Sử dụng phương pháp chụp cộng hưởng từ chức năng (fMRI), các nhà nghiên cứu đã chỉ ra rằng não của chó kích hoạt các mô hình thần kinh khác biệt khi nhìn thấy khuôn mặt vui, giận, sợ hãi và buồn của con người . Nghiên cứu năm 2026 phát hiện ra rằng chó có thể phân biệt không chỉ giữa biểu hiện tích cực và tiêu cực, mà còn giữa các cảm xúc tiêu cực khác nhau (sợ hãi so với buồn so với tức giận) .
"Đây là lần đầu tiên chứng minh rằng não chó có thể phân biệt giữa các cảm xúc có cùng mức độ (valence)," Tiến sĩ Laura Cuaya, đồng tác giả của nghiên cứu, cho biết .
Các nghiên cứu fMRI trên chó đã xác định các khu vực của tân vỏ não (neocortex) - bao gồm vỏ não thái dương (temporal cortex) - phản ứng đặc biệt với khuôn mặt, cơ thể và biểu cảm cảm xúc của con người . Đặc biệt, khuôn mặt cười kích hoạt mạnh vỏ não thái dương ở chó .
Bộ não của chó xử lý các âm thanh giàu cảm xúc của con người (tiếng cười, tiếng khóc) theo cách tương tự như vỏ não thính giác của con người. Điều này cho thấy sự hội tụ thần kinh giữa các loài đối với các tín hiệu cảm xúc bằng giọng nói .
Khi chó nhìn thấy người chăm sóc chính của mình (so với người lạ), các cấu trúc liên quan đến cảm xúc và phần thưởng ở não bộ được kích hoạt - bao gồm hạch hạnh nhân (amygdala), thùy đảo (insula), nhân đuôi (caudate) và vỏ não đai (cingulate cortex) . Vùng dưới đồi (hypothalamus) cho thấy sự kích hoạt mạnh nhất khi người chăm sóc có một tương tác xã hội tích cực .
Một phát hiện trung tâm từ nghiên cứu là khả năng đọc cảm xúc của con người chủ yếu là sản phẩm của quá trình thuần hóa, chứ không phải do được huấn luyện đặc biệt.
Quá trình thuần hóa liên quan đến việc chọn lọc các đặc tính như "sự hiền lành, khả năng giao tiếp và xử lý thị giác/xã hội" cùng với các đặc điểm như sự gắn bó và khả năng nhìn theo ánh mắt - tất cả đều liên quan đến những thay đổi về sinh học thần kinh . Áp lực chọn lọc này đã định hình não bộ của chó để vốn đã nhạy bén với các tín hiệu cảm xúc của con người .
Các nghiên cứu so sánh cho thấy não bộ và hành vi của loài chó hiện đại khác biệt đáng kể so với loài sói, và quá trình thuần hóa đã thúc đẩy những thay đổi cụ thể trong cấu trúc não liên quan đến nhận thức xã hội . Một nghiên cứu năm 2025 trên tạp chí Journal of Neuroscience đã so sánh trực tiếp sự khác biệt về não bộ và hành vi ở các dòng chó tiền hiện đại và hiện đại, tìm thấy bằng chứng cho thấy thuần hóa đã định hình lại các mạch thần kinh liên quan đến hành vi xã hội hướng đến con người .
Sói, chó và con người có chung các cơ chế não bộ tương đồng để xử lý các cảm xúc cơ bản, căng thẳng và sự bình tĩnh - một bộ công cụ xã hội chung có từ trước khi thuần hóa . Tuy nhiên, quá trình thuần hóa dường như đã khuếch đại và chuyên biệt hóa các mạch này ở chó để đọc biểu hiện của con người .
Điều đáng chú ý là toàn bộ quy trình chụp fMRI trên chó tỉnh táo phụ thuộc vào việc huấn luyện tăng cường tích cực chuyên sâu để giữ cho chó nằm yên và thoải mái bên trong máy quét . Phương pháp này hiện đã được thiết lập tốt: chó được huấn luyện tình táo, không bị kiềm chế và không bị an thần .
Chó thể hiện phản ứng thần kinh mạnh mẽ hơn đối với những người quen thuộc so với người lạ, và mức độ gắn bó hoặc lịch sử huấn luyện điều chỉnh sự kích hoạt não ở các vùng xử lý cảm xúc . Mối quan hệ xã hội cụ thể của một con chó với người chủ của nó định hình cách não của nó phản ứng với cảm xúc của người đó .
Khả năng cốt lõi để phân biệt cảm xúc của con người tồn tại ngay cả ở những con chó cưng chưa qua huấn luyện, cho thấy đây là sản phẩm của quá trình thuần hóa và tiếp xúc xã hội thông thường chứ không phải là huấn luyện chuyên biệt . Tuy nhiên, huấn luyện có thể tăng cường sự chú ý đến các tín hiệu của con người và củng cố các mạch thần kinh liên quan.
Quá trình thuần hóa đã "cài đặt cứng" não bộ của chó để nhạy cảm với cảm xúc của con người thông qua quá trình chọn lọc các mạch nhận thức xã hội. Sau đó, việc huấn luyện và kinh nghiệm xã hội cá nhân sẽ tinh chỉnh các mạch này, nhưng chúng không phải là nguồn gốc của khả năng - kiến trúc thần kinh đã được định hình bởi hàng ngàn năm tiến hóa chung.