวกระตุ้นมีเงื่อนไขแก่หนู[5] เปลือกสมองส่วนการเห็น
ทางสัญญาณด้านล่างเป็นระบบสำคัญในการรับรู้อารมณ์ทางตา ทางสัญญาณด้านหลังสื่อการควบคุมการเคลื่อนไหวที่อาศัยตา (visual control) ในกิจกรรมที่อาศัยทักษะ[5] โรควิตกกังวลไปทั่ว
งานศึกษาปี 2552 แสดงว่า GAD สัมพันธ์กับการทำหน้าที่ผิดปกติของอะมิกดะลาในการประมวลความกลัวและความวิตกกังวล[22] คือ ข้อมูลประสาทสัมผัสจะเข้าสู่อะมิกดะลาผ่านนิวเคลียส basolateral complex (รวมทั้ง lateral, basal และ accessory basal nuclei) โดย basolateral complex มีหน้าที่ประมวลความทรงจำเกี่ยวกับความกลัวสัมพันธ์กับประสาทสัมผัส และสื่อความอันตรายของข้อมูลไปยังระบบที่ประมวลความจำและประสาทสัมผัสอื่น ๆ ในสมอง เช่น medial prefrontal cortex และคอร์เทกซ์ประสาทสัมผัส (sensory cortices) ต่าง ๆ เขตสำคัญอีกเขตหนึ่งก็คือ central nucleus ของอะมิกดะลาที่อยู่ข้าง ๆ เป็นตัวควบคุมการตอบสนองโดยความกลัวของสัตว์แต่ละสปีชีส์ ๆ ผ่านการเชื่อมต่อทางก้านสมอง ไฮโปทาลามัส และสมองน้อย สมอง
ออลเฟกทอรีบัลบ์ (olfactory bulb) - อยู่ด้านหน้าสุด ทำหน้าที่ - ดมกลิ่น (ปลา,กบ และสัตว์เลื้อยคลานสมองส่วนนี้จะมีขนาดใหญ่) ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมออลแฟกทอรีบัลบ์จะไม่เจริญ แต่จะดมกลิ่นได้ดีโดยอาศัยเยื่อบุในโพรงจมูก ซีรีบรัม (Cerebrum) - มีขนาดใหญ่สุด มีรอยหยักเป็นจำนวนมาก ทำหน้าที่เกี่ยวกับการเรียนรู้ ความสามารถต่างๆ เป็นศูนย์การทำงานของกล้ามเนื้อ การพูด การมองเห็น การดมกลิ่น การชิมรส แบ่งเป็นสองซีก แต่ละซีกเรียกว่า Cerebral hemisphere และแต่ละซีกจะแบ่งได้เป็น 4 พูดังนี้ ตัวรับความรู้สึกเจ็บปวด
นอกจากมีวิถีประสาทที่ส่งสัญญาณนำเข้าจากโนซิเซ็ปเตอร์ไปยังสมอง ซึ่งในที่สุดทำให้รู้สึกเจ็บ ก็ยังมีวิถีประสาทที่ส่งสัญญาณนำออกมาจากสมอง ซึ่งสามารถปรับระดับสัญญาณที่ส่งจากโนซิเซ็ปเตอร์ คือ สมองอาจปล่อยฮอร์โมนหรือสารเคมีเฉพาะอย่าง ที่มีสมรรถภาพในการระงับความปวดและสามารถลดหรือห้ามความรู้สึกเจ็บปวดได้ เขตในสมองที่ปล่อยฮอร์โมนเหล่านี้รวมเขตไฮโปทาลามัส  การรับรู้รส
ในมนุษย์ รสชาติจะส่งไปทางประสาทสมอง 3 เส้นจาก 12 เส้น สาขา chorda tympani และ greater superior petrosal ของเส้นประสาทเฟเชียล (VII) จากปมประสาท geniculate ganglion ส่งข้อมูลรสชาติจากลิ้นด้านหน้าประมาณ 2/3[16][123][124] ส่วนสาขา lingual branch ของประสาทลิ้นคอหอย (glossopharyngeal nerve, IX) จากปมประสาท petrosal ganglion/inferior ganglion of glossopharyngeal nerve ส่งข้อมูลจากลิ้นด้านหลังประมาณ 1/3 รวมทั้งปุ่มเซอร์คัมแวลเลต[16][123][124] ในขณะที่สาขา superior lingual branch ของประสาทเวกัส (vagus nerve, X) จากปมประสาท nodose ganglion/inferior ganglion of vagus nerve ส่งข้อมูลรสไปจากส่วนต่าง ๆ ด้านหลังของช่องปากรวมทั้งเพดาน คอหอย ฝากล่องเสียง[16][123] และ 1/3 ส่วนต้นของหลอดอาหาร[124] โดยประสาททั้งหมดจะส่งไปยัง solitary nucleus (NST) ทางด้านหน้าส่วนข้าง (rostral and lateral) ซึ่งเป็นส่วนที่เรียกได้อีกอย่างหนึ่งว่า gustatory nucleus of NST โดยอยู่ในก้านสมองส่วนท้าย (medulla oblongata)[16][123] เสือ
สมองคืออวัยวะส่วนที่สำคัญที่สุดส่วนหนึ่งของสัตว์มีชีวิตทุกประเภท เพราะสมองคือศูนย์รวบรวมของระบบประสาทต่าง ๆ เช่นการสัมผัส การรับรู้ การเคลื่อนไหวหรือการสั่งการ ทุกอย่างจะต้องผ่านสมองแทบทั้งสิ้น ซึ่งสมองของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ประกอบไปด้วยส่วนต่าง ๆ จำนวนมาก บริเวณสมองชั้นนอกหรือที่เรียกว่า คอร์เทกซ์ " (Cortex) " จะทำหน้าที่ประมวลข้อมูลต่าง ๆ จากระบบประสาทโดยทำการแบ่งแยกพื้นที่สำหรับแต่ละระบบออกเป็นส่วน ๆ เช่นพื้นที่บริเวณสมองชั้นนอกจะทำหน้าที่จัดการกับระบบประสาทการเคลื่อนไหว ความจำชัดแจ้ง
ในสมอง สาร Glucocorticoids (GC's) เป็นตัวควบคุมฮิปโปแคมปัสและคอร์เทกซ์กลีบหน้าผากส่วนหน้าในการแปลผลความจำ 
Cortisol เป็น GC ที่สามัญที่สุดในร่างกายมนุษย์ และ hydrocortisone (สารอนุพันธ์ ของ Cortisol) มีฤทธิ์ลดระดับการทำงานของสมองในเขตต่าง ๆ ที่กล่าวมาแล้วในระหว่างการระลึกถึงความจำชัดแจ้ง
เนื่องจาก cortisol จะเพิ่มระดับขึ้นในเวลาเกิดความเครียด ดังนั้น ความเครียดระยะยาวจะทำความเสียหายให้กับความจำชัดแจ้ง 
ในปี ค.ศ. 2007 ดามัวโซและคณะได้ตรวจสอบผลของ glucocorticoid ต่อสมองกลีบขมับส่วนใน (medial temporal lobe) และคอร์เทกซ์กลีบหน้าผากส่วนหน้า (prefrontal cortex) ในชายอายุน้อย
ผลงานวิจัยแสดงว่า GC ที่ให้กับผู้ร่วมการทดลอง 1 ช.ม. ก่อน"การระลึก"ถึงความจำมีผลเป็นการขัดขวางการระลึกถึงคำศัพท์
แต่ถ้าให้ก่อนหรือหลัง"การเรียน"คำศัพท์จะไม่มีผล  ความจำชัดแจ้ง
เขตต่าง ๆ ใน Diencephalon จะเกิดการทำงานเมื่อมีการระลึกถึงความจำที่ย้อนไกลไปในอดีต
และเขตต่าง ๆ คือ สมองกลีบท้ายทอย สมองกลีบขมับส่วนล่าง และ Fusiform gyrus ล้วนแต่มีบทบาทในการสร้างความจำ จิตวิทยาเชิงบวก
โดยกำหนดสัมพันธภาพทางประสาท (neural correlate) กับอารมณ์ นักวิทยาศาสตร์อาจสามารถใช้เทคนิคเช่น การสร้างภาพสมองโดยใช้ fMRI เพื่อหาข้อมูลเพิ่มเกี่ยวกับความสุขแบบต่าง ๆ เช่น นักจิตวิทยาผู้หนึ่งทำงานวิจัยเพื่อกำหนดส่วนของสมองที่มีส่วนร่วมกับอารมณ์เชิงบวก แล้วพบว่า prefrontal cortex ด้านซ้าย ทำงานมากกว่าเมื่อเกิดความสุข และสัมพันธ์กับความสามารถในการฟื้นตัวจากอารมณ์เชิงลบ และความสามารถที่เพิ่มขึ้นในการระงับอารมณ์เชิงลบ และที่น่าสนใจก็คือ เขาพบว่า บุคคลสามารถฝึกตัวเองให้สมองส่วนนี้ทำงานเพิ่มขึ้น[35] ความวิตกกังวล
วิตกกังวล (Anxiety) เป็นอารมณ์อันไม่พึงประสงค์ที่เกิดจากความยุ่งเหยิงภายในจิตใจ มักเกิดขึ้นพร้อมกับพฤติกรรมทางประสาท อาทิ ความแปรปรวนทางอารมณ์, ความวิตกกังวลทางกาย และภาวะคิดรำพึงความวิตกกังวลเป็นรู้สึกเชิงลบที่เป็นนามธรรม เกิดขึ้นได้เมื่อครุ่นคิดคาดการณ์ถึงสิ่งที่จะเกิดขึ้นในอนาคต อาทิ คิดเรื่องที่ตนเองจะตาย และการคิดคำนึงถึงเรื่องต่างๆ ความวิตกกังวลเป็นอารมณ์คนละอย่างกับความกลัวซึ่งความกลัวนั้นเป็นการตอบสนองต่อเหตุการณ์ใกล้ตัวและเป็นรูปธรรมมากกว่า ความวิตกกังวลเป็นความรู้สึกกระวนกระวายและกังวลใจ ผู้มีอาการนี้มักจะตอบสนองต่อภาวะถูกคุกคามต่างๆอย่างเกินจริง  โรควิตกกังวลไปทั่ว
การเร้าของระบบประสาทอิสระ (1) ใจสั่น หัวใจเต้นแรง หรือหัวใจเต้นเร็ว (2) เหงื่อออก (3) สั่น (4) คอแห้ง (ไม่ใช่เหตุจากยาหรือขาดน้ำ) อาการที่หน้าอกหรือท้อง (5) หายใจลำบาก (6) รู้สึกหายใจไม่ออก (7) เจ็บหน้าอกหรืออึดอัด (8) คลื่นไส้หรือปัญหาที่ท้อง (เช่นท้องป่วน) อาการทางสมองหรือทางจิต (9) คลื่นไส้ ทรงตัวไม่ดี หัวเบา หรือเวียนหัว (10) รู้สึกว่าวัตถุรอบ ๆ ไม่ใช่ของจริง (derealization) หรือว่าตัวไม่ได้อยู่ที่นี่ เหมือนอยู่ที่อื่น (depersonalization) (11) กลัวควบคุมตนเองไม่ได้ จะเป็นบ้า หรือเป็นลม (12) กลัวตาย อาการทั่วไป (13) ครั่นเนื้อครั่นตัว (14) รู้สึกเหน็บชา อาการตึงเครียด (15) ตึงกล้ามเนื้อ หรือเจ็บปวด (16) อยู่ไม่สุข ทำตัวสบาย ๆ ไม่ได้ (17) รู้สึกเครียด หรือวิตกกังวล (18) จุกคอ หรือกลืนไม่ลง อาการไม่เฉพาะอื่น ๆ (19) ตกใจมากในเรื่องเล็ก ๆ น้อย ๆ (20) ไม่มีสมาธิ คิดไม่ออก เพราะวิตกกังวล (21) หงุดหงิดเรื่อย ๆ (22) นอนไม่หลับเพราะกังวล การประมวลผลให้เป็นความกลัวในสมอง
ในกระบวนการปรับสภาวะให้เกิดความกลัว (fear conditioning) วงจรประสาทที่เกี่ยวข้องก็คือ ตัวรับความรู้สึกเจ็บปวด
ปรากฏการณ์การส่งสัญญาณระงับความเจ็บปวด สามารถเห็นได้โดยกระตุ้นเขตเนื้อเทารอบท่อน้ำสมอง (periaqueductal grey ซึ่งได้รับแอกซอนที่ส่งมาจากไฮโปทาลามัส) 
ในสมองส่วนกลาง ด้วยไฟฟ้า โดยเนื้อเทารอบท่อน้ำสมองก็จะส่งสัญญาณต่อ ๆ ไปในเขตสมองที่มีหน้าที่ควบคุมความรู้สึกเจ็บปวดอื่น ๆ เช่น nucleus raphes magnus (NPG) ของ rostroventral medulla
ซึ่งก็ส่งสัญญาณยับยั้งอาศัยเซโรโทนินไปยังนิวรอนชั้น 1-2-5 ในปีกหลังของไขสันหลัง และปรับระดับของสัญญาณโนซิเซ็ปเตอร์ที่ส่งจากไขสันหลังผ่าน spinothalamic tract ไปยังทาลามัส ซึ่งมีผลเป็นการระงับความปวด รอยนูนสมองกลีบขมับด้านล่าง
สมองเขตนี้ไม่ใช่มีความสำคัญในเรื่องเป็นส่วนของการแปลผลข้อมูลทางตาเพื่อการรู้จำวัตถุเท่านั้น
