1944年4月11日，一位名叫T. C. Erickson的医生就一位他称之为C. W.夫人的患者向芝加哥神经学会发表讲话。这位女士43岁时，开始在夜晚频繁醒来，感觉自己好像在性交——或者如她对Erickson所说，感觉“浑身发烫”。随着时间的推移，她的燥热感发作得越来越频繁，甚至在白天也会发生，并开始伴随让她无法说话的癫痫发作。Erickson在C. W.夫人54岁时为她检查，诊断她患有性欲亢进症。他开出的治疗方法在当时是令人震惊的普遍：用X射线照射她的卵巢。
尽管接受了X射线治疗，C. W.夫人的癫痫发作却变得更糟，使她一动不动，并感觉仿佛有蛋黄从喉咙里流下。Erickson开始怀疑她的性感受并非来自卵巢，而是来自她的大脑。医生们打开了她的头骨，发现了一个缓慢生长的肿瘤压迫着她的大脑。在肿瘤被切除并C. W.夫人康复后，癫痫发作消失了。“当被问及她是否还有‘激情的发作’时，”Erickson回忆道，“她说，‘不，我没有了；那些都是可怕的东西。’”
C. W.夫人的经历虽然罕见，但并非绝无仅有。1969年，两位佛罗里达医生写信给《神经病学》杂志，讲述了一位患者经历类似激情发作的情况。她会双手捶打胸口，命令丈夫满足她。通常，这位女士醒来时对刚才发生的一切毫无记忆，但有时她会在癫痫发作中倒在地板上。她的医生诊断她患有癫痫病，这很可能是由于梅毒损害了她大脑的某些部分所致。最近，在2004年，台湾的医生描述了一位女士，她抱怨说，当她刷牙时，她会感到一阵阵的性高潮。羞耻感让她沉默了多年，直到她的发作导致她失去意识。医生为她检查后，诊断她患有癫痫病，原因是一小块受损的大脑组织。
这些故事都包含着关于神秘的性神经科学的一点线索。一百年前，西格蒙德·弗洛伊德认为性欲是人类生活的主要驱动力。此后，心理学家和社会学家绘制了人类性行为的巨大差异图谱。如今，制药公司通过给老化的性器官带来新的活力而赚取了数十亿美元。然而，尽管这些研究领域对性投入了如此多的关注，神经科学家们却远远落后。他们仅有的一点了解，也来自C. W.夫人这样的罕见病例。
病例研究确实弄清楚了几件事。首先，它们证明了性快感不仅仅是身体的一系列简单反射。毕竟，大脑中癫痫式的电爆发本身就能引发从欲望到狂喜的一切。临床案例还指出了可能与性体验相关的大脑区域。2007年，雪城大学的认知神经科学家Stephanie Ortigue和日内瓦大学精神病学中心的精神病学家Francesco Bianchi-Demicheli回顾了C. W.夫人的病例和其他19例自发性高潮的案例。在其中80%的案例中，医生将癫痫定位在颞叶。
然而，颞叶仍然是一块很大的区域。为了聚焦与性相关联的区域，神经科学家们需要扫描人们在有性相关想法时的大脑。但是，使用脑部扫描来研究性并非易事。大多数脑成像技术的工作原理与19世纪的相机一样：如果你想获得清晰的图像，你必须保持非常静止。即使如此，脑部扫描也只能在精心设计的实验中提供有意义的信息。如果你想找到对阅读至关重要的大脑部分，例如，你不能仅仅拍摄人们阅读时的大脑照片；视觉皮层执行着许多除了阅读之外的功能。因此，科学家们必须设计实验，以便他们能够比较阅读时大脑发生的情况与人们观看随机字母串或棋盘格图案时大脑发生的情况。研究大脑中的性也需要同样的精确性。
因此，关于大脑中性的首次成像研究才在过去的几年中出现。法国皮埃尔和玛丽·居里大学的神经科学家Serge Stoléru于2003年发表了一项关于性欲的研究。他和他的同事向15名男性展示了一系列图片和电影——有些是色情的，有些是普通的。为了记录被试者大脑的活动，科学家们使用了PET扫描：他们向志愿者注射了放射性示踪剂，然后追踪示踪剂在大脑中的移动情况。当神经元变得活跃时，放射性信号就会在这些区域累积，因为它们的能量会由周围的血管补充。
