機能的磁気共鳴画像法（fMRI）は、血流の変化を検出することで脳活動を測定する。脳のある領域の活動が活発になると、その領域には酸素を豊富に含んだ血液が急速に流入する。fMRIはこの血行動態反応を記録する。

この手法は認知神経科学に革命をもたらした。被験者がスキャナーの中で綿密に設計された課題に取り組んでいる間、研究者は知覚、記憶、言語、意思決定、感情といった活動中にどの脳領域が活性化されているかを観察できる。空間分解能はミリメートル単位だが、時間分解能は血流反応の遅さによって制限され、通常は数秒程度である。fMRIをEEGなどの他の技術と組み合わせることで、この時間分解能の制限を補うことができる。

解釈には注意が必要です。BOLD信号は神経活動の間接的な指標であり、「活性化」した領域が必ずしも研究対象の行動の唯一の、あるいは主要な原因であるとは限りません。綿密な実験計画、適切な統計的閾値、そして再現性が不可欠です。これらの制約にもかかわらず、fMRIは大規模なネットワークをマッピングし、基礎研究と臨床研究の両方を導く仮説を生み出してきました。

特定の精神活動中に脳のどの部分がより活発に働いているかという問いに対して、fMRIは最も広く用いられている答えを提供する。