兒童社交恐懼癥的神經生化研究發現五羥色胺神經遞質的失調和社交恐懼癥有關系。這種神經遞質負責向大腦神經細胞傳遞信息,它們過多或者過少都可能會引起人們恐懼的情緒。
曾經有在自然雜志發表過一篇文章,通過對動物實驗發現,敲除相關的基因后,阻斷大腦皮質紋狀體、丘腦皮質神經傳導回路的小老鼠居然出現類似于人類強迫癥的一些行為。小鼠處于焦慮恐懼的狀態,反復抓自己的臉,直到毛皮破損甚至流血還停不下來,同時還會焦慮不安。神經傳導回路重新的連通以后,小鼠馬上停止抓臉,焦慮癥狀也減輕,這就解釋了神經回路傳導不暢是焦慮癥、恐懼癥的一個神經生理的一個病因。