恐惧的神经回路
杏仁核是恐惧中枢。有位被神经学家称为“S.M.”的妇女，患上了罕见的大脑疾病，杏仁核受到破坏（其他大脑组织没有受到影响），病人从此失去了恐惧感。她无法识别他人面部的恐惧表情，自己也做不出恐惧的表情。用治疗她的神经学家的话来说，“如果有人拿枪指着S.M.的头部，她智力上知道应该害怕，但她不会像你我那样感到害怕”。
神经科学家精确地绘制了恐惧的神经回路，不过以当前的技术水平还无法彻底探明任何一种情绪完整的神经回路。恐惧是理解情绪神经动力学的适当案例。在进化过程中，恐惧有着特别显著的地位：它对人类生存的关键作用也许超过其他所有情绪。当然在现代社会，不恰当的恐惧是日常生活的祸根，使我们饱受烦躁、苦恼以及其他形形色色忧虑的折磨，如果发展到病态的极端，就是惊恐发作、恐惧症或强迫症。
假设有天晚上你独自在家看书，突然听到隔壁房间传来轰隆声。你大脑接下来的反应，恰好是观察恐惧神经回路运转、杏仁核发挥警报系统作用的良机。大脑的第一条神经回路首先把声音作为粗糙的物理声波接收进来，然后把声音转化成大脑语言，让你吃了一惊，警惕起来。这条神经回路从耳朵传到脑干，然后再到杏仁核。在那里出现了两条独立的分支：一个是较小束的神经投射，传到杏仁核以及附近的海马体，另一个较大束的通道传到颞叶的听觉皮层，声音在这里进行分类和理解。
海马体是记忆的关键储存场所，它迅速地在你以前听到的其他类似声音和“轰隆声”之间进行比对，识别是否是熟悉的声音——你能一下子识别出这个“轰隆声”吗？与此同时，听觉皮层对声音进行更加精密的分析，试图探寻声音的来源——是猫咪弄出来的？还是百叶窗被风吹动？听觉皮层提出假设——比如，也许是猫咪把桌子上的台灯撞倒在地，还有可能是小偷，然后把信息传到杏仁核和海马体，海马体能够迅速地用相似的记忆与之进行比较。
如果结论是可以消除疑虑（只有在风很大的日子，百叶窗才会砰砰作响），总体的警觉不会升级到更高的水平。但如果你仍然不确定，另一束在杏仁核、海马体以及前额皮层之间进行反射的神经回路会增强你的不确定感，促使你集中注意力，更加迫切地识别声音的来源。如果经过更敏锐的分析仍然不能得到满意的答案，杏仁核就会拉响警报，杏仁核中枢区域激活下丘脑、脑干以及自主神经系统。
作为大脑中枢警报系统，杏仁核超级精密的构造在个体担忧和潜意识焦虑的时候发挥作用。杏仁核内有几束神经元，每束都可以发出独特的神经投射，使感受器分泌出不同的神经递质，这个过程有点像家庭警报公司的操作员随时候命，在家庭安全系统发出警报时，向当地消防队、警察局和邻近地区发出求救信号。
杏仁核的不同部位负责接收不同的信息。杏仁核的外侧核接收来自丘脑以及听觉和视觉皮层的投射信息，气味通过嗅球传送到杏仁核的皮质内侧，味道和内脏的信息则传到杏仁核的中枢区域。这些输入的信号使杏仁核像一个持续保持警惕的哨兵，对每一种感觉体验进行探究。
神经投射从杏仁核传递到大脑的各个主要部位。神经束从杏仁核的中枢和内侧区域传到海马区，海马体分泌出体内紧急反应物质——CRH（促肾上腺皮质激素释放激素），CRH在其他激素的串联作用下驱动身体作出“战斗或逃跑”的反应。杏仁核的基底区向纹状体发出神经束，把大脑的运动系统联结起来。然后，经由附近的中央核，杏仁核通过髓质向自主神经系统发出信号，在心血管系统、肌肉组织以及内脏激活广泛而遥远的回应。
从杏仁核的基底外侧部，警报信息传递到扣带回，以及被称为“中央灰质”的纤维束，即调节大块骨骼肌肉的神经细胞。这种细胞促使小狗咆哮、小猫弓起背部，以震慑入侵领地的外来者。同样的神经回路促使我们人类收紧声带肌肉，发出恐吓的尖叫声。
从杏仁核到脑干的蓝斑还有另一条神经通道，这条神经回路反过来制造去甲肾上腺素，并将其扩散到整个大脑。去甲肾上腺素的作用是提高接受去甲肾上腺素的大脑区域的总体反应性，使感觉神经回路变得更敏感。去甲肾上腺素遍布大脑皮层、脑干以及边缘系统本身，使得大脑处于警惕的状态。此时即使是房屋中常见的吱嘎声也会引起你的恐惧。这些变化大多数没有进入意识层面，因此你根本没有意识到你感到害怕。
不过当你真正开始感到恐惧时，也就是说，本来处于潜意识的焦虑进入了意识层面，杏仁核不间断地发出反应的命令。杏仁核对脑干内的细胞发出信号，要求在脸上流露害怕的表情，使你紧张起来，容易受惊吓，停止肌肉正在进行的其他不相关的运动，加快心跳和提高血压，使呼吸放缓（你也许注意到在感到害怕之初，你突然屏住呼吸，是为了听清楚是什么使你感到害怕）。这些反应只是杏仁核和相连区域在危机时集结大脑，指挥大脑作出的广泛协调的变化的一部分。
与此同时，杏仁核及其相连的海马体一起指挥神经细胞发送关键的神经递质，比如，激发多巴胺的分泌，使你全神贯注于恐惧的来源（比如奇怪的声音），并让你的肌肉作好随时反应的准备。同时，杏仁核向视觉和注意力感觉区域发出信号，确保眼睛搜寻出与当前紧急状况最相关的东西。大脑皮层的记忆系统同步进行调整，随时优先唤起与特定情绪紧急状况最相关的知识和记忆，其他无关的想法必须为其让路。
一旦发出这些信号，你就完全进入恐惧状态。你意识到内脏的收缩，心跳加快，脖子和肩膀周围的肌肉收紧，或者四肢发抖；随后你留神听声音的时候，身体一动不动，你在快速地盘算可能潜伏的危险以及应对方式。这整个过程，从吃惊到不确定，再到担忧和恐惧，是在一秒钟左右的时间内完成的。