Chụp PET, hay chụp cắt lớp phát xạ positron, tạo ra hình ảnh hoạt động của não bằng cách phát hiện sự phân bố của chất đánh dấu phóng xạ, thường là một dạng glucose. Các vùng tiêu thụ nhiều glucose hơn sẽ có hoạt động mạnh hơn.

Người tham gia được tiêm một lượng nhỏ chất đánh dấu và sau đó thực hiện một nhiệm vụ hoặc nghỉ ngơi trong khi các máy dò xung quanh đầu ghi lại các positron phát ra. Máy tính sẽ tái tạo dữ liệu thành hình ảnh cho thấy hoạt động trao đổi chất tương đối. PET đã được sử dụng để nghiên cứu các mối tương quan thần kinh của ngôn ngữ, trí nhớ, cảm xúc và nhiều rối loạn tâm thần và thần kinh khác nhau. Nó cũng có thể theo dõi sự phân bố của các thụ thể dẫn truyền thần kinh cụ thể khi sử dụng các hợp chất được đánh dấu thích hợp.

Độ phân giải không gian của MRI chức năng thấp hơn so với MRI thông thường, và việc sử dụng vật liệu phóng xạ hạn chế tần suất quét. Đối với nhiều mục đích nghiên cứu, MRI chức năng đã thay thế phần lớn PET vì nó không cần tiêm thuốc và có thể được lặp lại thường xuyên hơn. PET vẫn có giá trị đối với một số câu hỏi lâm sàng và để nghiên cứu các mục tiêu phân tử mà MRI không thể giải quyết.

Khi câu hỏi đặt ra là vùng não nào hoạt động chuyển hóa mạnh trong một trạng thái hoặc nhiệm vụ cụ thể, PET cung cấp câu trả lời trực tiếp.