Ученым долгое время было не ясно, в следствии чего возникает данное ощущение, пока в 2011 году, группа энтузиастов, под руководством Фредрика Линдштедта, не положила одного из своих коллег в МРТ со специальным устройством из горячих и холодных трубок.
МРТ показала, что в момент ощущения «иллюзии гриля» наблюдается необычно высокая активность в таламусе — области мозга, которая ответственна за распределение информации, поступающей от органов чувств (всех, кроме самого древнего, — обоняния), по нейронам коры головного мозга. Возбуждалась и так называемая «матрица боли» (Pain Matrix), набор групп нейронов, расположенных в разных частях мозга и связанных с болевыми переживаниями.
Интересно, что сходная активность таламуса наблюдается при «холодовой аллодинии», редком нейрологическом расстройстве, при котором даже нормальный уровень холода воспринимается как запредельный, болезненный.