แต่มีส่วนเกี่ยวข้องกับการแปลผลแบบง่าย ๆ อย่างอื่นของวัตถุในลานสายตา
มีความเกี่ยวข้องกับปัญหาเกี่ยวกับการรับรู้และความเข้าใจทางปริภูมิของวัตถุที่อยู่รอบ ๆ ตัว
และเป็นส่วนที่มีเซลล์ประสาทเดี่ยว ๆ ที่ทำหน้าที่โดยเฉพาะซึ่งอาจจะอธิบายความสัมพันธ์ระหว่างคอร์เทกซ์นี้กับระบบความจำ ความจำ
นักวิจัยใช้งานทดสอบหลายงานเพื่อประเมินความจำของเด็กที่โตกว่าและของผู้ใหญ่
ยกตัวอย่างเช่น
เขตในสมองที่มีบทบาทเกี่ยวกับประสาทกายวิภาคของความจำ (neuroanatomy of memory) เช่นเขตฮิปโปแคมปัส อะมิกดะลา striatum และ mammillary bodies เชื่อกันว่ามีบทบาทในความจำเฉพาะอย่างแต่ละอย่าง ๆ
ยกตัวอย่างเช่น เชื่อกันว่าฮิปโปแคมปัสมีบทบาทในการเรียนรู้เกี่ยวกับพื้นที่ (spatial learning) และการเรียนรู้เชิงประกาศ (declarative learning)
ในขณะที่อะมิกดะลามีบทบาทในความจำที่ประกอบกับอารมณ์ความรู้สึก (emotional memory) 
ความเสียหายของเขตต่าง ๆ ในสมองทั้งในคนไข้และสัตว์ตัวแบบและความบกพร่องทางความจำที่ปรากฏต่อ ๆ มา เป็นข้อมูลปฐมภูมิในการศึกษาประเด็นนี้
แต่ก็ยังต้องระวังว่า ความเสียหายในเขตนั้น ๆ โดยตรงอาจจะไม่ใช่เหตุของความบกพร่องที่ปรากฏ เหตุอาจจะเป็นความเสียหายในเขตติด ๆ กัน หรือในวิถีประสาทที่วิ่งผ่านเขตนั้น
นอกจากนั้นแล้ว ยังไม่เพียงพอที่จะบอกว่า ความจำและสิ่งที่คู่กันกับความจำคือการเรียนรู้ อาศัยเพียงแค่เขตสมองเฉพาะต่าง ๆ เหล่านั้น
ทั้งการเรียนรู้และความจำเป็นผลของความเปลี่ยนแปลงที่ไซแนปส์ของเซลล์ประสาท ซึ่งเชื่อกันว่าสื่อโดยกระบวนการ long-term potentiation และ long-term depression โรคกลัวที่ชุมชน
สาเหตุของโรคกลัวที่ชุมชนยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด คาดว่าโรคกลัวที่ชุมชนเกี่ยวข้องกับอาการวิตกกังวลอื่นๆ, สภาพแวดล้อมที่เคร่งเครียดและการใช้สารเสพติด อาการนี้พบมากในเพศหญิง การใช้ยากดประสาทและยานอนหลับ เช่น เบนโซไดอะซีพีน (benzodiazepines) อย่างต่อเนื่องจัดเป็นเหตุให้เกิดโรคกลัวที่ชุมชนเพราะการหยุดใช้ยาและการรักษาอาการติดยาดังกล่าว ทำให้โรคกลัวที่ชุมชนทุเลาลง เลือดออกใต้เยื่อหุ้มสมองชั้นกลาง
อาการทางระบบประสาทชั้นสูง เช่น ความรู้สึกเปลี้ย อารมณ์แปรปรวน และอาการอื่นๆ เป็นผลตามมาที่พบได้ทั่วไป แม้ในผู้ป่วยที่มีอาการทางระบบประสาทฟื้นตัวอย่างดีก็ยังพบมีภาวะวิตกกังวล ซึมเศร้า ความผิดปกติที่เกิดหลังความเครียดที่สะเทือนใจ (PTSD) และการเสื่อมถอยของสติปัญญาได้บ่อย ผู้ป่วยเลือดออกใต้เยื่อหุ้มสมองชั้นกลางถึง 46% จะมีความบกพร่องของภาวะการรับรู้ที่รุนแรงถึงขั้นส่งผลต่อคุณภาพชีวิต[3] ผู้ป่วยถึง 60% มีอาการปวดศีรษะ[49] เลือดออกใต้เยื่อหุ้มสมองชั้นกลางที่เกิดจากหลอดเลือดโป่งพองอาจทำให้มีความเสียหายต่อไฮโปทาลามัสและต่อมใต้สมอง ซึ่งทำหน้าที่สำคัญในการควบคุมและผลิตฮอร์โมนของร่างกาย ผู้ป่วยที่เคยมีเลือดออกใต้เยื่อหุ้มสมองชั้นกลางถึงกว่าหนึ่งในสี่มีภาวะต่อมใต้สมองทำงานน้อย ทำให้มีฮอร์โมนจากต่อมใต้สมองชนิดใดชนิดหนึ่งหรือหลายชนิดน้อยกว่าปกติ ฮอร์โมนเหล่านี้ เช่น โกรธฮอร์โมน (Growth hormone) เฟชเอสเอช (Follicle-stumulating hormone) แอลเอช (luteinizing hormone) เป็นต้น[50] การประมวลผลให้เป็นความกลัวในสมอง
ถ้าเข้าใจว่า ความหวาดกลัวเกิดขึ้นได้อย่างไรในบุคคลหนึ่ง ๆ ก็อาจสามารถที่จะรักษาความผิดปกติทางจิตประเภทต่าง ๆ เช่น ความวิตกกังวล โรคกลัว และความผิดปกติที่เกิดหลังความเครียดที่สะเทือนใจได้ ความจำ
งานทดลองที่ทำในหนูช่วยพัฒนายาที่ใช้บำบัดอาการอย่างนี้
ดร. เคอร์รี่ เร็สส์เรอร์ที่มหาวิทยาลัยเอ็มมอรี่ในรัฐจอร์เจีย ใช้เสียงและการช็อตด้วยไฟฟ้าเพื่อทดลองยารักษาวัณโรค cycloserine ที่มีมาก่อนแล้ว
คือ หนูทดลองจะได้ยินเสียงแล้วเกิดการช็อต ทำให้เกิดการกลัวเสียง
หลังจากนั้นก็จะให้ยากับหนูกลุ่มหนึ่ง แล้วก็จะทำการทดลองซ้ำอีก
หนูที่ไม่ได้รับยาจะหยุดนิ่ง (freeze) เพราะเหตุแห่งความกลัว
แต่ว่าสำหรับหนูที่ได้ยา แม้ได้ยินเสียงก็จะไม่ใส่ใจและจะทำกิจกรรมของตนต่อไป 
ยานี้มีประสิทธิภาพในการเพิ่มหน่วยรับความรู้สึก (receptor) ที่มีบทบาทในการเชื่อมต่อกันระหว่างนิวรอน และในการปรับเปลี่ยนอะมิกดะลา
ทำให้คนไข้ที่หวาดกลัวเพราะเหตุความเครียดที่สะเทือนใจ (PTSD) มีโอกาสที่จะหายจากความกลัวอย่างนี้ได้ ประสาทสมอง
ประสาทไขสันหลังลงไปถึงกระดูกสันหลังส่วนคอที่หนึ่ง และประสาทสมองบทบาทสัมพันธ์กันเหนือระดับนี้ ประสาทสมองมีเป็นคู่และอยู่ทั้งสองข้าง ประสาทสมองในมนุษย์มีสิบสองหรือสิบสามเส้นแล้วแต่แหล่งที่มา ซึ่งกำหนดชื่อด้วยตัวเลขโรมัน I–XII และมีการกำหนดเลขศูนย์ให้ประสาทสมองเส้นที่ 0 (หรือประสาทปลาย) ตามลำดับที่มีจุดกำเนิดจากสมองส่วนหน้าไปถึงด้านหลังของสมองและก้านสมอง ความจำชัดแจ้ง
แม้ว่า จะมีนักจิตวิทยาจำนวนมากที่เชื่อว่า สมองทั้งสิ้นมีส่วนเกี่ยวข้องกับความจำ
แต่ว่า เขตสมองที่ชื่อว่า ฮิปโปแคมปัสและโครงสร้างอื่นที่อยู่รอบ ๆ ดูเหมือนจะเป็นส่วนที่สำคัญที่สุดต่อความจำชัดแจ้งโดยเฉพาะ 
ความสามารถที่จะทรงไว้หรือระลึกถึงความจำอาศัยเหตุการณ์ต้องอาศัยฮิปโปแคมปัสเป็นอย่างยิ่ง 
เปรียบเทียบกับการสร้างความจำชัดแจ้งใหม่ ๆ ที่ต้องอาศัยทั้งฮิปโปแคมปัสและทั้งรอยนูนรอบฮิปโปแคมปัส (Parahippocampal gyrus) 
งานวิจัยอื่น ๆ พบว่า รอยนูนรอบฮิปโปแคมปัสมีความสัมพันธ์กับความจำแบบรู้จำ (Recognition Memory) ที่ดีกว่า สมอง
สมองมีหน้าที่ควบคุมและสั่งการการเคลื่อนไหว, พฤติกรรม และภาวะธำรงดุล (homeostasis) เช่น การเต้นของหัวใจ, ความดันโลหิต, สมดุลของเหลวในร่างกาย และอุณหภูมิ เป็นต้น หน้าที่ของสมองยังมีเกี่ยวข้องกับการรู้ (cognition) อารมณ์ ความจำ การเรียนรู้การเคลื่อนไหว (motor learning) และความสามารถอื่น ๆ ที่เกี่ยวกับการเรียนรู้ เปลือกสมอง
เขตสัมพันธ์ หรือ เขตประสาทสัมพันธ์ หรือ คอร์เทกซ์สัมพันธ์ (English: association areas, English: association cortex) ทำหน้าที่เป็นที่กำเนิดของประสบการณ์การรับรู้ ที่ทำความหมายเกี่ยวกับสิ่งแวดล้อมให้ปรากฏ (คือทำให้เราเข้าใจสิ่งแวดล้อม) ที่ทำให้เราสามารถตอบสนองกับสิ่งแวดล้อมได้อย่างมีประสิทธิภาพ และสนับสนุนให้เกิดความคิดทางนามธรรม และการใช้ภาษา ส่วนของเขตสัมพันธ์ คือ สมองกลีบข้าง สมองกลีบขมับ และสมองกลีบท้ายทอย ซึ่งล้วนแต่อยู่ด้านหลังของคอร์เทกซ์ ทำหน้าที่จัดระเบียบข้อมูลเกี่ยวกับความรู้สึก เช่นการเห็นเป็นต้น ให้เป็นแบบจำลองเพื่อการรับรู้สิ่งแวดล้อมที่เข้ากัน (คล้องจองกัน ปะติดปะต่อกัน) โดยมีตัวเราเองเป็นศูนย์กลาง การประมวลผลให้เป็นความกลัวในสมอง
แม้ว่า อะมิกดะลาจะมีบทบาทสำคัญในการรู้จำความกลัว งานวิจัยต่อ ๆ มากลับแสดงว่า มีวิถีประสาทอื่น ๆ ที่สามารถรับรองการเรียนรู้ให้เกิดความกลัวแม้ว่าจะปราศจากอะมิกดะลาที่ใช้การได้[25] นอกจากนั้น งานวิจัยโดยแอนดี้ คาซามา ยังแสดงด้วยว่า แม้ว่าอะมิกดะลาจะมีความเสียหาย แต่เป็นไปได้ที่คนไข้จะสามารถแยกแยะตัวกระตุ้นที่เป็นตัวช่วยอย่างอื่น ๆ ที่บอกถึงความปลอดภัยหรืออันตราย[26] การประมวลผลให้เป็นความกลัวในสมอง
กำลังของไซแนปส์ (synaptic strength[8]) สามารถเพิ่มขึ้น เมื่อนิวรอนก่อนไซแนปส์ (presynaptic neuron) ยิงสัญญาณพร้อม ๆ กันกับการลดขั้ว (depolarization) ในนิวรอนหลังไซแนปส์ (postsynaptic neuron) ความเป็นไปอย่างนี้รู้จักกันว่า สภาพพลาสติกของไซแนปส์แบบเฮ็บเบียน (Hebbian synaptic plasticity[11]) ระบบรับความรู้สึกทางกาย
เขตรับความรู้สึกปฐมภูมิ (primary somatosensory area) ในคอร์เทกซ์มนุษย์ หรือเรียกว่า คอร์เทกซ์รับความรู้สึกปฐมภูมิ (primary somatic sensory cortex หรือ S1) อยู่ในรอยนูนหลังร่องกลาง (postcentral gyrus) ในสมองกลีบข้าง ประกอบด้วยเขตบร็อดแมนน์ 3a, 3b, 1, และ 2[23] รอยนูนหลังร่องกลางเป็นที่อยู่ของเขตรับความรู้สึกปฐมภูมิ ซึ่งเป็นเขตหลักในการแปลผลจากสัญญาณความรู้สึกเกี่ยวกับสัมผัส นิวรอนแต่ละตัวในเขตมีลานรับสัญญาณ (receptive field) ที่ผิวหนัง โรควิตกกังวลไปทั่ว
