孤独最悲哀的一点，在于它会带来一种消极循环。感到孤独的人会在糟糕的社交经历中失去享受友情的信念，而这通常会带来更多的孤独。这看上去不太像是一种适应性行为，但专家解释说，这其实是由于人类演化到独处之时会进入一种自我保护模式。当没有亲朋好友的陪伴和支持时，我们的大脑会对威胁十分警惕，尤其是陌生人表现出的潜在危险信号。
目前为止，支持该说法的证据大多来源于行为实验。举个例子，当观看一个描绘社会场景的视频时，孤独者会花费更多时间来寻找社会威胁的信号，比如一个被朋友所忽略的人、一个人背向另一个人。还有一项尚未发表的研究表明，孤独者的注意力会更快地被与社会威胁相关的词汇所吸引，如拒绝、没人要。
现如今，芝加哥大学的夫妻档研究人员Stephanie和John Cacioppo——孤独的心理和神经科学方面的权威专家——和其同事首次提供证据表明，比起不孤独的人，孤独者的大脑对社会威胁和非社会威胁间差异的警惕更为敏锐。研究结果支持了他们的理论，即出于演化原因，孤独会引发大脑相关的改变，将我们置于社会性的紧张和警惕模式中。
研究人员采用一个孤独量表招募了38名非常孤独的人和32名不感到孤独的人(要注意的是，此处的孤独为主观上的孤独感，而非从亲朋好友的数量上定义)。随后，他们在参与者的脑袋上安置了128个传感器的电极阵列，这些传感器会用脑电图扫描器(EEG)记录下他们的脑波——EEG特别适用于测量短时间内的大脑活动变化。
当装置就位后，参与者被要求看一系列屏幕上的词汇，并尽快地按键反应其字的颜色。这是心理学中的一个经典测验，被称为Stroop测试。鉴于参与者被要求注意力集中在字的颜色而非词汇的意义上，故而任何由词汇的意义所带来的影响都被认为是自动的、潜意识的。
其中一些词汇是社会性的，包括积极的(如属于、派对)和消极的(如孤单、孤独)，而另一些词汇则是非社会性的，也包括积极的(如愉悦)和消极的(如悲伤)。令研究人员特别感兴趣的是，和非社会性的词汇比起来，他们对于社会性的消极词汇将会作何反应。为此，研究人员分析了参与者的脑波，以查看在观看了不同词汇类型后，大脑何时进入离散的微观状态——即大脑区域的持续状态被激活时的相对稳定阶段。当大脑进入一个新的微观状态时，就表示它开启了一个新的心理操作——即用一种新的方式处理刺激。
无论一个消极词汇是否为社会性的，在屏幕显示之后的280毫秒内，孤独者的大脑均会进入相同的3个离散微观状态。而在这之后，若消极词汇为社会性的，那么他们的大脑则会进入另一个特定的微观状态——涉及到注意力的控制的神经区域显著被激活，这表明他们进入了一个高度警惕的模式。而与之相对比的，则是非孤独者的大脑会持续之前的状态共480毫秒。这种差异看上去微妙，但却十分重要，它表明了孤独者的大脑是如何在基础层次上做好准备快速接收社会威胁。
由于这种效应发生的时间非常早，且是在Stroop测验中表现出来的，所以它表明了孤独者对社会威胁的警惕是一种内隐的、无意识的偏见。换句话说，他们并未意识到这一点。而在现实世界中，这也令人十分困扰。当人们感到孤独时，并不会对笑容线索更敏感，反而无意识地警惕搜寻诸如皱眉、怒骂等消极线索。对于我们的遥远祖先而言，缺乏社会联结是一个直接的威胁，因而这项技能使得孤独中的他们得以存活。但时至今日，这种状态对我们而言更多的是压力和无助。它甚至可以用来解释为何孤独者通常更不健康、寿命更短。