神經元成像可用來展現腦的結構，從而輔助對一些腦疾病(例如腦腫瘤或腦外傷)的診斷。功能成像，用來展現腦在進行某種任務(包括感覺，運動，認知等功能)時的代謝活動。功能成像主要用于神經科學和心理學研究，不過近來正逐步成為醫學神經科診斷的新途徑。
 

　　神經元成像技術表現：
 

　　1.計算機斷面成像
 

　　計算機斷面成像(CT)的基本原理是利用不同方向上的X射線。計算機用來對這些來自不同方向的數據進行整合，來重建斷面內的圖像。這類圖像內的數值反應的是物質對X射線的通透率。CT技術主要用來對腦進行快速成像，來觀察外傷引起的組織水腫和腦室擴張。
 

　　2.擴散光學成像
 

　　擴散光學成像是一種利用近紅外光的神經成像方法。這種方法主要基于血紅蛋白對近紅外光的吸收。該方法可通過測量吸收光譜來計算血液中的氧含量。該技術可以用來測量腦組織對外部刺激或在執行某種功能時的代謝變化，稱為事件相關光學信號。EROS的長處在于它較高的空間(毫米量級)和時間(毫秒量級)分辨率，缺點在于它無法觀測深部腦組織的活動。
 

　　3.核磁共振成像
 

　　核磁共振成像(MRI)的基本原理是對原子核自旋的射頻激發以及對隨后弛豫過程中的射頻信號的采集和處理。MRI設備有一個大磁體產生的較大靜磁場，使得樣本原子核(主要是[[氫]原子核)磁矩排列一致。設備的射頻線圈在Larmor頻率激發這些原子核，使它們偏離這個方向，并隨后發生弛豫現象。接受線圈可以拾取弛豫過程中產生的電磁信號。設備的梯度磁場用來產生隨空間變化的磁場強度，從而實現空間編碼。通過二維傅立葉變換等方法，計算機可重建樣本的圖像。MRI圖像中的數值的含義(即對比度)由于MRI激發和采集模式的不同而不同。常用的對比度有T1對比度，T2對比度，T2*對比度等。不同對比度的圖像有不同的生理學或解剖學含義。
 

　　MRI可以產生腦的高清晰度結構或功能圖像。MRI結構圖像可用于神經科對于腦腫瘤，腦血管疾病(例如中風)等的診斷。功能核磁共振成像(Functional Magnetic Resonance Imaging,fMRI)的基本原理是氧化血紅蛋白和去氧血紅蛋白在磁性質上的差別以及伴隨腦神經活動的腦血流變化。fMRI可以用來展現各種感覺，運動，和認知活動過程中的激活腦區。fMRI的空間分辨率多在2-3毫米左右。
 

　　4.腦磁圖
 

　　腦磁圖的基本原理是腦的神經活動時產生的電信號所產生的磁信號。超導量子干涉設備(SQUID)可以用來測量這種微弱的磁信號。與fMRI不同，MEG直接測量神經活動。fMRI測量的是伴隨神經活動的代謝變化。而且磁信號基本不受周邊組織的影響。
 

　　5.正電子發射成像
 

　　正電子發射成像使用人工引入的放射性代謝物質。這種放射性代謝物質被注射入血管。PET設備檢測改物質在腦內衰變時產生的正電子，來產生腦功能圖像。常用的放射性標注物質包括含氧-15的水和含氟-18的氯代脫氧葡萄糖。