ความวิตกกังวลเกินส่วน (คือ ความคาดหมายประกอบด้วยความกลัว) เกิดขึ้นมากวันกว่าอย่างน้อย 6 เดือน เกี่ยวกับเหตุการณ์หรือกิจกรรม (เช่น เรื่องการทำงานหรือการเรียน) คนไข้มีปัญหาควบคุมความกังวล ความวิตกกังวลสัมพันธ์กับอาการ 3 อย่าง (หรือมากกว่านั้น) ดังต่อไปนี้ (โดยมีอาการบางอย่างอย่างน้อยเกิดขึ้นมากวันกว่าไม่เกิดใน 6 เดือนที่ผ่านมา) โดยสำหรับเด็ก อาการเพียงแค่อย่างเดียวก็พอ การอยู่ไม่สุข หรือรู้สึกเครียด หรือวิตกกังวล รู้สึกล้าง่าย ไม่มีสมาธิหรือคิดอะไรไม่ออก หงุดหงิด กล้ามเนื้อตึงเกร็ง มีปัญหาการนอน เช่น มีปัญหาในการหลับหรือนอนไม่อิ่ม หรือรู้สึกไม่เป็นสุข หรือนอนแล้วไม่รู้สึกสดชื่น ความวิตกกังวล หรืออาการทางกาย เป็นเหตุให้เป็นทุกข์หรือเป็นอุปสรรคอย่างสำคัญโดยเห็นได้ในการใช้ชีวิตทางสังคม ทางอาชีพ หรือทางด้านสำคัญอื่น ๆ ปัญหาไม่ใช่เกิดจากผลทางสรีรภาพของสาร (เช่น ยาเสพติด ยา) หรือโรคอื่น ๆ (เช่น อาการไฮเปอร์ไทรอยด์) ปัญหาอธิบายไม่ได้ดีกว่าด้วยโรคจิตอย่างอื่น เช่น กลัวจะตื่นตระหนกในโรคตื่นตระหนก กลัวถูกติเตียนวิพากษวิจารณ์ในโรคกลัวสังคม (SAD) ปัญหาหรือความหมกมุ่นเนื่องจากโรคย้ำคิดย้ำทำ (OCD) การต้องจากผู้ที่ผูกพันในโรควิตกกังวลเมื่อต้องแยก (SepAD) เหตุการณ์ที่กระทบจิตใจเนื่องกับเหตุการณ์สะเทือนใจในอดีต (OCD) รู้สึกน้ำหนักเพิ่มในโรคเบื่ออาหารเหตุจิตใจ (anorexia nervosa) ปัญหาทางกายจากโรคที่มีอาการทางกาย รู้สึกว่ารูปร่างผิดปกติในโรคคิดว่าตนเองมีรูปร่างหรืออวัยวะผิดปกติ (BDD) รู้สึกว่ามีโรคหนักในโรควิตกกังวลว่ามีโรค หรือเชื่อแบบหลงผิดในโรคจิตเภทหรือโรคหลงผิด (delusional disorder) การตอบสนองโดยสู้หรือหนี
การตอบสนองโดยสู้หรือหนี หรือ การตอบสนองแบบสู้หรือหนี (English: fight-or-flight response, hyperarousal, acute stress response) เป็นปฏิกิริยาทางสรีรภาพที่เกิดตอบสนองต่อเหตุการณ์ที่รู้สึกว่าเป็นอันตราย เสี่ยงต่อถูกทำร้าย หรือเสี่ยงต่อชีวิต[1] โดยมี ศ. นพ. วอลเตอร์ แบรดฟอร์ด แคนนอนที่มหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดกล่าวถึงไอเดียนี้เป็นคนแรกในปี พ.ศ. 2472[2] ทฤษฎีของเขาแสดงว่า สัตว์ (และมนุษย์) มีปฏิกิริยาต่อภัยด้วยการทำงานในระบบประสาทซิมพาเทติก ซึ่งช่วยเตรียมสัตว์ให้สู้หรือหนี[3] โรคไมเกรน
อาการปวดศีรษะไมเกรนเกี่ยวข้องกับหลอดเลือด สารชีวเคมีกลุ่ม peptide สารก่อการอักเสบที่ปลายประสาท Trigeminal และระบบประสาท โดยกลไกการเกิดล่าสุดที่พบ คือ genetic mutation ซึ่งผลของความผิดปกติของยีนส์เหล่านี้ทำให้มีปริมาณโปแทสเซียมและกลูตาเมตภายนอกเซลล์มากขึ้นซึ่งทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงการไหลเวียนของหลอดเลือดร่วมกับการกระตุ้นประสาทส่งผลให้การไหลเวียนเลือดเพิ่มมากขึ้นในช่วงเวลาสั้นๆ จากการขยายเส้นเลือดบริเวณศีรษะ หลังจากนั้นจะมีการไหลเวียนเลือดน้อยลงจากการหดหลอดเลือดบริเวณศีรษะ ซึ่งเป็นผลมาจากภาวะที่มีการกดประสาทจากการเปลี่ยนแปลงการไหลเวียนเลือด นี้ทำให้เกิดการปวดศีรษะไมเกรนขึ้น อาการกลัวเลือด
อาการกลัวเลือด () เป็นความกลัวต่อเลือดอย่างรุนแรงและไม่สมเหตุผล ซึ่งผู้ที่มีอาการเฉียบพลันจะมีปฏิกิริยาตอบสนองทางกายมากกว่าความกลัวปกติธรรมดา โดยเฉพาะอย่างยิ่งคือเป็นลม ซึ่งอาจพบปฏิกิริยาดังกล่าวได้ในผู้ที่มีอาการกลัวเข็ม (trypanophobia) และอาการกลัวการบาดเจ็บ (traumatophobia) โรคกลัวชนิดนี้จัดอยู่ในประเภทโรคกลัวเลือด-การฉีดยา-การบาดเจ็บ (blood-injection-injury phobia) ตามเกณฑ์การวินิจฉัยโรคทางจิตเวช DSM-IV หรือเป็นกลุ่มโรคกลัวเลือด-การบาดเจ็บ-การเจ็บป่วย (blood-injury-illness phobia) ในตำราสมัยก่อน การปรับภาวะให้เกิดความกลัว
โจเซ็ฟ เลอดูซ์ นักประสาทวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกัน พบวิถีประสาทสองทางในอะมิกดะลาในสมองของหนูทดลองที่ทำการทดลองโดยการปรับภาวะให้เกิดความกลัวและโดยทำรอยโรค
เลอดูซ์เรียกวิถีประสาทเหล่านั้นว่า ทางบน (high road) และทางล่าง (low road)
ทางล่างเป็นวิถีประสาทที่ส่งสัญญาณจากตัวกระตุ้นไปยังทาลามัส ต่อจากนั้นไปยังอะมิกดะลาซึ่งเริ่มการตอบสนองด้วยความกลัวในร่างกาย
ลำดับการทำงานนี้เกิดขึ้นนอกอำนาจจิตใจไม่ประกอบด้วยการรับรู้ตัวกระตุ้น (เช่นสัตว์ยังไม่ทันมีความรู้สึกว่าเห็นตัวกระตุ้น แต่ก็เกิดความกลัวแล้ว) นึ่เป็นทางประสาทที่เร็วที่สุดที่จะให้เกิดการตอบสนองทางกาย
แต่ว่า ทางบนนั้นก็เริ่มทำงานไปพร้อม ๆ กันกับทางล่าง
แต่ว่าเป็นทางที่ช้ากว่าซึ่งเกี่ยวข้องกับเปลือกสมองเขตต่าง ๆ ที่ในที่สุดนำไปสู่การรับรู้ว่าตัวกระตุ้น (ที่ทำให้เกิดความกลัว) นั้นคืออะไร
ทางล่างเป็นระบบใต้เปลือกสมอง (subcortical) เท่านั้น ดังนั้น เป็นทางที่พิจารณาว่าเป็นกลไกการป้องกันตัวแบบดั้งเดิมที่ไม่ซับซ้อน และมีอยู่ตามลำพังในสัตว์ที่มีวิวัฒนาการที่ต่ำกว่า ที่ยังไม่มีการพัฒนาส่วนที่ซับซ้อนกว่าของสมอง
ส่วนในสัตว์ที่มีวิวัฒนาการที่สูงกว่า ทั้งทางบนทางล่างทำงานไปพร้อม ๆ กันเพื่อก่อให้เกิดทั้งการตอบสนองด้วยความกลัวและทั้งข้อมูลป้อนกลับคือการรับรู้ตัวกระตุ้นที่ทำให้เกิดความกลัว สมอง
เป็นสมองที่ต่อจากสมองส่วนหน้า เป็นสถานีรับส่งประสาท ระหว่างสมองส่วนหน้ากับส่วนท้ายและส่วนหน้ากับนัยน์ตาทำหน้าที่เกี่ยวกับการเคลื่อนไหวของลูกตาและม่านตาจะเจริญดีในสัตว์พวกปลา กบ ฯลฯ ในมนุษย์สมองส่วน obtic lobe นี้จะเจริญไปเป็น Corpora quadrigermia ทำหน้าที่เกี่ยวกับการได้ยิน อะมิกดะลา
มีกรณีคนไข้ที่มีรอยโรคในอะมิกดะลาทั้งสองซีกสมอง เนื่องจากเหตุพันธุกรรมที่เรียกว่า Urbach-Wiethe disease 
คนไข้เช่นนี้ไม่มีพฤติกรรมที่ประกอบด้วยความหวาดกลัว ข้อมูลนี้สนับสนุนผลสรุปที่กล่าวว่า "อะมิกดะลาเป็นส่วนที่ขาดไม่ได้ในการก่อให้เกิดความกลัว" ประสาทสมอง
ประสาทสมอง (English: cranial nerve หรือ cerebral nerve) เป็นเส้นประสาทที่เกิดจากสมองและก้านสมองโดยตรง ตรงข้ามกับประสาทไขสันหลังซึ่งเกิดจากไขสันหลังหลายปล้อง ประสาทสมองเป็นทางเชื่อมของสารสนเทศระหว่างสมองและหลายบริเวณ ส่วนใหญ่คือศีรษะและคอ กลีบข้าง
สมองกลีบข้างล้อมรอบด้วยโครงสร้างทางกายวิภาค 4 ส่วน ได้แก่ ร่องกลาง (central sulcus) ที่แบ่งสมองกลีบข้างจากสมองกลีบหน้า, parieto-occipital sulcus (ร่องระหว่างสมองกลีบข้างและสมองกลีบท้ายทอย) ที่แบ่งสมองกลีบข้างจากสมองกลีบท้ายทอย, ร่องด้านข้าง (lateral sulcus) หรือร่องซิลเวียน (sylvian fissure) ซึ่งอยู่ด้านข้างมากที่สุด และแบ่งสมองกลีบข้างจากสมองกลีบขมับ, และ medial longitudinal fissure (ช่องตามยาวแนวกลาง) ที่แบ่งสมองซีกซ้ายจากสมองซีกขวา. ในแต่ละซีกสมอง คอร์เทกซ์รับความรู้สึกทางกายมีแผนที่ของเขตผิวหนังในด้านตรงกันข้ามของร่างกาย (เช่นคอร์เทกซ์รับความรู้สึกทางกายในสมองซีกขวามีแผนที่ของเขตผิวหนังในร่างกายด้านซ้าย)[2] โรควิตกกังวล
การประมวลความวิตกกังวลในเขต basolateral ของอะมิกดะลามีหลักฐานว่า ทำให้เดนไดรต์ของนิวรอนในอะมิกดะลาเกิดการแบ่งสาขา (dendritic arborization) ส่วน SK2 potassium channel อำนวยการยับยั้งศักยะงานและลดการแบ่งสาขา และถ้า SK2 มีการแสดงออกเกินปกติ ระดับความวิตกกังวลในสัตว์ทดลองสามารถลดได้พร้อมกับลดระดับการหลั่งฮอร์โมน corticosterone ที่เกิดจากความเครียดโดยทั่วไป[59] เปลือกสมอง
สมองกลีบหน้า มีบทบาทในการวางแผนพฤติกรรมเกี่ยวกับการเคลื่อนไหว และในความคิดทางนามธรรม ในอดีต ได้มีทฤษฎีว่า สมรรถภาพเกี่ยวกับภาษานั้นอยู่ในสมองซีกซ้าย กล่าวโดยเฉพาะคือ ในเขตบร็อดแมนน์ 44/45 หรือเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า เขตโบรคา ในด้านการแสดงออก (เช่นคำพูดและการเขียน), และในเขตบร็อดแมนน์ 22 หรือเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า เขตเวอร์นิก ในด้านการรับรู้ (เช่นการฟังและการอ่าน) แต่ปรากฏว่า สมรรถภาพเกี่ยวกับภาษากลับไม่จำกัดอยู่ในเพียงแค่เขตเหล่านั้นเท่านั้น งานวิจัยเร็ว ๆ นี้เสนอว่า กระบวนการแสดงออกและการรับรู้ของภาษา เกิดขึ้นในเขตอื่นนอกเหนือจากเขตรอบร่องด้านข้างเหล่านั้น เช่น ในคอร์เทกซ์กลีบหน้าผากส่วนหน้า ปมประสาทฐาน ซีรีเบลลัม พอนส์ นิวเคลียสมีหาง (caudate nucleus) และเขตอื่น ๆ การตอบสนองโดยสู้หรือหนี
