對有些人來說，看到別人的痛楚不僅僅會給他們帶來情緒上的不安，他們甚至會真實地感覺到別人的疼痛。這種名為“通感疼痛”的狀況主要發生在截肢者的身上。

有些截肢者會有幻肢疼痛的情況出現，即他們能感覺到已經不在的肢體上有疼痛感。但通感疼痛與幻肢疼痛是不同的，通感疼痛不是自然而然產生的，患者在看到或者想到痛苦后才會觸發通感疼痛。

簡•巴雷特(Jane Barrett)在一次摩托車事故中失去了一條腿，之后她就不時地經歷通感疼痛。每當她聽到丈夫的電動工具發出的聲響或是看見一把刀子，她就會感到幻肢上傳來陣陣刺痛。

當我們目睹或是想象痛苦的情景時，腦部負責處理真實痛苦感覺的區域就會被激活。這被稱為鏡像神經元系統，現在普遍認為這有助于我們理解別人的活動和情緒。但由于抑制機制通常會弱化大腦的反應，所以腦部被激活的程度就達不到身體真實感到疼痛時被激活的那個高度。

專家覺得，在通感疼痛中，抑制機制可能自身就被抑制住了。菲茨吉本和同事們請8位有過幻肢和通感疼痛經歷的截肢者、10位只經歷過幻肢疼痛的人和10位健康人觀看可能會讓人覺得手或腳疼痛的圖片，以及一些不會想起疼痛的圖片，并用腦電圖來記錄他們的大腦活動。在觀看這些圖片時，有過通感疼痛體驗的人α(Alpha)和 θ (Theta)腦電波要比其他人的弱，這種減弱預示著他們神經活動的加強，也就是說他們的鏡像神經元系統被激活的程度更高。

斷肢造成的創傷經歷可能會增強斷肢者對他人疼痛的敏感程度。當遇到危險時，我們的身體會自然而然的對疼痛有著高警覺感，痛閾值會減小，這樣我們就會對微小的刺激產生痛覺，而通感疼痛可能是一種對疼痛而產生的不正常的、持久的高警覺感。