Η Xiaomeng (Mona) Xu, μεταδιδακτορική ερευνήτρια στην Ιατρική Σχολή του Warren Alpert στο πανεπιστήμιο Brown και το νοσοκομείο Miriam, αναφέρει σχετικά με τις αντιδράσεις του εγκεφάλου σε ένα χωρισμό:
Βρίσκεστε στο μέσο ενός χωρισμού και νιώθετε ένα τελείως διαφορετικό άτομο. Ξοδεύετε αρκετό χρόνο επιθυμώντας την παρουσία του/της πρώην σας, ελέγχετε τις ενημερώσεις του προφίλ του/της στο facebook και αναρωτιέστε τι πήγε στραβά. Αυτή η μετάπτωση στα μοτίβα της σκέψης και της συμπεριφοράς σας μπορεί να προκαλείται από νευρικές αλλαγές που συμβαίνουν όταν κάποιος χωρίζει.
Μελέτες σε εγκεφαλικές μαγνητικές τομογραφίες έδειξαν πως όταν κάποιος αντιμετωπίζει την απόρριψη, ακόμα και από έναν ξένο, τότε ενεργοποιούνται κάποιες περιοχές του εγκεφάλου, όπως όταν νιώθουμε φυσικό πόνο. Σε μια μελέτη, η βιολόγος-ανθρωπολόγος Helen Fisher του πανεπιστημίου Rutgers, στρατολόγησε άτομα τα οποία ήταν αρκετά γενναία ώστε να κάθονται ακίνητα μέσα σε έναν μαγνητικό τομογράφο ενώ κοιτούσαν φωτογραφίες του ατόμου που πρόσφατα τους είχε χωρίσει. Οι συμμετέχοντες στο πείραμα έδειξαν αυξημένη εγκεφαλική δραστηριότητα σε διάφορες περιοχές του εγκεφάλου οι οποίες σχετίζονται με την ανταμοιβή, το κίνητρο, τον εθισμό και την ψυχαναγκαστική συμπεριφορά. Αυτή η ανακάλυψη βοηθάει να εξηγηθεί το γιατί παλεύουμε να απαλλαγούμε από τη σκέψη του πρώην συντρόφου μετά το χωρισμό.
Ο θρήνος μπορεί να είναι μέρος της διαδικασίας του χωρισμού. Σε μια μελέτη που αφορούσε πάλι μαγνητική τομογραφία εγκεφάλων, οι ερευνητές ζήτησαν από τις γυναίκες που είχαν χωρίσει πρόσφατα να σκεφτούν τον πρώην τους ενώ βρίσκονταν μέσα σε έναν μαγνητικό τομογράφο. Ανακαλύφθηκαν μοτίβα εγκεφαλικής δραστηριότητας που σχετίζονταν με αισθήματα λύπης, αναμασήματος του παρελθόντος καθώς και χρόνιας κατάθλιψης.
Για κάποια άτομα, η ψυχολογική συντριβή ενός χωρισμού μπορεί να συνεχιστεί μήνες μετά το χωρισμό. Γερμανοί ερευνητές, ερευνώντας μια μικρή ομάδα ατόμων που παρέμενε "κολλημένη" στους πρώην συντρόφους τους ακόμη και έξι μήνες μετά το χωρισμό, εντόπισαν εγκεφαλικά μοτίβα που σχετίζονταν με την κατάθλιψη. Τέτοια μοτίβα έχουν να κάνουν συνήθως με περιορισμένη δραστηριότητα του κροταφικού λοβού καθώς και του πρόσθιου και οπίσθιου φλοιού του εγκεφάλου.
Μολονότι τέτοιες μελέτες δείχνουν ότι ο πόνος του χωρισμού σχετίζεται με την εμμονή και τη θλίψη, τα ευρήματα είναι περιορισμένα. Η γνώση που έχουμε στο αντικείμενο, προέρχεται κυρίως από έρευνες στις οποίες ζητείται από τους συμμετέχοντες να σκεφτούν τον/την πρώην σύντροφό τους, κάτι που πιθανότατα δεν μπορεί να γίνει ανά πάσα στιγμή. Επιπλέον, οι μελέτες αφορούν κυρίως στα "θύματα" του χωρισμού και όχι τους "θύτες", ενώ ταυτόχρονα επικεντρώνονται μόνο στη θλίψη και τον ψυχικό πόνο που νιώθει κάποιος μετά το χωρισμό. Ευτυχώς για πολύ κόσμο όμως, τα αρνητικά αυτά συναισθήματα σταδιακά αμβλύνονται και η ζωή συνεχίζεται. Για άλλους το σοκ του χωρισμού μπορεί να έχει ακόμα και θετικό αντίκτυπο, επιτρέποντας σε ένα άτομο να φύγει από μια προβληματική σχέση και να μπορέσει να ερωτευτεί ξανά.
