A homlokba adott botoxinjekciókkal végzett kutatás során a mimikai visszacsatolás hipotézisét vizsgálták. A kutatás során megállapították, hogy a mimikai izmok bénítása megváltoztathatja azt, ahogyan az agy értelmezi és feldolgozza más emberek érzelmeit. Egészen pontosan a neuromuszkuláris visszacsatolás megzavarása miatt átmenetileg károsodhat az emberek azon képessége, hogy értelmezni tudják mások érzelmeit.

A mimikai visszacsatolás hipotézise szerint amikor egy másik ember arcán dühös vagy boldog arckifejezést látunk, saját arcizmainkat is megfeszítjük, hogy szimuláljuk az arckifejezést. Ez egy tudattalan folyamat, és ahogy az arcizmaink utánozzák a másik személy mosolyát vagy mogorvaságát, az agyunkba jeleket küldünk, amelyek segítenek értelmezni a szimulált érzelmeket. A szakértők úgy gondolják, hogy ez nemcsak abban segít, hogy felismerjük mások érzelmi állapotát, hanem abban is, hogy mi magunk is át tudjuk érezni ezeket az állapotokat.

A hipotézis többek közt Charles Darwinnak elmélkedéseiből eredeztethető. Darwin feltételezte, hogy az érzelmek arcon való kifejezése vagy elfojtása közvetlenül befolyásolja az érzelmek megélését. Egyesek ebből arra következtetnek, hogy az érzelmek az egész emberi fajban univerzális módon fejeződnek ki, bár ezt a feltevést mások erősen vitatják. Mindazonáltal a hipotézis azt sugallja, hogy kapcsolat van az arc izommemóriája és az érzelmek agyunkban történő feldolgozása között, amire viszont egyre több kísérleti eredmény is utal.

A Kaliforniai Egyetem kutatócsoportjának nemrégiben közzétett tanulmánya is ezek sorát erősíti. A kutatók 10, 33–40 év közötti nőnek adtak botoxinjekciót, átmeneti bénulást idézve elő a homlokráncolásért felelős izmokban, majd fMRI-vel vizsgálták az agyi aktivitásukat, miközben érzelmeket kifejező arcok képeit nézegették. A boldog, mérges és semleges arcokat az injekció beadása előtt, illetve két héttel az injekció után kellett végignézniük a résztvevőknek.

A kutatók azt találták, hogy az amigdala, az érzelmi feldolgozásért felelős agyi központ aktivitása a botoxinjekciót követően megváltozott működést mutatott a boldog és a mérges arcok láttán, mint előtte. És az alsó halántékkéreg tárgy- és arcfelismerést segítő részének aktivitásában is változásokat tapasztaltak, amikor a résztvevők boldog arcokat láttak. Az eredmények alapján a homlokráncolás botoxinjekciókkal történő gátlása akadályozta az arckifejezések feldolgozását. Az izmok megbénítása a jelek szerint megzavarta az arc, az amigdala és más agyi területek közötti aktivitás modulációját.

A botoxszal kapcsolatban már más kutatások is készültek hasonló kontextusban. Egy 2011-es vizsgálat szerint azoknál, akik botoxinjekciót kaptak a homlokukba és a szem körüli területre, jelentős károsodást tapasztaltak az érzelmek érzékelésében, összehasonlítva azokkal, akik csak olyan plasztikai eljáráson estek át, amelyek nem befolyásolták a mimikai visszajelzéseket (például bőrfeltöltéssel kezelték a ráncaikat).

Más kutatások szerint ugyanakkor például a homlokráncolásra való képtelenség segíthet a depresszióban szenvedő betegeken. Hogy egy ilyen kezelés miért segít enyhíteni a depresszió tüneteit, az még mindig nem világos, de egyelőre biztonságos és hatékony terápiás eszköznek tűnik a betegség kezelésében.