โดยเฉพาะก็คือ สมองส่วน adrenal medulla ซึ่งเป็นส่วนของต่อมหมวกไตจะสร้างปฏิกิริยาลูกโซ่ทางฮอร์โมนมีผลเป็นการหลั่งสารประกอบอินทรีย์แบบโมโนอะมีนคือ catecholamines โดยเฉพาะนอร์เอพิเนฟรินและอีพิเนฟริน (คือ อะดรีนาลีน)[4] นอกจากนั้นแล้ว ฮอร์โมนเพศหญิงหลักคือเอสโตรเจน ฮอร์โมนเพศชายหลักคือเทสโทสเตอโรน และฮอร์โมนที่หลั่งเมื่อเครียดคือคอร์ติซอล กับทั้งสารสื่อประสาทโดพามีนและเซโรโทนิน ก็ยังมีอิทธิพลต่อการตอบสนองต่อความเครียดของสัตว์อีกด้วย[5] โรควิตกกังวล
อาการกลัวที่โล่ง (Agoraphobia) เป็นความวิตกกังวลเรื่องอยู่ในสถานที่หรือสถานการณ์ที่การหลบออกเป็นเรื่องยากหรือน่าอาย หรือว่าอาจไม่มีใครช่วยได้[13] อาการกลัวที่โล่งสัมพันธ์กับโรคตื่นตระหนก และบ่อยครั้งจะเริ่มด้วยความกลัวว่าจะมีการจู่โจมโดยการตื่นตระหนก (panic attack) ลักษณะที่สามัญก็คือต้องเห็นประตูหรือทางหนีอื่น ๆ ตลอดเวลา การปรับตัวของประสาท
งานวิจัยแสดงว่า แม้การปรับตัวจะเกิดในระดับ/ระยะต่าง ๆ ในวิถีประสาท แต่บ่อยครั้งก็จะมีกำลังและเจาะจงต่อสิ่งเร้าโดยเฉพาะ ๆ ในระดับเปลือกสมองมากกว่าใต้เปลือกสมอง (subcortical stages)[2] โดยสรุปก็คือ นักวิชาการเชื่อว่า การปรับตัวจะเกิดที่ระบบประสาทส่วนกลางในเปลือกสมองมากกว่าที่อื่น ๆ[4] โรควิตกกังวล
งานศึกษาทางคลินิกและกับสัตว์แสดงว่า โรควิตกกังวลมีสหสัมพันธ์กับความลำบากในการทรงร่างกาย[54][55][56][57] โดยกลไกที่อาจทำงานผิดพลาดก็คือเขต parabrachial area ซึ่งเป็นโครงสร้างทางสมองที่หน้าที่อย่างหนึ่งก็คือประสานข้อมูลจากอะมิกดะลากับข้อมูลเกี่ยวกับความสมดุลของร่างกาย[58] ภาวะไม่รู้ใบหน้า
ภาวะบอดใบหน้าที่เกิดขึ้นภายหลัง สามารถเกิดขึ้นได้เพราะความเสียหายทางประสาท ที่มีเหตุเกี่ยวเนื่องกับโรคหลอดเลือดสมองหลายๆ อย่าง รวมทั้งเนื้อตายเพราะหลอดเลือดในสมองด้านหลัง (posterior cerebral artery infarct) และการตกเลือดในด้านล่างด้านใน (infero-medial) ของรอยต่อสมองกลีบขมับและสมองกลีบท้ายทอย (temporo-occipital junction) เหตุเหล่านี้สามารถเกิดขึ้นทั้งสองซีกสมอง หรือเพียงสมองซีกเดียวก็ได้ แต่ถ้าเกิดที่ซีกสมองเดียว ก็มักจะเกิดขึ้นในซีกขวาเกือบทุกกรณี[3] ภาวะบอดใบหน้าที่เกิดขึ้นภายหลัง สามารถเกิดขึ้นได้เพราะความเสียหายทางประสาท ที่มีเหตุเกี่ยวเนื่องกับโรคหลอดเลือดสมองหลายๆ อย่าง รวมทั้งเนื้อตายเพราะหลอดเลือดในสมองด้านหลัง (posterior cerebral artery infarct) และการตกเลือดในด้านล่างด้านใน (infero-medial) ของรอยต่อสมองกลีบขมับและสมองกลีบท้ายทอย (temporo-occipital junction) เหตุเหล่านี้สามารถเกิดขึ้นทั้งสองซีกสมอง หรือเพียงสมองซีกเดียวก็ได้ แต่ถ้าเกิดที่ซีกสมองเดียว ก็มักจะเกิดขึ้นในซีกขวาเกือบทุกกรณี[3] อะมิกดะลา
งานวิจัยในปี ค.ศ. 2004 และ 2006 แสดงว่า บุคคลปกติที่เห็นภาพใบหน้าดุหรือภาพใบหน้าของคนเชื้อชาติอื่น จะมีระดับการทำงานที่สูงขึ้นในอะมิกดะลา แม้ว่าภาพที่เห็นนั้นจะสั้นกว่าที่จะรู้ได้ด้วยจิตใต้สำนึก 
ถึงอย่างนั้น อะมิกดะลาก็ไม่ได้เป็นส่วนที่ขาดไม่ได้ในการแปลผลไปเป็นความกลัวในสมอง เพราะว่า ในบุคคลที่มีอะมิกดะลาทั้งสองซีกสมองถูกทำลาย ก็ยังแสดงการตอบสนองอย่างรวดเร็วต่อใบหน้าที่ดุ แม้ว่าจะปราศจากอะมิกดะลาที่ใช้งานได้ เปลือกสมองส่วนการเห็น
มีการเสนอว่าระบบต่าง ๆ ในทางสัญญาณด้านท้อง ตั้งแต่สายตาจนไปถึงฮิปโปแคมปัส ทั้งหมดสำคัญต่อความทรงจำทางตา[35] ทฤษฎีนี้ ซึ่งต่างจากทฤษฎีที่มีการยอมรับมากกว่า พยากรณ์ว่า การเปลี่ยนแปลงความทรงจำที่เกี่ยวข้องกับการรู้จำอารมณ์ (object recognition memory - ตัวย่อว่า ORM) สามารถทำได้โดยการควบคุม V2 ซึ่งเป็นเขตที่มีการเชื่อมต่ออย่างสูงกับระบบในทางสัญญาณด้านท้อง ในงานวิจัยเร็ว ๆ นี้งานหนึ่ง พบว่า เซลล์ในชั้น 6 ของ V2 มีบทบาทสำคัญในการเก็บรักษาความจำของการรู้จำอารมณ์ (ORM) และในการเปลี่ยนความจำระยะสั้นไปเป็นความจำระยะยาว[36] ความกลัว
ความกลัวมีความหมายใกล้เคียงกับ "ความกังวล" แต่แตกต่างกัน โดยความกังวลเกิดขึ้นเป็นผลจากภัยคุกคามที่รับรู้ว่าควบคุมไม่ได้หรือหลีกเลี่ยงไม่ได้ ความสนใจต่อสิ่งภายนอก-ความสนใจต่อสิ่งภายใน
ส่วนงานศึกษาในเรื่องปริมาตรของเขตสมองพบว่า ความสนใจต่อสิ่งภายในมีสหสัมพันธ์กับปริมาตรเนื้อเทา (grey matter) ที่เพิ่มขึ้นใน prefrontal cortex ด้านขวาและจุดต่อของสมองกลีบขมับกับกลีบข้าง (temporoparietal junction) และมีสหสัมพันธ์กับปริมาตรเนื้อเทาที่เพิ่มขึ้นทั้งหมดโดยรวม ๆ
ส่วนงานศึกษาอื่นพบว่า ความสนใจต่อสิ่งภายนอกมีสหสัมพันธ์กับปริมาตรที่สูงกว่าของ prefrontal cortex ด้านซ้าย
และโดยทั่วไปแล้ว สมองส่วนนี้สัมพันธ์กับการเข้ารหัสความจำอาศัยเหตุการณ์ (episodic memory) ใหม่ ๆ และพฤติกรรมแบบเข้าไปตรวจสอบ (approach) ในขณะที่ prefrontal cortex ด้านขวาสัมพันธ์กับการระลึกถึงความจำอาศัยเหตุการณ์ และพฤติกรรมแบบหลีกหนี (withdrawal) ภาวะเสียความเข้าใจความเจ็บปวด
โนซิเซ็ปเตอร์ทั่วร่างกายส่งข้อมูลไปยังคอร์เทกซ์ต่าง ๆ ในสมองรวมทั้ง insular cortex ที่อยู่ใน Lateral sulcus ซึ่งเป็นช่องที่แบ่งสมองกลีบขมับจากสมองกลีบข้างและกลีบหน้า เป็นเขตสมองที่ตอบสนองอย่างแข็งขันและโดยเฉพาะต่อสัญญาณโนซิเซ็ปเตอร์ที่มาจากระบบรับความรู้สึกทางกาย และได้รับแอกซอนโดยตรงจากทาลามัสโดยเฉพาะจาก medial nuclei และ ventroposterior medial nucleus
เซลล์ประสาทในสมองเขตนี้มีหน้าที่ประมวลข้อมูลภายในร่างกายแบบต่าง ๆ และมีบทบาทในการตอบสนองของระบบประสาทอิสระต่อความเจ็บปวด ผลทางประสาทชีวภาพของการออกกำลังกาย
การออกกำลังกายแบบแอโรบิกอย่างสม่ำเสมอเป็นเวลาหลายเดือนจะทำให้ executive functions ดีขึ้นอย่างสำคัญ และเพิ่มปริมาตรเนื้อเทา (gray matter) ในเขตสมองหลายเขต โดยเฉพาะส่วนที่มีหน้าที่เกี่ยวกับ executive functions[1][5][6][7][9] โครงสร้างทางสมองที่ตอบสนองต่อการออกกำลังกายโดยขยายปริมาตรสูงสุดก็คือ prefrontal cortex, caudate nucleus, และฮิปโปแคมปัส[1][5][6][8] ส่วนที่น้อยลงมาก็คือ anterior cingulate cortex, สมองกลีบข้าง, สมองน้อย และ nucleus accumbens[5][6][8] และส่วน prefrontal cortex, caudate nucleus และ anterior cingulate cortex เป็นโครงสร้างทางสมองแบบโดพามีนและนอร์เอพิเนฟรินที่สำคัญที่สุดที่ควบคุมการรู้คิด[6][39] อาการกลัวเลือด
อาการกลัวเลือดมักเกิดจากประสบการณ์การบาดเจ็บของตนเองหรือผู้อื่นในช่วงวัยเด็กหรือวัยรุ่น และยังพบองค์ประกอบทางพันธุกรรมที่กำหนดลักษณะอาการกลัวเลือดอีกด้วย การปรับภาวะให้เกิดความกลัว
การปรับภาวะให้เกิดความกลัวเชื่อกันว่า อาศัยเขตในสมองที่เรียกว่า อะมิกดะลา (amygdala)
การตัดออกหรือการยับยั้งการทำงานของอะมิกดะลาสามารถยับยั้งทั้งการเรียนรู้และการแสดงออกของความกลัว
การปรับภาวะให้เกิดความกลัวบางประเภท (แบบ contextual และ trace) ก็อาศัยเขตฮิปโปแคมปัสด้วย ซึ่งเป็นเขตสมองเชื่อกันว่ารับพลังประสาทนำเข้าจากอะมิกดะลาและประสานสัญญาณนั้นกับข้อมูลประสบการณ์ที่เคยมีมาก่อนที่ทำให้ตัวกระตุ้นนั้นมีความหมาย ชีววิทยาของความซึมเศร้า
Anterior cingulate cortex (ACC) เป็นเขตในสมองที่ทำงานเมื่อเกิดประสบการณ์ลบหลายอย่าง และแสดงการทำงานในคนซึมเศร้าที่สูงกว่าคนปกติ
บทบาทของ ACC ยังเป็นเรื่องไม่ยุติ แต่ข้อเสนออย่างหนึ่งก็คือมันช่วยอำนวยการประสบความทุกข์แบบรู้ตัว
หลายทศวรรษก่อน มีการทดลองตัด ACC เพื่อพยายามบรรเทาความเจ็บปวดที่รับไม่ได้ของคนไข้ระยะสุดท้าย
คนไข้เหล่านี้รายงานว่าหลังจากผ่าตัด ตนก็ยังรู้สึกเจ็บปวดทางกาย แต่ไม่รู้สึกทำให้เครียดต่อไป
เมื่อไม่นานมานี้ มีการทดลองทางคลินิกโดยวิธี deep brain stimulation (การกระตุ้นสมองระดับลึก ตัวย่อ DPS) ที่ใช้อิเล็กโทรดส่งสัญญาณไฟฟ้าเพื่อระงับการทำงานของ ACC ในคนไข้ที่ซึมเศร้าอย่างรุนแรง
แม้ว่าจะไม่ได้ผลในทุกเค้ส แต่คนไข้บางคนได้ผลที่ชัดเจนโดยมีอารมณ์ดีขึ้นทันทีหลังจากที่ทำการกระตุ้น สมอง
สมองประกอบด้วยเซลล์สองชนิด คือ เซลล์ประสาท และเซลล์เกลีย เกลียมีหน้าที่ในการดูแลและปกป้องนิวรอน นิวรอนหรือเซลล์ประสาทเป็นเซลล์หลักที่ทำหน้าที่ส่งข้อมูลในรูปแบบของสัญญาณไฟฟ้าที่เรียกว่า ศักยะงาน (action potential) การติดต่อระหว่างนิวรอนนั้นเกิดขึ้นได้โดยการหลั่งของสารเคมีชนิดต่าง ๆ ที่รวมเรียกว่า สารสื่อประสาท (neurotransmitter) ข้ามบริเวณระหว่างนิวรอนสองตัวที่เรียกว่า ไซแนปส์ สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง เช่น แมลงต่าง ๆ ก็มีนิวรอนอยู่นับล้านในสมอง สัตว์มีกระดูกสันหลังขนาดใหญ่มักจะมีนิวรอนมากกว่าหนึ่งร้อยล้านตัวในสมอง สมองของมนุษย์นั้นมีความพิเศษกว่าสัตว์ตรงที่ว่ามีความซับซ้อนและใหญ่กว่าเมื่อเทียบกับขนาดตัวของมนุษย์ เลือดออกใต้เยื่อหุ้มสมองชั้นกลาง
