功能磁共振成像（BOLD訊號）

功能磁共振成像（fMRI）是一種為活體大腦拍攝「影片」的方法，可以在人思考、觀看或活動時記錄整個大腦的情況，而且不需要手術，也不用打針。它並不直接拍下大腦的電訊號，而是去觀察血液。它所依賴的關鍵技巧叫作BOLD訊號，是「血氧水平依賴訊號」的縮寫：這是一種巧妙的測量手段，能夠告訴我們大腦中的血液在何時、何處攜帶了更多或更少的氧氣。

它能起作用，靠的是這樣一連串線索。當某一小塊腦區開始忙碌時，那裡活躍的細胞會消耗氧氣；幾秒鐘之內，身體會過度補償，向這個地方湧入大量富含氧氣的新鮮血液——其數量遠遠超過細胞實際消耗的。缺氧的血液和富氧的血液在磁性上並不相同（血液中的鐵會因是否攜帶氧氣而表現不同），而巨大的磁共振磁體能夠感知到這種差異。於是，某處富氧血液的局部增多會讓那裡的訊號變亮，掃描儀便把這些亮點繪製到整個大腦上。因此，神經活動是被推斷出來的，而不是被直接測量到的——fMRI看到的是神經元放電所引起的血流「回聲」，而不是放電本身。

這條間接的路徑既給了fMRI它的長處，也帶來了它的局限。由於它能一次覆蓋整個大腦，並能把活躍區域定位到幾毫米的範圍內，它已成為回答「某項任務發生在大腦哪個部位」這一問題的主力工具。但血液的反應很遲緩，比真正的神經活動滯後好幾秒，因此fMRI不擅長追蹤大腦那種以毫秒為單位的快速時序。解讀它那些色彩斑斕的圖像也需要謹慎：一個亮點說明的是血流發生了變化，而這只是科學家真正想了解的神經活動的一種替代指標。