Will man das Gehirn in Aktion erleben, so benutzt man heute meist eine Variante dieses Verfahrens, die so genannte funktionale Kernspin- oder Magnetresonanztomografie (fMRI). Dabei konzentriert man sich auf die genaue Verteilung der Blutströme, die durch das Hirn fließen, weil besonders aktive Neuronenfelder mehr Blut als üblich benötigen. Technische besehen nutzt die Messung die Tatsache aus, dass der vom Blut transportierte Sauerstoff Eisen enthält. Er ist nämlich an ein eisenhaltiges Proteins namens Hämoglobin gebunden, welches sich in den Roten Blutkörperchen befindet. Wie stark das Hämoglobin nun auf magnetische Felder reagiert, hängt von der Menge seines vorübergehend gebundenen Sauerstoffs ab. Hämoglobinmoleküle, die gerade keinen Sauerstoff mit sich führen, verhalten sich ähnlich wie winzige Magnete. Sie richten sich in Gegenwart starker Magnetfelder entlang der von ihnen erzeugten Feldlinien aus und reagieren auch auf Störsignale, die man in dieses Feld hineinsendet. Mit Sauerstoff beladene Hämoglobinmoleküle hingegen tun das nicht; sie lassen die Signale ungehindert passieren. Somit kann man auf das reichliche Vorhandensein von Sauerstoff schließen, wenn eine bestimmte Stelle des Gehirns eingestrahlte Störsignale mehr als üblich passieren lässt. Messung und Interpretation solcher Signale sind allerdings ungemein kompliziert, weil sich hier etliche verschiedene Effekte überlagern.