Ένα μηχάνημα fMRI, ή μηχάνημα Λειτουργικής Απεικόνισης Μαγνητικού Συντονισμού, είναι μια συσκευή που λαμβάνει εικόνες σε πραγματικό χρόνο της εγκεφαλικής δραστηριότητας όταν ένα άτομο εκτελεί μια ενέργεια. Οι ενέργειες μπορεί να είναι τόσο απλές όσο το πάτημα ενός ποδιού ή η προβολή μιας φωτογραφίας. Το μηχάνημα fMRI είναι σε θέση να ανιχνεύει πολύ μικρές αλλαγές στη ροή του αίματος και μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί όταν παρατηρείται νευρική κίνηση μέσω του νωτιαίου μυελού. Η διαδικασία είναι σχετικά μη επεμβατική και δεν χρησιμοποιεί ακτινοβολία. Δημιουργεί ένα ισχυρό μαγνητικό πεδίο και τα άτομα με βηματοδότες, εμφυτεύματα αυτιών και ορισμένα μεταλλικά πηνία μέσα στα αιμοφόρα αγγεία δεν μπορούν να υποβληθούν σε μαγνητική τομογραφία.
Τα άτομα πρέπει να ξαπλώνουν σε ένα στενό κρεβάτι και να συγκρατούνται ελαφρά για να αποφευχθεί οποιαδήποτε κίνηση. Αυτό είναι ιδιαίτερα κρίσιμο όταν απεικονίζονται άτομα με κάποια μορφή ψύχωσης καθώς και μικρά παιδιά. Ρολόγια, καρφίτσες μαλλιών, δαχτυλίδια και οποιαδήποτε άλλα μεταλλικά αντικείμενα αφαιρούνται και το θέμα εισάγεται στη συνέχεια αργά σε ένα στενό, κυκλικό χώρο μέσα στο μηχάνημα fMRI. Μερικοί άνθρωποι αναφέρουν ήπια συναισθήματα κλειστοφοβίας, αλλά βρίσκονται σε συνεχή επικοινωνία με τον τεχνικό απεικόνισης μέσω ενός μικρού, αμφίδρομου συστήματος ενδοεπικοινωνίας. Η διαδικασία μπορεί να διαρκέσει από 15 λεπτά έως μία ώρα.
Μόλις μπει στο μηχάνημα fMRI, μπορεί να ζητηθεί από το υποκείμενο να ακούσει ορισμένους ήχους, να εκτελέσει εργασίες και γνωστικές δραστηριότητες όπως η ανάμνηση ενός παρελθόντος γεγονότος ή η εκτέλεση μιας διανοητικής εργασίας που απαιτεί κάποια λογική. Το μηχάνημα είναι στη συνέχεια σε θέση να χαρτογραφήσει την απόκριση του εγκεφάλου σε αυτές τις εργασίες. Σε αντίθεση με το Ηλεκτροεγκεφαλογράφημα (EEG), το οποίο είναι μια τεχνική που μελετά και μετρά το ηλεκτρικό ρεύμα μέσα στον εγκέφαλο, το μηχάνημα fMRI είναι σε θέση να καταγράφει δραστηριότητα από όλες τις περιοχές του εγκεφάλου. Οι εικόνες έχουν υψηλή ανάλυση και μπορούν να είναι τόσο ακριβείς όσο 1 mm. Τα αποτελέσματα των σαρώσεων χρησιμοποιούνται ευρέως ως εργαλείο χαρτογράφησης και ανάλυσης εγκεφάλου στην κοινότητα της γνωστικής επιστήμης.
Οι σαρώσεις μαγνητικής τομογραφίας (MRI) λαμβάνουν εικόνες της δομής του σώματος, ενώ οι σαρώσεις fMRI συνήθως απεικονίζουν τη μεταβολική δραστηριότητα και λειτουργία. Η μεταβολική λειτουργία αναφέρεται σε όλες τις διαδικασίες που απαιτούνται για να διατηρηθεί ένας οργανισμός στη ζωή, όπως η μετατροπή της τροφής σε ενέργεια. Το μηχάνημα fMRI δημιουργεί εικόνες που μπορούν να δουν πραγματικά τη μεταβολική δραστηριότητα μέσα στις δομές του σώματος. Οι συσκευές δεν είναι χωρίς διαμάχες, καθώς μερικές φορές μπορεί να παράγουν ψευδώς θετικά. Αυτό συμβαίνει όταν το αποτέλεσμα των σαρώσεων παράγει ένα «θετικό» αποτέλεσμα ενώ στην πραγματικότητα ισχύει το αντίθετο.