A kutyák és az emberek már az őskor óta különleges közelséget mutatnak egymás iránt, elsősorban az agyuk közötti lenyűgöző neurológiai hasonlóságoknak köszönhetően. Az ember–kutya kapcsolatot közel 30 000 éve tanulmányozzák, és ez idő alatt a tudósok számos hasonlóságot fedeztek fel a két faj agyműködése között.
A limbikus rendszer, amely az olyan érzelmekért felelős, mint a félelem és a szeretet, az egyik legvilágosabb példája annak, mennyire hasonlítanak egymásra az emberek és a kutyák. Ez segít megmagyarázni, miért mutatnak a kutyák gyakran empátiát, és miért tűnik úgy, hogy megértik az emberi érzelmeket.
Az idegi plaszticitás — vagyis az agy azon képessége, hogy gyorsan tanuljon új készségeket és alkalmazkodjon a környezeti változásokhoz — közös tulajdonság az emberek és a kutyák esetében is. Ez megkönnyíti a mély és erős érzelmi kötelékek kialakulását. Emellett mind az emberek, mind a kutyák elsősorban az érzékszerveikre támaszkodnak a világ megértésében.
A legapróbb jeleket is érzékelik — legyenek azok vizuálisak, például arckifejezések és gesztusok, vagy hangjellegűek, mint a beszéd hangszíne és tónusa.

A kutyák gyakran a nonverbális viselkedés alapján döntik el, hogy megbíznak-e valakiben, ami sokszor fontosabb számukra, mint a kimondott szavak. A kutatók emellett váratlan fizikai hasonlóságokat is felfedeztek az emberi és a kutya agy memóriáért felelős területei között.
Ennek köszönhetően az emberek és a kutyák közös emlékeket oszthatnak meg, és tartós, erős kapcsolatokat alakíthatnak ki. Nem meglepő tehát, hogy évszázadok óta a legjobb barátokként tartjuk őket számon — hasonló gondolkodásmódjuk lehetővé tette, hogy együtt éljenek és mélyen megértsék egymást.
A közelmúlt kutatásai egy különösen lenyűgöző kapcsolatot is megvilágítanak egy kisgyermek és hat német juhászkutya között, amely egy vírussá vált videóban látható.
Kiderült, hogy az emberi és a kutya agyának azon területei, amelyek a beszéddel kifejezett érzelmekre reagálnak, összehasonlíthatók. Az atlantai Emory Egyetem tudósai felfedezték, hogy a boldogságérzethez kapcsolódó agyterületek hasonló módon aktiválódnak mindkét fajnál. Ez megerősíti sok gazda meggyőződését, miszerint kedvenceik őszintén szeretik és törődnek velük.
Így magyarázható az is, hogy egy kisgyermek nyugodtan és boldogan játszhat akár tizennégy kutyával is — annak ellenére, hogy széles körben elterjedt az a nézet, miszerint a kutyák veszélyesek lehetnek a kisgyermekekre.
A jövőbeni kutatások még többet fognak feltárni az állatok érzelmeiről és arról, miként reagálnak az emberi hangjelzésekre.