ผู้ป่วยเลือดออกใต้เยื่อหุ้มสมองชั้นกลางที่เกิดขึ้นเองประมาณ 15-20% ตรวจไม่พบหลอดเลือดโป่งพองในการฉีดสีหลอดเลือดครั้งแรก[17] ในจำนวนนี้ประมาณครึ่งหนึ่งเกิดจากการมีเลือดออกบริเวณรอบๆ สมองส่วนกลางโดยไม่มีหลอดเลือดโป่งพอง (non-aneurysmal perimesencephalic hemorrhage) ซึ่งเลือดจะออกอยู่เพียงบริเวณช่องใต้เยื่อหุ้มสมองชั้นกลางบริเวณสมองส่วนกลางเท่านั้น ซึ่งสาเหตุของการมีเลือดออกในผู้ป่วยกลุ่มนี้ยังไม่ชัดเจน[1] ผู้ป่วยส่วนที่เหลือมักมีเลือดออกจากความผิดปกติอื่นของหลอดเลือด (เช่น รูปผิดปกติของหลอดเลือดแดงและดำ) ความผิดปกติของหลอดเลือดในไขสันหลัง และการมีเลือดออกจากเนื้องอกต่างๆ[1] สาเหตุอื่นๆ เช่น การใช้โคเคน ความผิดปกติที่เม็ดเลือดแดงเป็นรูปเคียว (sickle cell disorder) การใช้ยายับยั้งการแข็งตัวของเลือด ความผิดปกติของการแข็งตัวของเลือด และการตกเลือดในสมองที่ต่อมใต้สมอง (pituitary apoplexy) [6][17] อะมิกดะลา
ความจำเกี่ยวกับประสบการณ์ประกอบกับอารมณ์ความรู้สึก ที่เกิดจากปฏิกิริยาในไซแนปส์ของ lateral nuclei ก่อให้เกิดพฤติกรรมประกอบกับความกลัว โดยผ่านการเชื่อมต่อกันกับ central nucleus ในอะมิกดะลาและ stria terminalis
เพราะกลุ่ม central nuclei นั้นเกี่ยวข้องกับพฤติกรรมตอบสนองประกอบกับความกลัวหลายชนิด รวมทั้ง ตัวแข็ง (immobility) หัวใจเต้นเร็ว เหงื่อออก และการปล่อยฮอร์โมนความเครียด
ดังนั้น ความเสียหายในอะมิกดะลาจึงก่อให้เกิดความเสียหายในกระบวนการการปรับสภาวะให้เกิดความกลัวแบบ Pavlovian ทั้งในช่วงเรียนรู้ (acquisition) และช่วงแสดงออก (expression) อาการกลัวงู
ผู้ใหญ่หนึ่งในสามมีอาการกลัวงู ทำให้อาการกลัวงูเป็นโรคกลัวที่มีรายงานมากที่สุด นักวิทยาศาสตร์ตั้งทฤษฎีไว้ว่าสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมมีปฏิกิริยาสัญชาตญาณต่องู ซึ่งสำคัญต่อการดำรงชีพเพราะทำให้สามารถระบุภัยคุกคามอันตรายเช่นนี้ได้ทันที ผลทางประสาทชีวภาพของการออกกำลังกาย
Prefrontal cortex และ Anterior cingulate cortex ซึ่งจำเป็นเพื่อควบคุมพฤติกรรม โดยเฉพาะก็คือในเรื่องความจำใช้งาน การควบคุมการใส่ใจ การตัดสินใจ ความยืดหยุ่นในการรู้คิด การรู้คิดทางสังคม การหยุดพฤติกรรมอัตโนมัติเพื่อทำสิ่งที่ได้ผลกว่า (inhibitory control)[52][53] โดยมีบทบาทในโรคสมาธิสั้น (ADHD) และการติดสิ่งเสพติด[52] Nucleus accumbens มีหน้าที่เกี่ยวกับ incentive salience (คือทำให้สิ่งเร้าน่าต้องการ เป็นรูปแบบแรงจูงใจที่สัมพันธ์กับระบบรางวัลและการเสริมแรงเชิงบวก) โดยมีบทบาทในการติดสิ่งเสพติด[54] ฮิปโปแคมปัส มีหน้าที่เก็บและทำให้มั่นคงซึ่งความจำชัดแจ้งและความจำปริภูมิ (spatial memory)[6][55] มีบทบาทในโรคซึมเศร้า (MDD)[8] สมองน้อย มีหน้าที่ประสานการเคลื่อนไหว (motor coordination) และเรียนรู้การเคลื่อนไหว (motor learning)[56] Caudate nucleus มีหน้าที่เกี่ยวกับการเรียนรู้การตอบสนองต่อสิ่งเร้าและการหยุดพฤติกรรมอัตโนมัติเพื่อทำสิ่งที่ได้ผลกว่า (inhibitory control) โดยมีบทบาทในโรคพาร์คินสัน โรคฮันติงตัน และโรคสมาธิสั้น[52][55] สมองกลีบข้าง มีหน้าที่รับรู้ความรู้สึกสัมผัส (sensory perception) ความจำใช้งาน และการใส่ใจ[52][57] Anterior cingulate cortex
เขต ACC ในสมองสัมพันธ์กับหน้าที่มากมายที่มีสหสัมพันธ์กับประสบการณ์การรับรู้ ยกตัวอย่างเช่น ACC ทำงานในระดับที่สูงกว่าในหญิงที่ไวต่ออารมณ์ความรู้สึกของคนอื่นมากกว่า เมื่อให้ดูคลิปภาพยนตร์ที่เปี่ยมไปด้วยความรู้สึก[22] ความไว/ความตระหนักต่ออารมณ์ความรู้สึก สัมพันธ์กับสมรรถภาพที่ดีกว่าของการรู้จำตัวบ่งชี้ทางอารมณ์ ซึ่งสะท้อนให้เห็นโดยการทำงานของ ACC แนวคิดว่า ความตระหนักรู้ (awareness) สัมพันธ์กับ ACC พอมีหลักฐานบ้าง คือว่า เมื่อผู้ร่วมการทดลองตอบสนองที่ไม่ตรงกับความจริง จะมีสัญญาณ ERN ที่ใหญ่กว่า[15] Anterior cingulate cortex
anterior cingulate cortex สามารถแบ่งตามกายวิภาคออกเป็นส่วนล่าง (dorsal ตัวย่อ dACC) ที่ทำหน้าที่เกี่ยวกับประชาน และส่วนบน (ventral) ที่ทำหน้าที่เกี่ยวกับอารมณ์ความรู้สึก[4] dACC เชื่อมต่อกับคอร์เทกซ์กลีบหน้าผากส่วนหน้า (prefrontal cortex) คอร์เทกซ์กลีบข้าง (parietal cortex) ระบบสั่งการ (motor system) และ frontal eye fields[5] จึงเป็นศูนย์กลางของการประมวลสิ่งเร้าทั้งแบบจากบนไปล่าง (top-down) ทั้งแบบจากล่างไปบน (bottom-up) และส่งงานต่อไปยังเขตสมองอื่น ๆ เปรียบเทียบกับส่วนบน (ventral) ของ ACC ซึ่งเชื่อมกับอะมิกดะลา, nucleus accumbens, ไฮโปทาลามัส, และ anterior insular cortex และมีหน้าที่ประเมินความเด่นทางอารมณ์ (emotional salience) และแรงจูงใจ ACC ดูเหมือนจะมีหน้าที่เป็นพิเศษในงานที่ต้องใช้ความพยายาม เช่น การเรียนรู้ระยะต้น และการแก้ปัญหา[6] การประมวลผลให้เป็นความกลัวในสมอง
ส่วนความเปลี่ยนแปลงทางพฤติกรรมประเภทที่กล่าวถึงบ่อย ๆ ก็คือ พฤติกรรมเศร้าซึมที่เกิดจากวิธีการทดลองเช่นนี้ ่เช่น นักวิจัยชื่อว่า ฟิชเช่อร์ ได้ทำความเครียดให้เกิดขึ้นกับหนูทดลองโดยวิธีต่าง ๆ ทุก ๆ วัน ในสิ่งแวดล้อมที่ซับซ้อน และภายหลังจากให้หนูอยู่ในสถานการณ์ที่ก่อให้เกิดความเครียดอย่างนั้นเป็นเวลา 4 วัน จึงได้ทดสอบพฤติกรรมการสำรวจสถานที่และการอยู่ร่วมกับหนูอื่นในวันที่ 5 ภายในสิ่งแวดล้อมเดียวกันหรือในสิ่งแวดล้อมใหม่ หนูทดลองปรากฏว่ามีพฤติกรรมในระดับลดลงในสถานการณ์ต่าง ๆ เมื่อเทียบกับหนูกลุ่มควบคุม นอกจากนั้นแล้ว การฉีดยา propranolol[7] ซึ่งเป็นสารต้าน beta-adrenergic receptor ให้หนูอย่างต่อเนื่อง ปรากฏว่ายับยั้งความเปลี่ยนแปลงทางพฤติกรรมที่กล่าวถึง (เพราะเข้าไปยับยั้ง LTP[2] และดังนั้นจึงยับยั้งการปรับสภาวะให้เกิดความกลัว) แม้ว่าจะอยู่ในสถานการณ์ที่ก่อให้เกิดความเครียดเหมือนกัน ความเป็นไปอย่างนี้เป็นการแสดงสหสัมพันธ์ของระบบชีวเคมีของระบบประสาทกับกระบวนการ LTP ที่จะกล่าวถึงต่อไป สมองใหญ่
เทเลนเซฟาลอนประกอบด้วยส่วนที่คนทั่วไปเรียกว่า เนื้อสมอง โครงสร้างนี้อยู่บนก้านสมองและเป็นส่วนที่ใหญ่ที่สุดและพัฒนามากที่สุดในบรรดาส่วนของสมองทั้ง 5 ส่วน ส่วนเทเลนเซฟาลอนเป็นส่วนที่เกิดขึ้นมาใหม่ที่สุดในช่วงวิวัฒนาการ ที่ซึ่งสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมมีขนาดใหญ่ที่สุดและพัฒนามากที่สุดในบรรดาสัตว์ทุกสปีชีส์ เทเลนเซฟาลอนเจริญมาจากโปรเซนเซฟาลอน (prosencephalon) ซึ่งเป็นกระเปาะแรกในบรรดากระเปาะทั้งสามที่สร้างขึ้นมาจากนิวรัล ทูบ (neural tube) ในเอ็มบริโอ คอร์เทกซ์กลีบหน้าผากส่วนหน้า
เชื่อกันว่าการที่มนุษย์มีความรู้สึกผิด (guilt) หรือความสำนึกผิด (remoarse) และความสามารถในการเข้าใจความเป็นจริง ทั้งหมดขึ้นอยู่กับ PFC ที่ทำงานได้ดี และเชื่อกันอย่างกว้างขวางว่า ทั้งขนาดและจำนวนการเชื่อมต่อกันของ PFC กับสมองส่วนอื่นๆ มีความสัมพันธ์โดยตรงกับการรับรู้ความรู้สึก (sentience) เพราะว่า PFC ในมนุษย์ใช้พื้นที่ในสมองเทียบโดยเปอร์เซ็นต์มากกว่าสัตว์อื่นๆ ยิ่งกว่านั้น ยังมีทฤษฎีอีกด้วยว่า ในขณะที่สมองทั้งหมดมีขนาดเพิ่มขึ้นเพียง 3 เท่าในระยะเวลา 5 ล้านปีในวิวัฒนาการของมนุษย์ PFC กลับมีขนาดเพิ่มขึ้นถึง 6 เท่า
ภาพต่างๆ เหล่านี้แสดงตำแหน่งของส่วนย่อยส่วนหนึ่งของ PFC (เขตบร็อดแมนน์ 10) แม้ว่าจะไม่ได้รวมส่วนของสมองที่เรียกว่า PFC ทั้งหมด เปลือกสมองส่วนรู้รส
งานศึกษาในคนไข้รายงานว่า ความเสียหายในส่วนหน้า (rostral) ของ insula ทำให้เกิดความผิดปกติในการรู้รส ในการระบุรส และระดับการรับรู้รสที่น้อยผิดปกติ
มีรายงานว่าคนไข้ที่ชักเริ่มจากส่วน frontal operculum จะเกิดรสชาติที่ไม่น่าพึงใจเมื่อเกิดอาการชัก
สมองส่วน insula ยังทำงานเมื่อเห็นภาพเกี่ยวกับรสชาติ
คือ งานศึกษาต่าง ๆ ซึ่งเทียบเขตสมองที่ทำงานเมื่อเห็นรูปอาหารและเมื่อเห็นรูปสถานที่พบว่า รูปอาหารจะทำให้ insula/operculum ด้านขวา และ orbitofrontal cortex ด้านซ้าย ทำงาน ความรู้สึก
