大腦邊緣系統能調節身體機能、內在狀態，並和社會連結
情緒是一門複雜的科學領域，包含對文化、心智歷程以及大腦機能的研究。
相關動物研究指出，人類不是唯一有感受的生物，動物面對危險會產生戰或逃或僵的行為和心理反應。這些反應看來非常「情緒化」。然而，在動物王國裡，哺乳類動物演化出一套複雜的溝通方式，跟同類進行內在狀態的交流，這使牠們成為一個獨特的群體。
從這層意義來說，情緒是一種內在歷程的反映，而且能跟同類進行外在的溝通和交流。伴隨著這種溝通和交流的是負責中介情緒和動機的相關大腦系統，也就是大腦的邊緣系統（limbic system）。
保羅?麥克林（Paul MacLean）提出「三腦一體假說」（triune brain hypothesis）闡述他的觀點。即大腦是由獨立又相互連結的三部分組成：位於最裡層的腦幹、處於中間層的邊緣系統，以及最外層的新皮質。
腦幹被視為最「原始」的大腦構造，也稱為爬蟲類腦。隨著動物不斷演化，處於腦幹外層的邊緣迴路被哺乳類動物繼承下來，逐漸發展為腦的一部分。邊緣系統包括杏仁核（amygdala，調節重要的情緒，例如恐懼、憤怒和悲傷）；前扣帶回（anterior cingulate，大腦的「營運長」，執行注意力分配的控制功能）；海馬回（hippocampus，調節外顯記憶，將脈絡形成記憶的「認知圖譜繪製者」）；下視丘（hypothalamus，神經內分泌的調節場所，透過平衡荷爾蒙使身體和大腦進行溝通）；眶前額葉皮質（prefrontal orbitofrontal cortex，把一連串作用過程整合起來，包括情緒調適和自傳式記憶）。
雖然邊緣系統沒有明顯界限，但各種神經迴路確實傳遞同種類的神經傳導物質，也具有各物種的共同特徵。邊緣活動的影響範圍很廣，下至腦幹區，上至大腦的第三層，即新皮質（neocortex，或大腦皮質）。
邊緣系統不僅能調節腦幹，還能調節跟環境尤其是社會環境互動時所產生的內在狀態，包括身體機能。的確，邊緣系統的活動有助於解釋為什麼大多數哺乳類動物都對社會世界感興趣：因為社會交流可以幫助他們調節身體機能！ 與他人的內心世界溝通是哺乳類動物的能力之一，這也使我們成為一種精細複雜且好奇的社會動物。
隨著靈長類動物在哺乳綱這龐大階級裡不斷進化，大腦也進一步產生變化。進化不僅是長出新構造，也指舊神經迴路適應新的功能。因此，邊緣系統最外層的眶前額葉和前扣帶回區，也被認為是大腦不斷進化的新皮質的一部分。
新皮質在人類身上進化得最為徹底。人類能夠進行高度抽象的感知、構思以及推理，是由於新皮質具有錯綜複雜的皺褶。新皮質的運作，尤其是在大腦前額葉區域，能使我們靈活地思考，反思一些抽象概念，例如自由和未來，並且用語言向他人描述這些複雜的想法。雖然語言本身並不能充分代表我們的想法，但是仍能使我們遠離實際的束縛。這種自由能使我們進行創造或毀滅。
語言是一種強大的符號系統，能讓我們操控世界以及身邊的人，也可以讓我們跨越通常將彼此心靈阻隔的時空界限進行溝通。
古希臘詩人亞裡斯多芬（Aristophanes）寫道：「語言能讓心靈展翅飛翔。」新皮質使人變得開化，並推動人類文明不斷進步。
這個由腦幹、邊緣系統以及新皮質組成的「三腦一體」架構，可能會讓人以為進行抽象推理以及使人開化的新皮質是大腦發號施令的地方。
事實並非如此，至少情況不是如此簡單。我們已經知道，推理思考會受到情緒以及身體作用過程的深遠影響；新皮質的活動也受到邊緣系統和腦幹神經活動的直接影響，因此較「高層次」、進化較為徹底的新皮質本身並不發號施令，跟社會、情緒以及身體運作相關的其他大腦區域，會直接形塑新皮質的抽象感知和推理思考。
大腦透過情緒和社會相連結
幾乎所有哺乳類動物都有社會連結，這在母親和初生幼仔之間表現最為明顯。哺乳類動物的大腦邊緣區包含兩種重要過程：（a）維持原始的「身體——大腦」機能的平衡，例如：心跳、呼吸、睡眠周期；（b）從外界接收資訊——尤其是從其他哺乳類動物的社會世界。
杏仁核對知覺以及面部反應的外在呈現具有重要作用，並且對於調節情緒來說也非常關鍵。這種雙重的內——外機能會使哺乳類動物具有一種獨特的趨向：我們都很關注其他個體的內在心理狀態——尤其是親代對子代的關注。這種趨向使得親代能夠發展出一套均衡方法，調節子代的心理狀態，而且也體現在老鼠、猴子以及其他靈長類動物（比如人類）身上。像爬蟲類，兩棲類以及魚類等低等動物，缺少進化的邊緣迴路，因此不會對同類的內在心理狀態大驚小怪，也不會像哺乳類動物一樣，進行有情緒反應的社會生活。相較之下，人類能與他人甚至其他哺乳類動物進行情感交流，包括現在或許就坐在你腳邊的狗狗。
