當他們的目光相遇並發生互動時，導致了神經元開始在兩個大腦的多個區域放電，這也解釋了社交凝視的意義。
雖然不像第一次目光相遇並發生互動時那樣浪漫，但耶魯大學的一項新研究能夠記錄下，當兩個人的眼睛相遇，即社交凝視，這種互動發生時，多個大腦區域發生了令人驚訝的廣泛神經元反應。
耶魯大學心理學和神經科學副教授，吳蔡研究所和卡夫里神經研究所的一員，以及這項研究的主筆史蒂夫·張說，「大腦中有強烈的信號，是互動社交凝視的信號。」
從兩人的凝視中提取信息的現象，在藝術和文學中已經被記錄了數千年，但是科學家們經歷了一段艱難時期來揭示大腦是如何完成這一微妙的壯舉的。他們對社交感知的神經生物學進行了廣泛的研究，通常是在人們看到特定的靜態圖像時，比如憤怒或者高興的臉，或者直面或迴避的眼神，對他們的大腦進行掃描。儘管如此，兩個人的思想互動——當他們動態的且相互的從對方眼中提取信息的互動，還是很難把握。
他們發現，在眼神相互交流的時候，特定的社交調節神經元在不同的時間，觸發多個大腦區域。例如，當一個人開始相互眼神交流時，一組神經元被激活，但當這個人跟隨另一個人的目光時，一些神經元標記了自己與另一個人眼睛的相對距離，但當接收到另一個人的凝視時，仍然有另一組神經元標記出另一個人離自己有多近。
發生神經元激活的大腦區域，為大腦如果評估凝視的意義提供了線索。令人驚訝的是，在社交凝視互動中，部分網格神經元被激活，包括前額葉皮層——自控和決策的高層次思考的地方，以及杏仁核——處理情感和評估的中心。
史蒂夫·張說到，「除了杏仁核，前額葉皮層的多個區域被用來計算社交凝視互動的選擇性方面，這表明了在社交凝視互動中，更具有深思性的角色的重要性。」
他補充道，社交凝視互動可能在塑造社交連通性方面起著關鍵的作用，而大腦前額葉——杏仁核網路可能會實現這一點。
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