ยกตัวอย่างเช่นความรู้สึกกลัว แปลอย่างกว้างๆ ความกลัวเป็นการคาดการณ์ถึงอันตรายหรือความเจ็บปวด ความกลัวเพิ่มสารเคมีในสมองเช่น adrenalin และ cortisol ความกลัวนั้นมีประโยชน์ เพราะมันเกิดจากสิ่งรอบกายซึ่งบ่งบอกถึงความเสี่ยงต่ออันตรายหรือ การประเชิญกับอันตรายโดยตรง ถึงกระนั้นก็ดี บางครั้งในสถานการณ์ที่ไม่มีภัย ความนึกคิด จิตใต้สำนึก และ จินตนาการ ก็สามารถก็ให้เกิดความกลัวได้ ระบบรับความรู้สึกทางกาย
Dorsal column-medial lemniscus pathway ส่งข้อมูลเกี่ยวกับสัมผัสละเอียดและอากัปกิริยาจากร่างกายรวมศีรษะครึ่งหลัง ผ่านไขสันหลังไปยังทาลามัส แล้วต่อไปยังคอร์เทกซ์รับความรู้สึกทางกาย โดย first order neuron อยู่ที่ปมประสาทรากหลัง ซึ่งส่งแอกซอนขึ้นผ่าน dorsal column ในไขสันหลังซีกร่างกายเดียวกันไปยัง second order neuron ที่ dorsal column nuclei ในก้านสมองซีกกายเดียวกัน ซึ่งก็ส่งแอกซอนข้ามไขว้ทแยง (decussate) ที่ medulla (ในก้านสมองเช่นกัน) แล้วขึ้นผ่าน medial lemniscus ไปยัง third order neuron ในทาลามัสส่วน ventral posteriorlateral nucleus (VPL) และ ventral posterior superior nucleus (VPS)[5] ซึ่ง ก็จะส่งแอกซอนไปสุดที่คอร์เทกซ์รับความรู้สึกทางกาย (somatosensory cortex/postcentral gyrus) ของสมองกลีบข้าง โดยข้อมูลเกี่ยวกับสัมผัสจะส่งไปที่บริเวณ "3b" เป็นหลัก และข้อมูลเกี่ยวกับอากัปกิริยาที่บริเวณ "3a" เป็นหลัก[6] Trigeminothalamic tract ส่งข้อมูลเกี่ยวกับสัมผัสละเอียด สัมผัสหยาบ อากัปกิริยา ความเจ็บปวด และอุณหภูมิที่มาจากศีรษะส่วนหน้ารวมทั้งใบหน้า ไปยังทาลามัส แล้วต่อไปยังคอร์เทกซ์รับความรู้สึกทางกายเป็นต้น โดย first order neuron อยู่ที่ปมประสาทของเส้นประสาทสมอง (รวมทั้ง trigeminal [V], facial [VII], glossopharyngeal [IX], และ vagus [X]) ซึ่งส่งแอกซอนไปยัง second order neuron ในซีกร่างกายเดียวกันที่ Trigeminal nuclei[7] ซึงก็ส่งแอกซอนข้ามไขว้ทแยงที่ก้านสมอง (mid-pons[8], medulla[9]) ไปสุดที่ทาลามัสส่วน ventral posterior medial nucleus (VPM) และ ventral posterior superior nucleus (VPS)[5][9] เพื่อการรับรู้และจำแนก และไปสุดที่ส่วนอื่น ๆ ซึ่งมีหน้าที่เกี่ยวกับอารมณ์-แรงจูงใจรวมทั้ง midline thalamic nuclei[upper-alpha 2], reticular formation, superior colliculus, periaquiductal grey, ไฮโปทาลามัส, และอะมิกดะลา[upper-alpha 3] ส่วน third order neuron ในทาลามัสก็จะส่งแอกซอนไปที่คอร์เทกซ์รับความรู้สึกทางกาย (somatosensory cortex/postcentral gyrus), anterior cingulate cortex, และ insular cortex[12] anterolateral system/spinothalamic tract ส่งข้อมูลเกี่ยวกับความเจ็บปวด อุณหภูมิ และสัมผัสหยาบจากร่างกายรวมศีรษะครึ่งหลัง ผ่านไขสันหลังไปยังทาลามัส แล้วต่อไปยังคอร์เทกซ์รับความรู้สึกทางกายเป็นต้น โดย first order neuron อยู่ที่ปมประสาทรากหลัง ซึ่งส่งแอกซอนขึ้น/ลงผ่าน Lissauer's tract 1-2 ข้อไขสันหลังไปยัง second order neuron ในปีกหลังของไขสันหลัง (dorsal horn) ในซีกร่างกายเดียวกันแต่อยู่ต่างระดับไขสันหลังกัน second order neuron ก็จะส่งแอกซอนข้ามไขว้ทแยงที่ไขสันหลังแล้วขึ้นไปตาม anterolateral column/spinothalamic tract ไปยังทาลามัสส่วน ventral posteriorlateral nucleus (VPL) เพื่อการรับรู้และจำแนก และไปสุดที่ส่วนอื่น ๆ ซึ่งมีหน้าที่เกี่ยวกับอารมณ์-แรงจูงใจรวมทั้ง midline thalamic nuclei, reticular formation, superior colliculus, periaquiductal grey, ไฮโปทาลามัส, และอะมิกดะลา[upper-alpha 3] ส่วน third order neuron ในทาลามัสก็จะส่งแอกซอนไปที่คอร์เทกซ์รับความรู้สึกทางกาย (somatosensory cortex/postcentral gyrus), anterior cingulate cortex, และ insular cortex[13] Solitary tract ส่งข้อมูลเกี่ยวกับอวัยวะภายใน (visceral) จากแหล่งต่าง ๆ รวมทั้ง glossopharyngeal nerve (CN IX) และ vagus nerve (CN X)[7] เป็นต้น ไปยังบริเวณต่าง ๆ รวมทั้งทาลามัสส่วน ventral medial nucleus ซึ่งอยู่ติดกับ VPN, ไฮโปทาลามัส, และนิวเคลียสอื่น ๆ ในก้านสมอง รวมทั้ง parabrachial nucleus[14][15] Dorsal spinocerebellar tract ส่งข้อมูลเกี่ยวกับอากัปกิริยาจากร่างกายส่วนล่างเริ่มตั้งแต่เส้นประสาทไขสันหลังระดับ T1 ไปยังสมองน้อย ตัว first order neuron อยู่ที่ปมประสาทรากหลัง ซึ่งส่งแอกซอนไปยัง second order neuron ที่ Clarke's nucleus ในไขสันหลัง (T1-L2) ซีกร่างกายเดียวกัน ซึ่งก็จะส่งแอกซอนตาม Dorsal spinocerebellar tract ไปสุดที่สมองน้อยในซีกร่างกายเดียวกัน แต่ก็มีสาขาแยกต่างหากไปสุดที่ dorsal column nuclei (nucleus X และ Z ใกล้ ๆ กับ nucleus gracilis[16]) ในที่ third order neuron จะส่งแอกซอนข้ามไขว้ทแยงไปรวมกับวิถีประสาท medial lemniscus แล้วไปสุดที่ส่วน Ventral posterolateral nucleus (VPL) ของทาลามัส[17][18] Cuneocerebellar tract ส่งข้อมูลเกี่ยวกับอากัปกิริยาจากร่างกายส่วนบนไม่รวมศีรษะส่วนหน้าไปยังสมองน้อย ตัว first order neuron อยู่ที่ปมประสาทของเส้นประสาทสมอง (รวมทั้ง trigeminal ganglion) ซึ่งส่งแอกซอนไปยัง second order neuron ซีกร่างกายเดียวกันที่ lateral/accessory/external cuneate nucleus ใน medulla ซึ่งส่งแอกซอนไปที่สมองน้อยในซีกร่างกายเดียวกัน[19][20] ความสนใจต่อสิ่งภายนอก-ความสนใจต่อสิ่งภายใน
งานศึกษาหนึ่งพบว่า ผู้สนใจต่อสิ่งภายในมีการไหลเวียนของเลือดในสมองกลีบหน้าและสมองส่วนทาลามัสด้านหน้า (frontal หรือ anterior) มากกว่า ซึ่งเป็นส่วนที่ใช้ในการคิด เช่น การวางแผนหรือการแก้ปัญหา
ส่วนผู้สนใจต่อสิ่งภายนอกมีการไหลเวียนของเลือดใน Anterior cingulate cortex สมองกลีบขมับ และทาลามัสด้านหลัง (posterior) มากกว่า ซึ่งเป็นส่วนที่ปฏิบัติการเกี่ยวกับประสบการณ์ทางความรู้สึก (sensory) หรือทางอารมณ์ (emotional)
งานศึกษานี้และงานวิจัยอื่นชี้ว่า ความสนใจต่อสิ่งภายนอก-ความสนใจต่อสิ่งภายในสัมพันธ์กับการทำงานที่แตกต่างกันในสมองในระหว่างบุคคล การประมวลผลให้เป็นความกลัวในสมอง
เนื่องจากว่า วิถีประสาทเหล่านี้ ไปรวมตัวลงที่อะมิกดะลาด้านข้าง และเพราะว่า กระบวน<b data-parsoid='{"dsr":[2224,2264,3,3]}'>การเสริมกำลังการส่งสัญญาณในระยะยาว (long-term potentiation, ตัวย่อ LTP[2]) และสภาพพลาสติกของไซแนปส์ที่เพิ่มระดับการตอบสนองของนิวรอนที่อะมิกดะลาด้านข้างต่อตัวกระตุ้นมีเงื่อนไข เกิดขึ้นที่อะมิกดะลาด้านข้าง ดังนั้น ข้อมูลเกี่ยวกับตัวกระตุ้นมีเงื่อนไขจึงสามารถจะเดินทางไปจากอะมิกดะลาด้านข้าง ไปถึงนิวเคลียสกลางของอะมิกดะลา คือ ส่วนฐาน (basal) และ Intercalated cells[3] ของอะมิกดะลาเชื่อมอะมิกดะลาส่วนข้างไปยังนิวเคลียสกลางทั้งโดยตรงและโดยอ้อม วิถีประสาทจากนิวเคลียสกลางของอะมิกดะลาที่ดำเนินไปยังเขตต่อไปนั่นแหละ เป็นส่วนในสมองที่ควบคุมพฤติกรรมเพื่อป้องกันตน (เช่นการมีตัวแข็ง) ควบคุมการตอบสนองของระบบประสาทอัตโนวัติ (autonomic nervous system) และควบคุมการตอบสนองของระบบต่อมไร้ท่อ ซึ่งล้วนแต่มีส่วนเกี่ยวข้องกับพฤติกรรมเนื่องด้วยความกลัว นอกจากนี้แล้ว งานวิจัยเร็ว ๆ นี้ยังแสดงว่า เขตคอร์เทกซ์ก่อนระบบลิมบิกมีบทบาทในการแสดงออกความกลัวเช่นเดียวกัน ซึ่งอาจจะเป็นเพราะมีการเชื่อมต่อกับส่วนฐานและนิวเคลียสกลางของอะมิกดะลา[4] เยื่อหุ้มสมองอักเสบ
การอักเสบซึ่งกินบริเวณกว้างในช่องว่างใต้เยื่ออะแร็กนอยด์นั้นส่วนใหญ่ไม่ได้เป็นผลจากการติดเชื้อแบคทีเรียโดยตรง แต่เป็นการตอบสนองของระบบภูมิคุ้มกันของร่างกายที่มีต่อแบคทีเรียที่เข้ามาในระบบประสาทส่วนกลาง เมื่อเซลล์ของระบบภูมิคุ้มกันของสมอง (แอสโตรซัยต์และไมโครเกลีย) รับรู้ถึงสารบนเยื่อหุ้มเซลล์ของแบคทีเรียก็จะหลั่งสารตัวกลางซึ่งทำหน้าที่คล้ายฮอร์โมนเรียกว่าซัยโตไคน์ออกมาเพื่อเรียกเซลล์ภูมิคุ้มกันอื่นๆ มายังบริเวณนั้น และกระตุ้นเนื้อเยื่ออื่นๆ ให้มีการตอบสนองทางภูมิคุ้มกัน ปราการกั้นเลือด-สมองเริ่มยอมให้มีสารผ่านเข้าออกได้มากขึ้น ทำให้เกิดการบวมของสมองแบบที่เกิดจากหลอดเลือด เซลล์เม็ดเลือดขาวจำนวนมากเคลื่อนเข้ามาอยู่ในน้ำหล่อสมองไขสันหลังทำให้เกิดการอักเสบของเยื่อหุ้มสมอง และนำไปสู่การบวมของสมองแบบที่เกิดจากเนื้อสมอง นอกจากนี้ผนังหลอดเลือดเองก็มีการอักเสบด้วย ทำให้มีเลือดไหลมาเลี้ยงเซลล์สมองน้อยลง เกิดเป็นการบวมของสมองแบบที่เกิดจากการบาดเจ็บของเซลล์ การบวมของสมองทั้งสามแบบนี้ทำให้เกิดการเพิ่มขึ้นของความดันในกะโหลกศีรษะ เมื่อประกอบกับการมีความดันเลือดลดต่ำซึ่งมักพบร่วมกับการติดเชื้อเฉียบพลัน ทำให้เลือดไหลมาเลี้ยงสมองยากขึ้น เซลล์สมองจึงขาดออกซิเจนและเข้าสู่กระบวนการตายของเซลล์หรืออะพอพโทซิส ผลทางประสาทชีวภาพของการออกกำลังกาย
