Det er gjennomført en rekke studier på sammenhengen mellom ekstroversjon-introversjon og arousal, slik det kommer til uttrykk i psykofysiologiske mål av aktivitet i hjernen og det autonome nervesystemet. Matthews og Gilliland hevder at det ikke er vist noen klar sammenheng med toniske mål av bakgrunnsaktivitet, men at sammenhengen er klarere når det gjelder fasiske mål av kortvarige forandringer som følge av ytre stimuli. På bakgrunn av studier som indikerer at introverte ikke har høyere hvilenivå av arousal enn ekstroverte, men derimot har høyere nivå ved moderate nivå av stimulans, la Eysenck etterhvert mer vekt på respons i form av aktivering på grunn av stimulans enn på hvilenivå.