Odkrycia dokonano podczas badań elektrofizjologicznych prowadzonych na małpach makakach, w których uczestniczyli m. in. Vittorio Gallese i Leonardo Fogassi. Naukowcy umieścili mikroelektrody w mózgach małp, aby badać aktywność pojedynczych neuronów w obszarze F5 kory przedruchowej – kluczowym rejonie związanym z planowaniem i wykonywaniem ruchów ręki.
Badanie wykazało, że te same neurony aktywowały się w dwóch sytuacjach: 1. Gdy małpa wykonywała celowe czynności, takie jak sięganie i chwytanie jedzenia lub przedmiotów. 2. Gdy małpa jedynie obserwowała, jak eksperymentator( lub inna małpa) wykonuje ten sam ruch.