Al detectar algo que representa un peligro, se activa un sistema de alarma en el organismo que lo prepara para sobrevivir, desencadenando toda una serie de reacciones fisiológicas. El miedo al dolor psicológico provoca las mismas reacciones fisiológicas que el miedo al dolor físico. Este sistema de alarma, se encuentra en la segunda capa del cerebro humano, el sistema límbico. El sistema límbico se encarga de controlar las respuestas de “huir o pelear”. Nuestra alarma interna solamente se activa cuando hay una situación de verdadero peligro. Dentro del sistema límbico hay una estructura llamada la amígdala, la cual se encarga de controlar y mediar emociones principales como el afecto, la agresión y el miedo. Es el centro de identificación de peligro, y es fundamental para la supervivencia. Al ser activada, desencadena miedo y ansiedad que ponen a la persona o animal en un estado de alerta total, alistándose para huir o pelear.

Toda la información que entra a través de los sentidos pasa por la amígdala, y ésta detecta cualquier señal de peligro. Mientras realizamos cualquier actividad, la amígdala está monitoreando todo lo que sucede a nuestro alrededor, incluso cuando dormimos, está atenta y ante cualquier sonido que pueda representar una amenaza, activa sus conexiones y hace que despertemos.

La amígdala y las estructuras cerebrales que detectan peligro, no identifican detalles, sino que están atentas a cualquier percepción burda, que pueda representar una amenaza, como puede ser una sombra, un movimiento extraño, un ruido, etc. Ante la primera percepción de un posible peligro, se desata una reacción de alerta en el organismo y sólo es hasta después que nos percatamos de lo que sucede y de si realmente existe un peligro o no. Por ejemplo, a todos nos ha pasado que oímos un ruido extraño en la casa e inmediatamente nos ponemos alertas, solo para descubrir instantes más tarde de que se trataba del gato.

Se han hecho experimentos con monos salvajes agresivos, a los cuales después de quitarles la amígdala, pierden todo su miedo a los humanos y su reacción agresiva. En los humanos el perder la amígdala no significa la pérdida total del miedo, ya que la amígdala es solamente una parte de un complejo sistema de miedo que incluye a otras partes del sistema límbico y de la corteza, sin embargo la pérdida de la amígdala en humanos si provoca cambios en la persona, haciéndola más calmada.

La función de alarma en el sistema nervioso produce un aumento de actividad de diversas funciones corporales como aumento en la presión arterial, intensificación del metabolismo celular, incremento de glucosa en la sangre, aumento en la coagulación sanguínea e incluso un aumento en la actividad mental. De igual manera la sangre se va a los músculos mayores, principalmente a las piernas, para tener suficiente energía para escapar si es necesario. El corazón comienza a trabajar a una velocidad muy por encima de lo habitual, llevando rápidamente hormonas como la adrenalina a todo el cuerpo y a los músculos. El sistema inmunológico se detiene, así como todas las funciones no esenciales en el cuerpo, para prepararlo para lo que venga: la huida o la pelea.

Todas estas reacciones son extremadamente útiles para la supervivencia. El cuerpo sabe exactamente qué debe de hacer ante la percepción de un peligro para maximizar las posibilidades de salir con vida. Ante la percepción de un peligro se agudizan todos nuestros sentidos. Abrimos más los ojos, y las pupilas se dilatan para recabar la mayor cantidad de información posible. En realidad es una gran ventaja que todo esto suceda de manera automática, y que no seamos nosotros quienes tenemos que activar la alarma y provocar todas estas reacciones. Nuestro trabajo simplemente se concentra en analizar la situación para tomar la mejor decisión según sea la amenaza.

Sin embargo, en algunas personas esta alarma se activa sin ninguna razón aparente. Cuando esto sucede, se da lo que se conoce como un ataque de pánico. Cuando la alarma se activa ante estímulos específicos, se da lo que se conoce como una fobia. En muchos casos, primero se presenta un ataque de pánico, y éste evoluciona hasta convertirse en una fobia. Por ejemplo, una persona que tiene un ataque de pánico mientras se encuentra en su automóvil manejando, puede desarrollar una fobia a manejar, ya que teme que vuelva a sufrir un ataque de pánico mientras lo hace. De hecho, el simple hecho de subirse al auto, desencadena en la persona toda una serie de reacciones de miedo, que son características de las fobias.

