Jest już dobrze udokumentowane, że mózgi osób o wysokiej wrażliwości działają inaczej podczas odbierania bodźców niż u większości ludzi. Na przykład, w jednym z badań uczestnicy byli poproszeni o zwrócenie uwagi na subtelną różnicę w krajobrazach. Podczas tego testu, mózgi osób o wysokiej wrażliwości wykazały większą aktywność w obszarach odpowiedzialnych za przetwarzanie informacji wzrokowych i uwagi, w porównaniu do osób o normalnej reakcji na bodźce.
Geny są odpowiedzialne za różnice w reakcjach mózgu między różnymi osobami, ale obecnie wiemy tylko o dwóch składnikach genetycznych mających znaczenie dla tej kwestii. Niektórzy naukowcy sądzą, że wysoka wrażliwość na bodźce wynika z ewolucji i ma na celu umożliwienie przetrwania naszego gatunku. Osoby o wysoko wrażliwej osobowości są bardziej świadome różnych możliwości, w tym zdobywania żywności, a także potencjalnych zagrożeń. Charakteryzują się niską impulsywnością i skłonnością do unikania ryzyka, a także dłuższym czasem podejmowania decyzji, co sprzyja trafnym wyborom.