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　　然而，大約在20年前，一種被稱之為功能核磁共振成像的技術得到發展，它利用氧使得腦部區域的圖像突顯出來，從而可推斷出有神經元活動，如思考。利用平面回波掃描成像(EPI)和功能核磁共振成像可清晰的分辨出含氧血集中在大腦運轉區，而去氧血位于大腦的低活躍區。

　　當用標準的核磁共振成像儀器或功能核磁共振成像儀器所產生的磁場覆蓋大腦時產生輕微的變化，從而為氫原子在不同的區域提供相應不同的磁場。這些不同的磁場強度使氫原子旋轉產生不同的速率，因此，當一個無線電波脈沖集中在頭部時，這些原子依賴所處的不同區域和特定的環境產生不同的反應。環繞在頭部的磁線圈可檢測到那些吸收了無線電能量隨后又釋放這些能量的原子，得到的信號或“回波”被用來生成大腦圖像。

　　當利用平面回波掃描成像時，單一的無線電波脈沖用來激發氫原了，在這些原子平靜下來之前，磁場多次快速的翻轉，可引起50到100的回波。這些多重的回波形成高分辨率大腦圖像。

　　2002年，范伯格提出依次用兩個脈沖，在相同的時間里獲得兩倍的圖像數據。這就是所謂的同步再聚焦（SIR）平面回波掃描成像，這一技術被證實在功能核磁共振成像和神經元軸突因子足跡3D成像中非常有效，然而這次改進在提高掃描速度仍有局限，因為這樣會使信號產生衰減并且圖像分辨率也會下降。