Thoạt nhìn, họ có thể trông giống hệt nhau, nhưng não bộ của những người có và không có đặc điểm thái nhân cách khác nhau về cách hoạt động. Điều này đã được chứng minh qua nhiều nghiên cứu khoa học sử dụng hình ảnh quét, cho phép quan sát hoạt động của não và các kết nối giữa những vùng não cụ thể.
Một trong những khác biệt chính được nghiên cứu nằm ở vỏ não trước trán, vùng nằm phía sau trán, đóng vai trò điều hòa cảm xúc, kiểm soát sự bốc đồng và đưa ra quyết định. Những thay đổi cũng được xác định ở hạch hạnh nhân, một cấu trúc não quan trọng trong việc xử lý cảm xúc như nỗi sợ và đưa ra quyết định.

Một trong những ví dụ đáng ngạc nhiên nhất về nghiên cứu này xảy ra vào năm 2005, khi James Fallon, một nhà thần kinh học tại Đại học California, Irvine, đang xem xét các ảnh quét não trong khuôn khổ nghiên cứu về hành vi bạo lực.
Khi xem lại các hình ảnh, ông phát hiện một bộ não có hoạt động giảm đáng kể ở một số vùng phía trước, đặc biệt là những vùng liên quan đến điều hòa cảm xúc và kiểm soát sự bốc đồng.

Điều Fallon không ngờ tới là phát hiện ra rằng đó chính là não bộ của ông.
Nhà nghiên cứu đã đưa hình ảnh của chính gia đình mình vào một nghiên cứu và, khi xem lại kết quả mà không biết danh tính những người tham gia, ông nhận ra một kiểu hoạt động não mà ông liên hệ với chứng thái nhân cách. Khi kiểm tra xem ảnh quét đó là của ai, ông phát hiện mình đang nhìn vào chính não bộ của mình.
Điều khiến ông càng bất ngờ hơn là khi so sánh nó với hình ảnh của vợ và các con, vốn cho thấy những kiểu hoạt động khác biệt.

Tuy nhiên, có một mâu thuẫn quan trọng: Fallon không phải là kẻ sát nhân và cũng không có tiền sử phạm tội bạo lực.
Bản thân nhà thần kinh học cho rằng một phần nguyên nhân của sự khác biệt này nằm ở cách ông được nuôi dạy. Ông giải thích rằng mình lớn lên trong một gia đình giàu tình thương và ổn định, điều mà ông cho là thiết yếu để hiểu vì sao hành vi của mình khác với một số người mà ông đã nghiên cứu não bộ.
Câu chuyện của ông đặt ra một câu hỏi mà các nhà khoa học đã tìm cách giải đáp trong nhiều thập kỷ: Sinh học ảnh hưởng đến tính cách của chúng ta đến mức nào, và bao nhiêu phần phụ thuộc vào môi trường nơi chúng ta lớn lên?