งานทบทวนวรรณกรรมที่ตรวจงานสร้างภาพในสมองพบว่า การออกกำลังกายให้สม่ำเสมอจะเพิ่มปริมาตรเนื้อเทาในเขตสมองที่เกี่ยวกับการประมวลความจำ การควบคุมการรู้คิด การเคลื่อนไหว และระบบรางวัล[1][5][6][8] ที่เพิ่มมากที่สุดก็คือ prefrontal cortex, caudate nucleus, และฮิปโปแคมปัส ซึ่งมีส่วนควบคุมการรู้คิดและการประมวลความจำ ในบรรดาหน้าที่การรู้คิดทั้งหลาย[1][6][8][9] นอกจากนั้นแล้ว ทั้งด้านซ้ายขวาของ prefrontal cortex, ฮิปโปแคมปัส และ cingulate cortex จะทำงานร่วมกันเมื่อทำกิจโดยเฉพาะ ๆ (functional connectivity) ในระดับที่สูงกว่า ตอบสนองต่อการออกกำลังกายแบบแอโรบิกอย่างสม่ำเสมอ[1][7] งานทบทวนวรรณกรรม 3 งานแสดงการเพิ่มปริมาตรเนื้อเทาที่ชัดเจนของ prefrontal cortex และฮิปโปแคมปัส ในผู้ใหญ่ปกติที่ออกำลังกายหนักกลาง ๆ เป็นเวลาหลายเดือน[1][6][49] เขตอื่นในสมองที่เพิ่มปริมาตรเนื้อเทาขึ้นปานกลางหรือน้อยกว่าเมื่อสร้างภาพสมองรวมทั้ง anterior cingulate cortex, สมองกลีบข้าง, สมองน้อย และ nucleus accumbens[5][6][8][50] การประมวลผลให้เป็นความกลัวในสมอง
นอกจากนั้นแล้ว มีการพบว่า ตัวกระตุ้นกลาง ๆ ที่ปรากฏทางตา เพิ่มความรู้สึกกลัวหรือความรู้สึกไม่แน่ใจที่เกิดขึ้นก่อนเพราะข้อมูลทางประสาทอื่นเช่นทางหู[27] จากงานวิจัยของเลอดูซ์ พบว่า ทาลามัสเขตได้ยินไม่ได้ส่งตัวกระตุ้นคือเสียงโดยตรงไปยังนิวเคลียสกลางของอะมิกดะลา[22] ความกลัว
ในมนุษย์และสัตว์ ความกลัวเกิดขึ้นจากกระบวนการประชานและเรียนรู้ ดังนั้นความกลัวจึงสามารถประเมินได้ว่ามีเหตุผลหรือเหมาะสม และไม่มีเหตุผลหรือไม่เหมาะสม ความกลัวที่ไม่มีเหตุผลเรียกว่า โรคกลัว (phobia) กะโหลกศีรษะมนุษย์
การบาดเจ็บหรือบวมของเนื้อสมองเป็นสาเหตุหลักของการเสียชีวิตและความพิการ แม้ว่ากะโหลกศีรษะจะเป็นโครงสร้างที่แข็งแรง แต่ก็ไม่สามารถทนทานต่อการกระทบกระเทือนที่รุนแรงได้ การบาดเจ็บที่กะโหลกศีรษะในส่วนที่ปกป้องสมอง อาจทำให้เกิดการแตกของหลอดเลือดสมองได้ โดยเฉพาะการกระทบกระเทือนที่บริเวณทัดดอกไม้ (Pterion) ซึ่งเป็นจุดที่บางที่สุดของกะโหลกศีรษะซึ่งเป็นสาเหตุส่วนใหญ่ที่ทำให้เกิดการตกเลือดเหนือเยื่อดูรา (epidural hematoma) หรือภาวะที่หลอดเลือดดำขนาดเล็กซึ่งเชื่อมระหว่างเยื่อดูราและเยื่ออะแร็กนอยด์เกิดฉีกขาดทำให้เกิดการตกเลือดใต้เยื่อดูรา (subdural hematoma) ซึ่งพบได้มากในผู้สูงอายุที่สมองมีลักษณะเหี่ยวฝ่อลง โรคกลัวที่ชุมชน
งานวิจัยยังได้กล่าวถึงความเกี่ยวข้องกันระหว่างโรคกลัวที่ชุมชนและความลำบากในการรับรู้เชิงสถานที่ (spatial orientation) คนปกติสามารถรักษาสมดุลของข้อมูลรวมจากระบบการรักษาสมดุล (vestibular system) ระบบการรับภาพ (visual system) และการรับรู้อากัปกิริยา (proprioception) แต่ในผู้ที่มีโรคกลัวที่ชุมชนจะพึ่งพาระบบการรับภาพและการรับรู้อากัปกิริยามากขึ้นเพราะระบบการรักษาสมดุลทำหน้าที่ลดลง ทำให้เสียการรับรู้ได้ง่ายเมื่อการมองเห็นกระจัดกระจาย เช่น ในที่โล่งแจ้งหรือท่ามกลางฝูงชน และอาจจะมีอาการสับสนเมื่อประสบกับความลาดเอียงหรือพื้นผิวที่ไม่สม่ำเสมอเช่นเดียวกัน
ในการศึกษาความจริงเสมือน (virtual reality) ผู้กลัวที่ชุมชนโดยเฉลี่ยสามารถจัดการข้อมูลภาพและเสียงที่เปลี่ยนไปได้แย่กว่ากลุ่มควบคุม เปลือกสมอง
เปลือกสมองมีการเชื่อมต่อกับเขตใต้เปลือกสมองหลายเขต เช่น ทาลามัสและปมประสาทฐาน และส่งข้อมูลไปยังเขตเหล่านั้นโดยใยประสาทนำออก และรับข้อมูลจากเขตเหล่านั้นโดยใยประสาทนำเข้า โดยส่วนมาก ข้อมูลเกี่ยวกับความรู้สึกทางประสาทความรู้สึกต่าง ๆ รับการส่งไปยังเปลือกสมองผ่านทาลามัส แต่ว่า ข้อมูลเกี่ยวกับกลิ่นรับการส่งผ่านส่วนป่องกลิ่น (olfactory bulb[22]) ไปยังคอร์เทกซ์รูปชมพู่ (piriform cortex) ซึ่งเป็นคอร์เทกซ์ที่ประมวลการรับรู้ของกลิ่น การเชื่อมต่อโดยมากในคอร์เทกซ์ไปจากเขตคอร์เทกซ์หนึ่งไปยังอีกเขตหนึ่ง ไม่ใช่ไปยังเขตใต้เปลือกสมอง เบรเท็นเบอร์ก และชูส (ค.ศ. 1991) ประมาณการเชื่อมต่อภายในคอร์เทกซ์ไว้ที่ 99%[23] (และดังนั้น การเชื่อมต่อกับส่วนนอกคอร์เทกซ์ไว้ที่ 1%) ป่องรู้กลิ่น
ในสัตว์มีกระดูกสันหลังโดยมาก ป่องรับกลิ่นเป็นส่วนหน้าสุด (rostral) ของสมอง ดังที่เห็นในหนู
แต่ในมนุษย์ ป่องรับกลิ่นอยู่ที่ด้านล่างสุด (inferior) ของสมอง
ป่องรับกลิ่นมีฐานและเครื่องคุ้มกันเป็นส่วนของกระดูกเอทมอยด์คือแผ่นกระดูกพรุน (cribriform plate) ซึ่งในสัตว์มีกระดูกสันหลัง จะเป็นตัวแยกป่องจากเยื่อรับกลิ่น (olfactory epithelium) 
แอกซอนจากเซลล์ประสาทรับกลิ่นที่เยื่อรับกลิ่นซึ่งบุบางส่วนของโพรงจมูก จะรวมตัวเป็นมัด ๆ ซึ่งรวม ๆ กันเรียกว่า ประสาทรับกลิ่น/ฆานประสาท (olfactory nerve) แล้ววิ่งผ่านแผ่นกระดูกพรุนไปยังโครงสร้างนิวโรพิลที่เรียกว่าโกลเมอรูลัสในป่องรับกลิ่น โดยไปสุดเป็นไซแนปส์ที่สื่อประสาทแบบเร้าด้วยกลูตาเมต เส้นประสาทเฟเชียล
เส้นประสาทเฟเชียล[1] หรือ เส้นประสาทสมองเส้นที่ 7[1] (English: Facial nerve) เป็นหนึ่งในเส้นประสาทสมองจากจำนวนทั้งหมด 12 คู่ เส้นประสาทนี้ออกมาจากก้านสมองที่ระหว่างพอนส์และเมดัลลา ออบลองกาตา และทำหน้าที่ควบคุมกล้ามเนื้อแสดงสีหน้า และรับรสจากส่วนด้านหน้า 2/3 ของลิ้นและช่องปาก นอกจากนี้ยังทำหน้าที่เลี้ยงใยประสาทก่อนปมประสาทของพาราซิมพาเทติกไปยังปมประสาทของศีรษะและคออีกจำนวนมาก การประมวลผลให้เป็นความกลัวในสมอง
มีหลักฐานว่าความหวาดกลัวมีส่วนทำให้เกิดความเปลี่ยนแปลงทางพฤติกรรม[5] วิธีหนึ่งที่ปรากฏการณ์นี้ได้รับการวิจัยก็โดยใช้การทดลองแบบฉบับแบบสร้างความเครียดซ้ำ ๆ (repeated stress) เป็นฐาน เช่นในงานวิจัยของโรเบิรต์ แคมป์[6] งานวิจัยนี้ เป็นการสืบสวนทฤษฎีว่า การปรับสภาวะให้เกิดความกลัว (fear conditioning) อาจจะเป็นเหตุสำคัญยิ่งในการเปลี่ยนพฤติกรรมของสัตว์ที่เกิดความเครียดแบบซ้ำ ๆ เปลือกสมอง
เปลือกสมองเป็นอนุพันธ์ของ (คือมีวิวัฒนาการสืบมาจาก) แพลเลียม (pallium[3]) ซึ่งเป็นโครงสร้างมีหลายชั้นพบในสมองส่วนหน้าของสัตว์มีกระดูกสันหลังทั้งหมด แพลเลียมชนิดพื้นฐานเป็นชั้นรูปทรงกระบอกมีโพรงมีน้ำอยู่ภายใน รอบ ๆ ทรงกระบอกมีเขต 4 เขต ได้แก่ แพลเลียมด้านท้อง (ventral) แพลเลียมด้านใน (medial) แพลเลียมด้านหลัง (dorsal) และแพลเลียมด้านข้าง (lateral) ซึ่งมีสันนิษฐานว่า ก่อให้เกิดคอร์เทกซ์ใหม่ ฮิปโปแคมปัส อะมิกดะลา (amygdala) และ คอร์เทกซ์รูปชมพู่ (piriform cortex[4]) Frontal eye fields
ึถึงแม้ว่า FEF จะเป็นส่วนของสมองกลีบหน้า ซึ่งโดยทั่วไปแล้วพิจารณากันว่า เป็นส่วนของการแปลผลในสมองระดับสูง แต่ก็มีหลักฐานปรากฏว่า FEF มีบทบาทในการแปลผลเกี่ยวกับข้อมูลจากประสาทสัมผัสล้วน ๆ ซึ่งเป็นส่วนของเครือข่ายในสมองที่แปลผลข้อมูลความรู้สึกในระดับล่าง โดยเป็นส่วนของวิถีประสาทขาขึ้น superior colliculus-medial dorsal nucleus-FEF ที่เรียกว่า "ระบบสมองเร็ว" (fast brain system)
ในมนุษย์ การเกิดการทำงานอย่างเร็วที่สุดใน FEF เพื่อตอบสนองต่อตัวกระตุ้นทางตาอยู่ที่ 45 มิลลิวินาที และระดับการทำงานจะแปรแปลี่ยนไปตามลักษณะเฉพาะของตัวกระตุ้นนั้นภายใน 45-60 มิลลิวินาที 
วิถีประสาทแบบเร็วนี้ ตอบสนองต่อการได้ยินได้เร็วยิ่งกว่านั้นโดยเริ่มตอบสนองต่อตัวกระตุ้นที่ 24 มิลลิวินาที และแปรเปลี่ยนไปตามลักษณะเฉพาะต่าง ๆ ของเสียงภายใน 30-60 วินาที โดยสรุปแล้ว นักวิจัยงานวิจัยนี้แสดงให้เห็นว่า นอกจาก FEF จะเป็นส่วนของระบบการแปลผลระดับล่างในสมองแล้ว ก็ยังมีส่วนในการแปลผลข้อมูลจากตาล้วน ๆ และข้อมูลจากหูล้วน ๆ อีกด้วย ไม่ใช่เป็นเขตที่ประสานข้อมูลที่มาจากประสาทสัมผัสหลายอย่างพร้อม ๆ กันเพียงเท่านั้น ความปรารถนาหรือความเชื่อที่อยู่เหนือเหตุผล