鏡像神經元能辨識他人心理而有所反應
所有哺乳類動物都依靠高度進化的邊緣迴路來「解讀」同類的內在心理狀態；除此之外，靈長類動物似乎已經發展出一種獨特能力，產生與同類相似的心理狀態。當靈長類動物看到同類做出有意圖的外在行為時，牠們會表現出特定反應。
由於人類進化出獨特的大腦新皮質和語言功能，所以不僅能夠意識和調和心理狀態，還能推測他人內心的想法。目前我們正慢慢揭開讓這種不可思議的社會功能得以發生的神經運作原理。
大約十年前，「鏡像神經元」首次在猴子身上被發現，在人類身上發現則是後來的事。神經科學家這項振奮人心的發現，在同理心、文化和人際關係的本質研究領域裡引起了一連串令人振奮的話題。加州大學洛杉磯分校「文化、大腦與發展中心」的馬可?亞科波尼（Marco Iacoboni）與其他研究人員在人類身上發現了鏡像神經元，而他的同事目前正在研究鏡像神經元在跨文化情感以及社會生活上如何發揮作用。
我們可以從鏡像神經元進一步看出，大腦如何進化成一個複雜連結體。
社會動物可以解讀彼此的外在表情和內在心理狀態，因此透過進化而生存得更久，這也使得鏡像神經元讓我們容易而準確地對他人的心理做出反應。這種在社交環境中「解讀心理」，決定他人是敵是友的能力，有著深遠的生存價值。
因此，我們具有遺傳而來的同理心，也擁有心理感知能力，兩者都根植於進化的過程。
鏡像神經元系統的強大作用之一是幫助我們理解社會經驗。同理心讓我們把自己置於他人的立場上，我們會透過鏡像神經元系統在內心產生的狀態，來獲知他人的心理狀態。另外，理解他人的情緒跟我們的覺察力以及對自身的理解都有直接關係。
對親子關係而言，當父母擁有心靈直觀能力，能察覺自己及他人的內心並表達出來，似乎就具備心智的連貫性，而這種連貫性跟孩子的健全發展有關。
不過就目前所知的知識來說，我們還不知道親子關係良好或欠佳（讓孩子健康成長或為孩子帶來傷害），是如何對鏡像神經元系統產生影響和作用。關於這種系統在親子間日常同理互動中如何作用，或者對成人理解自己生活、敘述生命故事的方式有什麼影響，我們也不得而知。這些問題都是這激勵人心的新興領域裡值得研究的面向，並且未來可能會有所成果。
兩人心意相通＝彼此大腦神經整合一致
許多進行情緒研究的學科領域認為，這種難以捉摸的過程具有整合的功能。有些學者認為情緒把生理（身體）、認知（資訊處理）、主觀（內在知覺）以及社會（人際互動）這些作用過程連結在一起。部分學者則分析了情緒調節與被調節之間的關係：情緒對心智具有調節作用，同時也受到心智調節。
臨床醫生發現他們試圖描述情緒時，會陷入一種思考循環狀態：當你對某件事有強烈感受時會萌生情緒；而感受則會在你有情緒時產生。研究人員和臨床觀察者在思考情緒時，總是陷入這樣的概念循環，原因或許是他們一直在描述全貌的一部分——正如盲人摸象的古老故事一樣，而全貌又和人的情緒跟神經整合的作用過程有關。整合作用就是在一個龐大系統裡把各自獨立的部分連結在一起，神經整合則是神經把身體及大腦某一區域的活動與另一區域連結起來。
在大腦內部，所謂的「聚合區」（convergence zones）擁有分布廣泛的神經元，它們會延伸到大腦的不同區域，把各區輸入的資訊聚集起來，形成一個機能性的整體。前文描述到的聚合區包括眶前額葉皮質和海馬回。聚合區對大腦不同區域的神經活動有整合作用。其他神經活動則由胼胝體（一種帶狀神經組織，負責大腦兩半球之間神經資訊的傳遞）負責整合。
另外，小腦也負責把廣泛分布的不同區域相互連接。而上文提到的杏仁核，也含有大量的輸入和輸出神經纖維，能夠連接感知、肢體動作、生理反應以及社會互動這些不同的元素。
把情緒視為一種神經整合的結果，能讓我們思考情緒對個人各項機能的廣泛影響。這也能讓我們明白，大腦調節正常可以使各功能保持平衡，但若受到損害，就可能發生情緒調適紊亂，後果就是「無法整合」。
在人際互動中，當我們的心理處於整合狀態，就可以在情感上跟雙方產生連結。這種心心相連的結果，發生在個人主觀的內在心理狀態得到另一人的尊重，並且對方有所反應的時候。我們會感到自己在對方的心裡佔有一席之地，而這種情形可以視為兩人大腦活動的整合：本質上是神經的整合，外在表現則為人際互動。