神経細胞のマクロな状態と精神機能を対比する方法。脳の損傷と精神機能の損傷から脳の特定の部位の機能を直接推論する方法は、精神機能の「中枢」を推論するのに重要な手法となる。時間解像度はないに等しい。計測法には開頭のほかコンピュータ断層撮影(CT)、核磁気共鳴画像法(MRI)が用いられる。神経細胞の直接観察.個々の神経細胞を直接調べる方法。空間解像度は申し分なく高いが、侵襲的であるため基本的には動物実験でのみ行われる。まれに脳外科手術を安全に行うための予備調査としてヒトで行われることもある。血流・代謝計測.脳内のグルコース代謝や血流量、血液中の酸化ヘモグロビンと脱酸化ヘモグロビンなどについて測定する手法。非侵襲的であり、一定の時空間解像度で脳活動を計測可能であることから、脳機能イメージングでは比較的よく用いられる手法である。時間解像度については、酸素代謝の測定では、数ミリ秒の時間解像度も可能になっているが、血液は血管を通じて拡散するため、血流を指標にすると空間的解像度に限界がおこる。このため、血流から脳内における情報処理順序の推定や接続関係について推論するのは難しい。また、脳血管として、太い動脈、静脈の影響を取り除いて、代謝に関係する毛細血管からの情報を得ることが困難である。電磁計測.神経細胞の情報伝達に伴う電位変化を大域的に測定する手法。高い時間解像度を持つものの、空間解像度は極めて低く、単独で脳機能局在を推定するのには向いていない。臨床での活用.脳神経外科の手術において、病変が運動野や言語野といった機能的に重要な部分に存在する場合には、その摘出が非常に困難となるが、こうした場合などでも、脳機能マッピング(特に大脳皮質マッピング)は、機能野の位置を明確に同定し病変との関係を明らかにすることによって、手術摘出率の向上や術後神経脱落症状の出現を回避するために活用されている。研究対象.サルの脳を並行的に研究している機関もある。サルの脳は、ヒトのそれにある程度似ており、また倫理的に実験がしやすく、侵襲的手法を使った大胆な研究も可能である。そのような研究で得られた新たな発見をヒトの脳の研究に活用することもおこなわれている。研究機関.日本においては日本大学医学部、東北大学医学部、等々多くの大学の脳神経外科などで研究されている。外部リンク.