其中八名男性在性方面是正常的。另外七名患有性欲低下障碍。患有这种疾病的人很少经历性欲或幻想。Stoléru和他的同事们发现了这两组之间明显的差异。特别是，大脑前部附近的一块神经元区域——称为内侧眶额叶皮层——在有性欲障碍的男性中活跃，而在正常男性中却沉寂。内侧眶额叶皮层的工作之一是控制我们的情绪不至于失控。也许有性欲低下障碍的男性无法感受到欲望，是因为他们的大脑将他们的情绪压抑住了。
不幸的是，PET扫描需要几分钟才能捕捉一张图像。在这段时间里，尤其是在涉及性的情况下，会发生很多事情。因此，Stoléru和其他科学家已经转向一种更快捷的方法——功能性磁共振成像（fMRI），它通过测量大脑中的氧含量来监测活跃神经元的血液流动。这项技术可以在短短几秒钟内捕捉到工作中的大脑图像，并将活动区域定位到大约一毫米——约二十分之一英寸的精度。
使用fMRI，科学家们已经确定了许多当人们感到性欲时会启动的大脑区域。正如预期的那样，其中一些区域位于颞叶。其中一个区域，杏仁核，协调着强烈的情绪。另一个区域，海马体，负责管理我们的记忆。当我们把看到的和闻到的与过去的性体验联系起来时，它可能会变得活跃。但尽管弗洛伊德认为，性体验不仅仅是原始的情绪和联想。在fMRI扫描中亮起的大脑区域，包括一些与我们最复杂的思维形式相关联的区域。例如，前脑岛是我们用来反思自己身体状态的区域（比如，感知蝴蝶在胃里飞舞的感觉，或者头脑轻盈的感觉）。处理理解他人想法和意图的大脑区域似乎也与性感受有关。
然而，即使是fMRI研究的速度也不够快，无法捕捉活动的过程。它们无法告诉我们哪些大脑区域首先活跃，哪些后来活跃。因此，Ortigue和Bianchi-Demicheli正在更新一项最古老的大脑监测技术。几十年来，科学家们将电极贴在人们的头皮上来记录他们的大脑活动，并生成一种称为脑电图（EEG）的读数。过去，这种方法只能模糊地显示被试者大脑中发生的情况。头皮上的电极只能在电活动扩散到头骨之外、并在此过程中减弱和模糊后才能接收到。但EEG过程速度很快；它可以每秒捕捉1000张快照。
近年来，科学家们通过编写计算机程序，极大地提高了EEG的性能，这些程序可以比较来自头部多个位置的记录，然后计算出大脑的哪些区域产生了信号。这些程序可以精确定位到几毫米大小的区域，几乎与fMRI一样精确。
Ortigue和Bianchi-Demicheli通过在一组健康的志愿者头上放置128个电极，并向他们展示穿着泳衣的人的图片来测试改进后的EEG。然后，被试者需要判断他们看到的人是否具有吸引力，并按电脑键盘来记录他们的选择。这些EEG记录检测到了许多与早期fMRI研究中发现的相同区域的活动。但Ortigue和Bianchi-Demicheli首次能够观察到大脑不同区域何时变得活跃，并将读数组合成一部非凡的电影。
平均而言，Ortigue和Bianchi-Demicheli的被试者需要大约0.4秒才能意识到一个人是否具有吸引力并按下按钮。但在0.4秒内，他们的大脑发生了许多变化。有些部分变得活跃，然后又变得沉寂，然后再活跃。其他部分则经历了一系列不同的变化。
有趣的是，实验中看到的神经活动模式并不是从视觉处理中心有序地进展到情感中心，最后到达高级自我意识区域。事实上，“更高”的大脑区域开始响应并做出判断的时间异常早。Ortigue和Bianchi-Demicheli发现，当人们认为照片中的人具有吸引力或不具吸引力时，他们大脑的活动存在明显差异；这个决定在照片被查看后不到0.2秒就出现了。
Ortigue和Bianchi-Demicheli推测，大脑的几个不同部分正在分析来自眼睛的信息，并影响最终的反应。在某些情况下，信息流是从下往上进行的，来自视觉皮层和情感中心信号会流向大脑的更高区域。但这种影响也存在从上往下的情况。更高区域可能会让视觉皮层对某些类型的信息更加敏感——本质上，是在指导眼睛注意哪种人看起来具有性吸引力。处理自我意识和理解他人的大脑区域也可能在告诉情感中心应该感受什么。所有这一切都发生在大约半次眨眼的时间里，其详细过程的许多细节仍然相当模糊。
也就是说，关于性，我们还有很多东西要学。但至少我们已经远远超出了C. W.夫人那个时代。
