Исследователи пытаются выявить нейрофизиологические и генетические компоненты, отвечающие за кажущиеся уникальными человеческие эмоции. Возможно, что даже удастся определить состояние любви как определённую последовательность химических реакций. Подобные исследования позволят тестировать поведение и стимулировать ряд психологических состояний. Многие эксперименты проведены на животных, они помогают разработать фармакологические препараты для снятия, например, эволюционно консервативных эмоциональных состояний, таких как страх, фобии, посттравматический стресс.
Социальное поведение, характерное для человека, типично и для многих других млекопитающих. Интересно, что при родовых схватках, родах и вскармливании у человека, крыс и овец выделяется гормон окситоцин. Введение окситоцина в мозг приводит к созданию более тесных социальных связей между овцами, самки мышей-полёвок быстрее привязываются к ближайшим самцам после введения окситоцина. Гормон взаимодействует с дофаминэргической системой, которая также выступает мишенью наркотиков (никотина, кокаина, героина) и связана с состояниями эйфории и зависимостей. Области головного мозга, содержащие нейроны, связанные с дофаминэргической системой, активируются у матерей, которые смотрят на фотографии своих детей. В то же время многие аспекты женской сексуальности и привязанности, по-видимому, похожи на материнскую привязанность и эволюционировали посредством подобного механизма. Известно, что при физическом контакте и возбуждении определённых зон у женщин их головной мозг выделяет окситоцин, который способствует усилению эмоциональных привязанностей.
Привязанность у мужчин включает сходные нейрофизиологические цепи, но с другой биохимией. У самцов мышей-полёвок выделяется вазопрессин, связанный с окситоцином гормон. Вазопрессин стимулирует привязанность в парах, агрессию к потенциальным соперникам, родительские инстинкты (воспитание потомства в гнезде). Вариации в регуляторном районе гена вазопрессинового рецептора, avpr1a, предсказывают вероятность того, что самец мыши будет привязан к мышиной самке. Аналогично, у человека различные формы гена AVPR1A связаны с вероятностью и качеством привязанности в парах. Недавние исследования показали, что мужчины с определёнными вариантами AVPR1A вдвое чаще остаются неженатыми или после женитьбы вдвое чаще испытывают кризис в отношениях, чем мужчины без этих вариантов гена. Полиморфизм гена AVPR1A позволяет предсказать количество вазопрессинового рецептора, синтезируемого в мозге.