Peilineuronit ovat aivojen erityisiä neuroneja, jotka ovat empatiakokemuksen taustalla ja joilla on myös tärkeä tehtävä oppimisessa. Erottaa heidät toisistaan se, että ne ampuvat sekä suorittaessaan tiettyä toimenpidettä että tarkkaillessaan toista henkilöä, etenkin samaa lajia, suorittamassa sitä. Neuroaktiivisuus on siis sama riippumatta siitä, onko henkilö toiminnon suorittanut vai joku muu. Kaksi kohtaa aivoissa, joissa näitä neuroneja on havaittu, ovat premotorinen kuori ja huonompi parietaalinen kuori. Ne ovat todennäköisesti monien, ellei kaikkien kädellisten, yhteinen neurologinen piirre.
Peilineuronien ilmiö osoittaa, että näkeminen todella on uskoa. Ne korostavat sitä todellisuutta, että havainto ei ole yksisuuntainen kanava todellisuudesta aivoihin, vaan monimutkainen palautejakso näiden kahden välillä. Kun henkilö näkee jonkun, jonka hän luulee kärsivän, hän voi tuntea tämän kivun heikomman muodon. Jos henkilö näkee jonkun suorittavan monimutkaisen moottoritoiminnon, hän voi kuvitella tekevänsä sen. Peilineuronit ovat luultavasti suuri osa sitä, minkä avulla oppisopimusoppilaat voivat poimia taitojaan mestareiltaan.
Nämä neuronit löysivät alun perin makaki -apinoista 1980 -luvulla italialaiset neurotieteilijät Giacomo Rizzolatti, Leonardo Fogassi ja Vittorio Gallese. Löytönsä jälkeen heitä on pidetty yhtenä merkittävimmistä viimeaikaisista neurotieteen löydöksistä, ja niitä on yhdistetty kaikkeen sensomotorisesta oppimisesta kielen oppimiseen kansanpsykologian teorioihin. Puute on teoreettinen taustalla oleva neurologinen syy autismin tai “mielen sokeuden” patologialle.
Peilineuronien löytäminen on intuitiivisesti mielenkiintoista monille ihmisille, koska he ovat kokeneet vaikutuksensa omakohtaisesti. Nämä neuronit ovat luultavasti suuri osa siitä, miksi tunteet, kuten raivo tai ilo, voivat olla tarttuvia, ja ne näyttävät olevan väkijoukon psykologian taustalla. Riippuen siitä, kuinka elävä kuva henkilöstä kokee tietyn tunteen tai suorittaa tietyn tehtävän, sitä enemmän neuroneja aktivoituu ja sitä viskeraalisempi kokemus on. Siksi elokuvilla on tapana osua kotiin enemmän kuin valokuviin, jotka puolestaan vaikuttavat emotionaalisesti konkreettisempia kuin teksti.
Jopa teksti aktivoi jonkin peilineuroniluokan, koska useimmat ihmiset ”kuulevat” tekstiä äänellä lukiessaan sitä. Tämä ruumiillinen ääni luo hienovaraisen illuusion toisen henkilön ajatteluprosessin läsnäolosta, ja ihmiset voivat tuntea sen eri puolia tällä perusteella.