ในช่วงเวลาที่ทดสอบความคิดตามความปรารถนา มีการทำงานที่ต่างกันในสมอง 3 เขต คือ คอร์เทกซ์กลีบหน้าผากส่วนหน้าส่วนหลังด้านใน (dorsal medial prefrontal cortex) สมองกลีบข้าง และ fusiform gyrus ในสมองกลีบท้ายทอย การทำงานที่แตกต่างกันในสมองกลีบท้ายทอยและสมองกลีบข้าง บอกเป็นนัยว่า มีความใส่ใจแบบคัดเลือกโดยเฉพาะอย่างหนึ่งที่ให้กับสิ่งที่รับรู้ ซึ่งเป็นหลักฐานว่า มีการประมวลผลทางประชานในระดับต่ำ หรือว่ามีความเอนเอียงโดยการใส่ใจ (attention bias)[12] ภาวะไม่รู้ใบหน้า
ภาวะบอดใบหน้าอาจจะมีเหตุมาจากรอยโรคในส่วนต่างๆ ของสมองกลีบท้ายทอยด้านล่าง (คือเขตรู้หน้าในสมองกลีบท้ายทอย) รอยนูนรูปกระสวย (เขตรับรู้หน้าในรอยนูนรูปกระสวย) และสมองกลีบขมับด้านหน้า[7] การสร้างภาพสมองด้วยโพซิตรอนอีมิสชันโทโมกราฟีและ fMRI แสดงว่า ในผู้ที่<i data-parsoid='{"dsr":[17863,17876,2,2]}'>ไม่มีภาวะ</i>ไม่รู้หน้า เขตเหล่านี้จะเริ่มทำงานโดยตอบสนองต่อใบหน้าโดยเฉพาะ[3] เขตต่างๆ ในสมองกลีบท้ายทอยด้านล่าง โดยหลักมีบทบาทในการประมวลผลขั้นต้นๆ ของระบบการรู้หน้า และเขตต่างๆ ในสมองกลีบขมับด้านหน้าประสานข้อมูลเกี่ยวกับใบหน้า เสียง และชื่อของบุคคลที่คุ้นเคย[7] การตอบสนองโดยสู้หรือหนี
ในสมอง ปฏิกิริยาเริ่มที่อะมิกดะลา ซึ่งจุดชนวนการตอบสนองในไฮโปทาลามัส ปฏิกิริยาเบื้องต้นจะตามด้วยการทำงานของต่อมใต้สมอง (pituitary gland) และการปล่อยฮอร์โมน Adrenocorticotropic hormone (ACTH)[9] โดยมีต่อมหมวกไตที่เริ่มทำงานเกือบพร้อมกันและปล่อยฮอร์โมนอีพิเนฟริน (อะดรีนาลีน) การปล่อยสารเคมีต่าง ๆ เหล่านี้มีผลเป็นการผลิตฮอร์โมนคอร์ติซอล ซึ่งเพิ่มความดันโลหิต น้ำตาลในเลือด และระงับระบบภูมิคุ้มกัน[10] การตอบสนองเบื้องต้นนี้และปฏิกิริยาต่อ ๆ มา เกิดขึ้นเพื่อเพิ่มพลังงานที่มี ซึ่งเกิดขึ้นเมื่ออีพิเนฟรินเข้ายึดกับเซลล์ตับซึ่งผลิตกลูโคสต่อมา[11] นอกจากนั้นแล้ว การไหลเวียนของคอร์ติซอลยังเปลี่ยนกรดไขมันเป็นพลังงาน ซึ่งตระเตรียมกล้ามเนื้อทั่วร่างกายเพื่อการตอบสนอง[12] ส่วนฮอร์โมนกลุ่ม Catecholamine เช่น อีพิเนฟริน หรือนอร์เอพิเนฟริน (นอร์อะดรีนาลีน) อำนวยปฏิกิริยาทางกายแบบฉับพลันต่าง ๆ ที่สัมพันธ์กับการเตรียมตัวใช้กล้ามเนื้ออย่างรวดเร็วรุนแรง ปฏิกิริยารวมทั้ง[13] เลือดออกใต้เยื่อหุ้มสมองชั้นกลาง
อาการตามแบบฉบับของเลือดออกใต้เยื่อหุ้มสมองชั้นกลางคือการมีอาการปวดศีรษะรุนแรงเฉียบพลัน เหมือนโดนเตะเข้าที่หัว ("like being kicked in the head") [4] หรือปวดหัวรุนแรงที่สุดเท่าที่เคยประสบมาในชีวิต ("worst ever") ซึ่งเวลาที่เริ่มเป็นถึงเป็นมากที่สุดใช้เวลาเป็นนาทีหรือวินาที อาการปวดศีรษะนี้มักปวดตุ้บๆ ตามจังหวะเต้นหัวใจไปยังบริเวณท้ายทอย (occiput) [5] ผู้ป่วยหนึ่งในสามไม่มีอาการอย่างอื่นนอกจากอาการปวดศีรษะลักษณะที่ว่านี้ และผู้ป่วยหนึ่งในสิบมาพบแพทย์ด้วยอาการนี้ซึ่งต่อมาภายหลังจึงได้รับการวินิจฉัยเป็นเลือดออกใต้เยื่อหุ้มสมองชั้นกลาง[1] อาจมีอาการอาเจียน และ 1/14 มีอาการชัก[1] อาจมีอาการสับสน ซึม หรืออาจถึงขั้นโคม่าได้ รวมทั้งอาจมีอาการคอแข็งเกร็งหรืออาการแสดงของการระคายเคืองเยื่อหุ้มสมองได้[1] อาการคอแข็งมักปรากฏขึ้นประมาณหกชั่วโมงหลังเริ่มมีเลือดออกใต้เยื่อหุ้มสมองชั้นกลาง[6] การมีรูม่านตาขยายเพียงข้างเดียว (isolated dilation of a pupil) และการไม่มีรีเฟลกซ์รูม่านตาตอบสนองต่อแสง (pupillary light reflex) อาจสะท้อนถึงการมีสมองถูกกดทับ (brain herniation) ซึ่งเป็นผลจากการเพิ่มขึ้นของความดันในกะโหลกศีรษะ (increased intracranial pressure) [1] อาจมีเลือดออกในลูกตา (intraocular hemorrhage) จากการตอบสนองต่อความดันที่ขึ้นสูงอย่างรวดเร็วได้ โดยการมีเลือดออกใต้ชั้นไฮยาลอยด์ (subhyaloid hemorrhage) และเลือดออกในน้ำวุ้นลูกตา (vitreous hemorrhage) อาจตรวจพบได้ด้วยการตรวจส่องตา (fundoscopy) นี้เรียกว่ากลุ่มอาการเทอร์สัน (Terson syndrome) พบในผู้ป่วย 3-13% และพบมากขึ้นตามความรุนแรงของเลือดออกใต้เยื่อหุ้มสมองชั้นกลาง[7] การประมวลผลให้เป็นความกลัวในสมอง
ความกลัวเกิดขึ้นเนื่องจากตัวกระตุ้นต่าง ๆ กัน และมีกระบวนการทางชีวเคมีดังที่กล่าวไปแล้ว วิลเลียม อาร์เอ็ม และคณะ ศึกษาเรื่องสหสัมพันธ์ทางประสาท (Neural correlate) ของการทำงานร่วมกันระหว่างข้อมูลทางภาษาและข้อมูลทางตา งานวิจัยนั้นตรวจสอบดูว่า ข้อมูลทางภาษาและทางตาทำงานร่วมกันอย่างไรเพื่อก่อให้เกิดอารมณ์ความรู้สึก โดยใช้ปรากฏการณ์สามัญในการถ่ายหนังอย่างหนึ่งว่า การแสดงภาพทางตาที่เป็นกลาง ๆ ปรากฏว่า เพิ่มความรู้สึกกลัวหรือความไม่แน่ใจซึ่งเริ่มขึ้นจากข้อมูลทางประสาทอื่นเช่นทางภาษา ได้มีการใช้หลักการนี้เพื่อเพิ่มความกลัวโดยแสดงตัวกระตุ้นทางตาที่เป็นกลาง ๆ ไอเดียของหลักการก็คือ ข้อมูลทางตาเพิ่มข้อมูลเกี่ยวกับตัวกระตุ้น (ซึ่งในที่นี้คือภาษา) ที่ทำให้เกิดความกลัว โดยทำสิ่งที่เพียงกล่าวไว้ในประโยคคำพูดที่เป็นนามธรรมให้เกิดเป็นรูปธรรมขึ้นมา เชื่อกันว่า การทำงานที่เกิดขึ้นที่ temporal pole ด้านหน้าโดยเฉพาะ ทำหน้าที่เชื่อมข้อมูลความรู้สึกที่มาจากวิถีประสาทหลาย ๆ ทางเช่นข้อมูลทางตาและข้อมูลทางภาษา[28] สมองอักเสบจากแอนติบอดีต่อตัวรับ NMDA
กลไกเหล่านี้สามารถถูกตรวจสอบได้โดยการสังเกตแบบพื้นฐาน ส่วนใหญ่แล้วแอนติบอดีต่อตัวรับ NMDA ในซีรัมจะถูกพบในปริมาณมากกว่าแอนติบอดีในน้ำหล่อสมองไขสันหลัง โดยเฉลี่ยแล้วจะมากกว่าประมาณ 10 เท่า ชี้ว่าการผลิตแอนติบอดีอยู่ในระบบ ไม่ใช่เพียงในสมอง หรือ ในน้ำหล่อสมองไขสันหลัง เมื่อข้อมูลความเข้มข้นของแอนติบอดีถูกนอร์มัลไล (normalize) สำหรับ จำนวน IgC ทั้งหมด พบว่ามีการผลิตจากในช่องเยื่อหุ้มไขสันหลัง เป็นนัยว่าแอนติบอดีต่อตัวรับ NMDA ในน้ำหล่อสมองไขสันหลังมีปริมาณมากกว่าที่คาดการณ์จากปริมาณของ IgC ทั้งหมด 
ข้อสังเกตุแรกได้แก่พฤติกรรมผิดปกติโดยเฉพาะในวัยรุ่น รวมไปถึงความไม่เสถียรของระบบอัตโนมัติ ผู้ป่วยอาจมีระดับความรู้สึกตัวที่เปลี่ยนไป และมีอาการชัก ในระยะเริ่มของโรค การตรวจสอบทางการแพทย์อาจพบอาการหลงผิดและอาการประสาทหลอน เปลือกสมองส่วนการเห็น
เปลือกสมองส่วนการเห็นปฐมภูมิ (English: primary visual cortex, ชื่อย่อ V1) เป็นเขตสายตาที่มีการวิจัยมากที่สุดในสมอง ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมทั้งหมดที่ได้รับการวิจัย V1 อยู่ทางด้านหลังของคอร์เทกซ์ท้ายทอย (occipital cortex) ซึ่งมีหน้าที่ประมวลข้อมูลทางสายตา V1 เป็นเขตเปลือกสมองส่วนการเห็นที่เรียบง่ายที่สุด และเป็นเขตขั้นแรกสุด มีกิจเฉพาะในการประมวลข้อมูลของทั้งตัวกระตุ้นที่นิ่ง และทั้งตัวกระตุ้นที่เคลื่อนไหว และมีสมรรถภาพในการรู้จำแบบ (pattern recognition) ความปรารถนาหรือความเชื่อที่อยู่เหนือเหตุผล
เขตในสมองที่กระตุ้นการเห็นและการคิดตามความปรารถนา เป็นเขตเดียวกันกับการระบุกลุ่มของตน (social identification) และความรู้สึกที่ดี (social reward) ทางสังคม งานศึกษาหนึ่งตรวจสอบโครงสร้างเหล่านี้โดยใช้ MRI เมื่อผู้ร่วมการทดลองประเมินค่าความน่าจะเป็น ของชัยชนะของทีมอเมริกันฟุตบอล แต่ก่อนที่จะให้ประเมิน ผู้ร่วมการทดลองจะชี้ว่าชอบ ไม่ชอบ และรู้สึกเฉย ๆ กับทีมไหนบ้าง รู้กันมาก่อนแล้วว่า การคิดตามความปรารถนาสัมพันธ์กับการระบุกลุ่มทางสังคม (social identity theory) ที่เราจะชอบใจคนในกลุ่มของเรา (Ingroups หรือกลุ่มใน) มากว่าคนนอกกลุ่ม (Ougroups หรือกลุ่มนอก)[17] และในงานศึกษานี้ ก็พบว่า ผู้ร่วมการทดลองจะชอบใจ ทีมที่ตัวเองรู้สึกว่าตนคล้ายคลึงมากที่สุด ชีววิทยาของความซึมเศร้า
งานวิจัยปี 2543 พบว่า บริเวณบรอดมันน์ 25 หรือที่รู้จักอีกอย่างว่า Subgenual cingulate มีเมแทบอลิซึมสูงกว่าปกติในคนไข้ซึมเศร้าที่ดื้อการรักษา (treatment-resistant depression)
บริเวณนี้มากไปด้วยโปรตีน serotonin transporter ซึ่งพิจารณาว่าเป็นตัวควบคุมเครือข่ายประสาทขนาดใหญ่ที่รวมเขตสมองเช่น ไฮโปทาลามัสและก้านสมอง ซึ่งมีอิทธิพลต่อการเปลี่ยนความอยากอาหารและการนอนหลับ,
อะมิกดะลาและ Insular cortex ซึ่งมีผลต่ออารมณ์และความวิตกกังวล,
ฮิปโปแคมปัส ซึ่งมีบทบาทสำคัญต่อความจำ,
และบางส่วนของสมองกลีบหน้า ซึ่งมีหน้าที่เกี่ยวกับกับความภูมิใจในตนเอง (self-esteem)
ปัญหาต่อบริเวณนี้หรือแม้แต่บริเวณที่น้อยกว่านี้มีส่วนในความซึมเศร้า
การกระตุ้นสมองระดับลึกบริเวณนี้มีผลลดการทำงานเกินผิดปกติ และช่วยบรรเทาความซึมเศร้าในคนไข้ที่ไม่สามารถรักษาด้วยยาแก้ซึมเศร้า