对有些人来说，看到别人的痛楚不仅仅会给他们带来情绪上的不安，他们甚至会真实地感觉到别人的疼痛。这种名为“通感疼痛”的状况主要发生在截肢者的身上。
有些截肢者会有幻肢疼痛的情况出现，即他们能感觉到已经不在的肢体上有疼痛感。但通感疼痛与幻肢疼痛是不同的，通感疼痛不是自然而然产生的，患者在看到或者想到痛苦后才会触发通感疼痛。
简•巴雷特（JaneBarrett）在一次摩托车事故中失去了一条腿，之后她就不时地经历通感疼痛。每当她听到丈夫的电动工具发出的声响或是看见一把刀子，她就会感到幻肢上传来阵阵刺痛。
当我们目睹或是想象痛苦的情景时，脑部负责处理真实痛苦感觉的区域就会被激活。这被称为镜像神经元系统，现在普遍认为这有助于我们理解别人的活动和情绪。但由于抑制机制通常会弱化大脑的反应，所以脑部被激活的程度就达不到身体真实感到疼痛时被激活的那个高度。
澳大利亚莫纳什大学的贝尔纳黛特.菲茨吉本（BernadetteFitzgibbon）觉得，在通感疼痛中，抑制机制可能自身就被抑制住了。菲茨吉本和同事们请8位有过幻肢和通感疼痛经历的截肢者、10位只经历过幻肢疼痛的人和10位健康人观看可能会让人觉得手或脚疼痛的图片，以及一些不会想起疼痛的图片，并用脑电图来记录他们的大脑活动。在观看这些图片时，有过通感疼痛体验的人α(Alpha)和θ(Theta)脑电波要比其他人的弱，这种减弱预示着他们神经活动的加强，也就是说他们的镜像神经元系统被激活的程度更高。
菲茨吉本认为断肢造成的创伤经历可能会增强断肢者对他人疼痛的敏感程度。当遇到危险时，我们的身体会自然而然的对疼痛有着高警觉感，痛阈值会减小，这样我们就会对微小的刺激产生痛觉，而通感疼痛可能是一种对疼痛而产生的不正常的、持久的高警觉感。
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