Hasil penelitian menunjukkan bahwa rangsangan pada penis meningkatkan aliran darah ke insula posterior dan korteks somatosensori sekunder di belahan kanan otak.
Sementara itu, aktivitas amigdala kanan justru menurun. Insula berperan penting dalam memproses emosi serta rasa sakit, sedangkan korteks somatosensori sekunder berfungsi mengatur sensasi tubuh.
Amigdala sendiri dikenal berperan dalam pengaturan emosi, dan gangguan aktivitasnya dikaitkan dengan kecemasan.
Penelitian lain menunjukkan bahwa pada saat ejakulasi, terjadi peningkatan aliran darah menuju otak kecil. Bagian ini berperan penting dalam memproses emosi dan turut berhubungan dengan pusat penghargaan otak.
Aktivasi otak kecil tersebut dikaitkan dengan perasaan senang yang mirip ketika seseorang melakukan aktivitas menyenangkan lainnya.