วิทยาศาสตร์ของการรับรู้อารมณ์ต้องอธิบายความสัมพันธ์ระหว่างสภาวะจิตใจที่เป็นอัตตวิสัย และสภาวะสมองที่เป็นปรวิสัยอย่างแม่นยำ กล่าวคือ อธิบายความสัมพันธ์ระหว่างจิตที่รับรู้อารมณ์ (conscious mind) และปฏิกิริยาเคมีไฟฟ้าในสมอง. ความก้าวหน้าของปรัชญาประสาท (neurophilosophy) ที่ผ่าน ๆ มา มาจากความใส่ใจในสมอง ไม่ใช่ในจิตใจ ในพื้นเพภูมิหลังเช่นนี้ ประสาทสัมพันธ์แห่งการรับรู้อารมณ์ (ซึ่งอยู่ในสมอง) สามารถที่จะพิจารณาได้ว่า เป็นเหตุของการรับรู้อารมณ์, และการรับรู้อารมณ์สามารถที่จะพิจารณาได้ว่า เป็นคุณสมบัติแปรตาม (dependent property) ของระบบชีวภาพ (biological system) บางอย่างที่ซับซ้อน ที่ปรับตัวแก้ไขตนเองได้ ที่มีความเชื่อมโยงสัมพันธ์ซึ่งกันและกันอย่างสูง และเป็นระบบชีวภาพที่ยังไม่มีการนิยามที่ชัดเจน[4]

การค้นพบและการแสดงลักษณะเฉพาะของประสาทสัมพันธ์ (neural correlates) คงไม่ทำให้ปรากฏซึ่งทฤษฎีของการรับรู้อารมณ์ (theory of consciousness) ที่จะสามารถอธิบายว่า ระบบอย่างหนึ่ง ๆ สามารถที่จะรู้สึกถึงสิ่งใดสิ่งหนึ่งได้อย่างไร หรือว่า ระบบอย่างหนึ่ง ๆ เกี่ยวข้องกับการรับรู้อารมณ์ได้อย่างไร นี่แหละที่เรียกกันว่า ปัญหายากของการรับรู้อารมณ์ (hard problem of consciousness)[5] แต่ความเข้าใจในประสาทสัมพันธ์แห่งการรับรู้อารมณ์น่าจะเป็นก้าว ๆ หนึ่งเข้าไปสู่ทฤษฎีเช่นนั้น นักประสาทชีววิทยาโดยมากสันนิษฐานว่า ตัวแปรที่ทำให้เกิดการรับรู้อารมณ์น่าจะอยู่ที่เซลล์ประสาท ที่มีความเป็นไปตามหลักฟิสิกส์แบบฉบับ (classical physics) แม้ว่านักวิชาการบางคนจะได้เสนอทฤษฎีการรับรู้อารมณ์แบบควอนตัม ที่เป็นไปตามหลักกลศาสตร์ควอนตัม (quantum mechanics)[6] อย่างไรก็ดี ในบทความตีพิมพ์ปี 2549 ของนักวิทยาศาสตร์ประสาทคอชฮ์และนักฟิสิกส์เฮพพ์ สรุปความลงได้ว่า ทฤษฎีการรับรู้อารมณ์แบบควอนตัมปราศจากความน่าเชื่อถือและหลักฐาน และไม่จำเป็น[7][8]