Las crisis de pánico en personas con fobias disparan la alarma, la persona comienza a sentir todas las reacciones fisiológicas primitivas de huir o pelear, e inmediatamente vienen a la mente imágenes catastróficas. El sistema límbico reacciona a esta situación una vez más, lo cual provoca un aumento aun mayor en los niveles de miedo. La respiración se altera, provocando cambios en la química sanguínea. Las glándulas endocrinas bombean hormonas, tales como la adrenalina, a la sangre. Al ser confrontado con un estímulo fóbico, las personas presentan un aumento en su ritmo cardiaco y su presión sanguínea. Cuando esto sucede, la persona percibe una confirmación de que sus síntomas iniciales eran de hecho indicadores de un peligro serio. Una sensación de peligro extremo invade a la persona, con lo cual el sistema límbico vuelve a reaccionar desencadenando la respuesta de miedo, volviéndose así un círculo vicioso que paraliza a la persona.

Los lóbulos frontales se encargan de cambiar la atención consciente de una cosa a otra, de acuerdo con lo que exigen las circunstancias. La capacidad de cambiar la atención consciente de los lóbulos frontales a voluntad es severamente disminuida en los trastornos de ansiedad. El sistema primitivo del miedo, por otro lado, tiende a fijar la atención en el objeto que percibe como amenazante. Fuerza a la conciencia a enfocarse en el objeto del miedo. En el caso de las fobias, la atención se fija totalmente en el objeto de la fobia, excluyendo todo lo demás.

Es por esto que cuando una persona con una fobia se encuentra frente al estímulo fóbico, su reacción es de un miedo muy intenso, a pesar de que las circunstancias no representen realmente una amenaza para la persona. Ella percibe solamente aquello que ve como amenazante y lo magnifica, excluyendo todo el contexto que podría ayudar a reducir esa sensación de vulnerabilidad y peligro.

El  condicionamiento pavloviano o condicionamiento respondiente, es un tipo de aprendizaje asociativo que fue demostrado por primera vez por Ivan Pavlov. La forma más simple de condicionamiento clásico recuerda lo que Aristóteles llamaría la ley de contigüidad. En esencia, el filósofo dijo "Cuando dos cosas suelen ocurrir juntas, la aparición de una traerá la otra a la mente". A pesar de que la ley de la contigüidad es uno de los axiomas primordiales de la teoría del condicionamiento clásico, la explicación al fenómeno dada por estos teóricos difiere radicalmente de la expuesta por Aristóteles, ya que ponen especial énfasis en no hacer alusión alguna a conceptos como "mente". Esto es, todos aquellos conceptos no medibles, cuantificables y directamente observables. El interés inicial de Pavlov era estudiar la fisiología digestiva, lo cual hizo en perros y le valió un premio Nobel(1904). En el proceso, diseñó el esquema del condicionamiento clásico a partir de sus observaciones:

EI  ------->  RI
     
EC  ------->  RC

La primera línea del esquema muestra una relación natural, no condicionada o incondicionada entre un estímulo (EI = Estímulo incondicionado o natural) y una respuesta (RI = Respuesta incondicionada). Los perros salivan (RI) naturalmente ante la presencia de comida (EI).

Sin embargo, en virtud de la contigüidad temporal, es posible que otro estímulo pase a evocar también la RI, aunque antes no lo hiciera. Por ejemplo, la presencia del sonido de un diapasón unos segundos antes de la presentación de la comida: después de algunos pocos ensayos, el ruido del diapasón evocaría confiablemente y por sí solo la respuesta de salivación. Se completa así la segunda línea, y la campana se convierte en un estímulo condicionado que produce una respuesta condicionada.