La naturaleza humana y su nivel de cooperación son incomparables dentro del mundo animal. Se suele colaborar con individuos sin relación genética, con personas que nunca satisfarán otra vez. Recientes investigaciones indican que la estrecha reciprocidad, la combinación del castigo y la recompensa altruista, han sido cruciales en la evolución de la cooperación humana. Muchas normas aún son hechas para cumplir sanciones, uniformes en todas las sociedades occidentales contemporáneas, tales sanciones son altruistas si ellas implican costosos actos que confieren beneficios económicos a otros individuos. Si, por ejemplo, un individuo sanciona a una persona que engañó en un intercambio económico, los futuros socios se beneficiarán de este castigo porque el “engañador” sabrá que la falta será castigada. Con este conocimiento es probable disuadir un futuro engaño.

Se presume que los individuos derivan la satisfacción del castigo a violadores de las normas, varias fuentes sugieren esta hipótesis. Primero, modelos de preferencias sociales utilizan funciones que incorporan un motivo para sancionar las violaciones a las normas de la imparcialidad y de cooperación. Estos predicen mejor los comportamientos reales que los modelos basados en las preferencias de las mismas personas, apoyando la idea de que la gente está motivada para castigar dichas faltas. En segundo lugar, modelos recientes de evolución en cooperación humana indican que el castigo altruista tiene raíces evolutivas profundas, sugiriendo que ciertos mecanismos inducirían a los seres humanos a asumir el costo de castigar otros, ya que el castigo altruista no es una respuesta automática, como la digestión de los alimentos, sino una acción basada en la deliberación y el intento, los individuos tienen que ser motivados para castigar. El típico mecanismo para inducir la motivación de la acción es que la gente derive la satisfacción de la acción. La mayoría parece sentirse mal si observa que las violaciones de normas no son castigadas y parecen sentir alivio y satisfacción si se establece justicia. Incluso muchas idiomas tienen proverbios que indican tales sensaciones, por ejemplo, la "venganza es dulce."

Dominique de Quervain y colaboradores (Departamento de Psiquiatría, Universidad de Zurich, Suiza), diseñaron un estudio para “capturar” actos de venganza entre voluntarios mediante tomografías por emisión de positrones (PET) que registraban la actividad cerebral. Durante las tareas los individuos realizaron juegos que implicaban intercambios de dinero con una serie de diversos socios. Por ejemplo, el jugador A podría entregar todo o parte de su dinero al jugador B, quien luego podía devolver toda la cantidad o nada. Si el primer jugador entregaba todo el dinero, la cantidad se cuadruplicaba y entonces el jugador B podía compartir la ganancia con el jugador A. Esto los beneficiaría a ambos, por lo que el jugador A se sentía motivado a compartir, pero si el jugador B no quería compartir su dinero, el jugador A podía castigarlo sustrayendo puntos durante el juego o quitándole dinero. Se hicieron escáneres del cerebro de los participantes mientras observaban el abuso de confianza del “estafador” y decidían el castigo que le darían.

Los investigadores se preguntaron si elegir castigar a un estafador activaría centros cerebrales implicados en el proceso de la recompensa. Encontraron que cuando los individuos administraban un castigo monetario, una región subcortical del cerebro llamada cuerpo estriado aumentaba su consumo de oxígeno (es decir, era "activado"). Esto se interpretó para indicar que castigar a un estafador activa las regiones del cerebro relacionadas con los “buenos sentimientos” por sobre la venganza más bien que las regiones asociadas a “sensaciones malas” por sobre las violaciones. También los autores se preguntaron si el cuerpo estriado igualmente se activaría cuando el castigo conllevaba un coste personal. Encontraron que esta región cerebral se activaba cuando los individuos elegían administrar el castigo aún con un coste personal, al igual que una región de la corteza prefrontal intermedia implicada en equilibrio de los costes y beneficios.

Aunque estos resultados sugieren una conexión entre activación cerebral y la satisfacción de castigar a un estafador, no establecen una relación direccional entre las dos. Así, en un análisis interno, los autores observaron que el grado de activación cerebral durante el castigo sin costo predecía el grado por el cual los individuos elegían castigar con el posible coste personal (es decir, bajo condiciones de menor satisfacción). Según Quervain y colaboradores, este estudio intentó identificar las bases nerviosas del castigo altruista. La capacidad de desarrollar normas sociales aplicables a grandes grupos de individuos sin relación y de hacer cumplir estas normas con sanciones es una de las características que distinguen a la especie humana.