เพราะว่า เครือข่ายเซลล์ประสาทมีระบบซ้ำสำรอง (redundancy) และระบบขนาน (parallelism) หลายระบบ ดังนั้น แม้ว่าปรากฏการณ์ในเซลล์ประสาทกลุ่มหนึ่งจะมีความสัมพันธ์กับอารมณ์ที่รับรู้ (percept) ในกรณีหนึ่ง แต่กลุ่มเซลล์ประสาทอีกกลุ่มหนึ่งก็อาจจะอำนวยให้เกิดอารมณ์ที่รับรู้ที่เกี่ยวข้องกันกับกรณีแรก ถ้าเซลล์ประสาทกลุ่มแรกถูกทำลายหรือทำให้หมดสมรรถภาพไป. อาจจะเป็นไปได้ว่า ในทุก ๆ กรณี สภาวะจิตใจที่เป็นอัตวิสัยและตนรู้ได้ ต้องมีประสาทสัมพันธ์ เพราะฉะนั้น ในกรณีที่ประสาทสัมพันธ์แห่งการรับรู้อารมณ์เกิดขึ้นโดยการเหนี่ยวนำประยุกต์ (induced artificially) สัตว์ทดลองนั้นย่อมประสบอารมณ์ที่เกี่ยวข้องกันกับประสาทสัมพันธ์นั้น อีกทั้งการรบกวนหรือการทำให้หมดสมรรถภาพซึ่งประสาทสัมพันธ์ของอารมณ์อย่างหนึ่ง ย่อมมีผลต่ออารมณ์นั้น หรือทำให้อารมณ์นั้นหายไป แสดงความเป็นเหตุและผลของประสาทสัมพันธ์และอารมณ์นั้น ๆ

ประเด็นเรื่องที่ได้รับการวิจัยในหลายปีที่ผ่านมา

ประเด็นเรื่องที่ได้รับการวิจัย และปรากฏความก้าวหน้าในหลาย ๆ ปีที่ผ่านมา มีดังต่อไปนี้ [9]

• อะไรเป็นลักษณะเฉพาะของประสาทสัมพันธ์แห่งการรับรู้อารมณ์ (NCC)
• อะไรเป็นคุณสมบัติสาธารณะของประสาทสัมพันธ์แห่งการเห็นและการได้ยิน
• ประสาทสัมพันธ์แห่งการรับรู้อารมณ์ต้องอาศัยเซลล์ประสาทพีรามิดทั้งหมดในคอร์เทกซ์ในช่วงเวลาหนึ่ง ๆ หรือไม่
  • หรือกับเซลล์ประสาทส่วนหนึ่ง ๆ ในสมองกลีบหน้าที่ส่งสัญญาณระยะไกลให้กับคอร์เทกซ์ประสาทสัมผัสด้านหลังเท่านั้น
  • หรือกับเซลล์ประสาทที่ยิงสัญญาณแบบเป็นจังหวะ (rhythmic)
  • หรือกับเซลล์ที่ยิงสัญญาณแบบประสาน (synchronous)

วิวัฒนาการที่จะนำไปสู่ทฤษฎีของการรับรู้อารมณ์

ความสามารถที่เพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ ของนักประสาทวิทยาที่จะบังคับเซลล์ประสาทโดยเทคนิคต่าง ๆ ที่มาจากอณูชีววิทยา ร่วมกันกับการใช้อุปกรณ์นำแสงในการทดลอง (ตัวอย่างเช่นในงานของ อดาแมนทิดิสและคณะ ปี 2550) อาศัยวิวัฒนาการที่เป็นไปพร้อม ๆ กันของ

1. การวิเคราะห์พฤติกรรม (behavioral assays)
2. สัตว์ทดลองตัวแบบ (model organisms)

ที่ง่ายกับการวิเคราะห์และการจัดแจงจีโนมที่เป็นไปอย่างกว้างขวาง ความเป็นไปร่วมกันของ

1. การวิเคราะห์เซลล์ประสาทขั้นละเอียดในสัตว์ทดลองตัวแบบ
2. เทคนิคการบันทึกภาพของการทำงานของร่างกายจิตใจและสมองของมนุษย์ที่ละเอียดขึ้นเรื่อย ๆ
3. วิวัฒนาการแห่งทฤษฎีเชิงพยากรณ์ที่สมบูรณ์

สิ่งเหล่านี้นี่แหละ ที่น่าจะนำไปสู่ความเข้าใจที่สามารถแสดงเหตุและผลของการรับรู้อารมณ์ อันเป็นธรรมชาติลึกลับที่สำคัญอย่างหนึ่งของชีวิต