Η λειτουργική μαγνητική τομογραφία (fMRI) είναι μια εξειδικευμένη έκδοση μιας μαγνητικής τομογραφίας. Αντί να εστιάζει απλώς στην απεικόνιση των ιστών του εγκεφάλου, παρακολουθεί επίσης τη ροή του αίματος σε διαφορετικές περιοχές, με βάση ορισμένες νοητικές εργασίες που εκτελούνται από τον ασθενή. Αυτή η ανταποκρινόμενη ροή αίματος ονομάζεται αιμοδυναμική δραστηριότητα. Η διαθεσιμότητα της λειτουργικής απεικόνισης μαγνητικού συντονισμού έχει αυξηθεί πολύ από τις αρχές της δεκαετίας του 1990 και έχει καταλήξει να είναι μια από τις πιο κοινές μορφές νευροαπεικόνισης.
Είναι από καιρό γνωστό ότι η αλλαγή των περιοχών νευρικής δραστηριότητας στον εγκέφαλο προκαλεί αλλαγές στη ροή του αίματος μέσω αυτών των περιοχών. Όταν τα νευρικά κύτταρα στον εγκέφαλο ή οπουδήποτε αλλού ενεργοποιούνται, καταναλώνουν οξυγόνο από το αίμα. Σε αντίθεση με τα μυϊκά κύτταρα, δεν έχουν κοντινά αποθέματα γλυκόζης και οξυγόνου και η ροή του αίματος πρέπει να τροποποιηθεί αμέσως για να προσαρμοστεί η αυξημένη νευρική δραστηριότητα. Αυτό οδηγεί σε εντοπισμένες περιοχές αποοξυγονωμένου αίματος όπου έλαβε χώρα η νευρική δραστηριότητα και αυτές οι περιοχές είναι αυτές που μπορεί να δει η λειτουργική μαγνητική τομογραφία.
Οι μαγνητικές ιδιότητες του αίματος διαφέρουν ανάλογα με το αν είναι οξυγονωμένο ή αποξυγονωμένο. Αυτή η μαγνητική υπογραφή είναι αυτό που διαβάζεται από έναν λειτουργικό σαρωτή μαγνητικής τομογραφίας. Η τεχνολογία για αυτό αναπτύχθηκε για πρώτη φορά το 1990 και έχει ανοίξει πολλές πιθανές ευκαιρίες για την ανάπτυξη της κατανόησής μας για τη λειτουργία και την οργάνωση του εγκεφάλου.
Όταν ένας ασθενής υποβάλλεται σε μια διαδικασία λειτουργικής μαγνητικής τομογραφίας, μπορεί να διαρκέσει από 15 λεπτά έως δύο ώρες, ανάλογα με τον σκοπό της. Είναι πολύ σημαντικό ο ασθενής να παραμένει ακίνητος καθ’ όλη τη διάρκεια αυτής της περιόδου, προκειμένου να ληφθούν ωφέλιμες εικόνες. Αυτό μπορεί να είναι προβληματικό για μικρά παιδιά ή για άτομα με ορισμένες ψυχολογικές παθήσεις, αλλά μπορούν να γίνουν προσπάθειες για να ικανοποιηθούν οι ανάγκες αυτών των ασθενών. Στα υποκείμενα μπορεί να παρουσιαστούν διάφορες αισθητηριακές πληροφορίες ή να τους ζητηθεί να εκτελέσουν νοητικές εργασίες, όπως η απομνημόνευση κατά τη διάρκεια της εξέτασης, ενώ ένας γιατρός διαβάζει και ερμηνεύει τις περιοχές της εγκεφαλικής δραστηριότητας καθώς εμφανίζονται σε μια οθόνη.
Το μεγαλύτερο πλεονέκτημα που προσφέρει η λειτουργική μαγνητική τομογραφία είναι ότι είναι εντελώς μη επεμβατική και δεν απαιτεί την έγχυση ραδιενεργού σκιαγραφικού ή παρόμοιου υλικού. Αυτό σημαίνει ότι ο ασθενής δεν εκτίθεται σε περιττή ακτινοβολία. Η διάρκεια της διαδικασίας μπορεί επίσης να είναι πολύ σύντομη, εάν είναι απαραίτητο.
Τα μειονεκτήματα αυτών των διαδικασιών σχετίζονται με τη φύση αυτού που μετρούν. Αυτό σημαίνει ότι οι αιμοδυναμικές αποκρίσεις λόγω νευρικής δραστηριότητας μερικές φορές είναι δύσκολο να διακριθούν από τις αποκρίσεις που οφείλονται σε άλλα γεγονότα στο σώμα. Για το λόγο αυτό, όταν δημοσιεύονται δεδομένα fMRI, συνήθως λαμβάνουν τη μορφή συγκεντρωτικών εικόνων, ομαδοποιημένων από δεδομένα που συλλέγονται με την πάροδο του χρόνου από πολλά διαφορετικά θέματα.