Hjernetomografi
Tomografi er billeder af snit gennem den levende hjerne. Emissionstomogrammer (PET og SPECT) er snitbilleder af usynligt lys, som udsendes fra aktive centre i hjernen, når patienter eller raske frivillige indgives et radioaktivt sporstof.
Magnetresonanstomogrammer (MR) er snitbilleder af den ufarlige vekselvirkning mellem hjernens kemiske forbindelser efter påvirkning med radiobølger. Hjerneforskningstomografi praktiseres i Danmark i Århus (MR på Skejby Sygehus og Århus Kommunehospital, PET på Århus Kommunehospital) og i København (MR på Hvidovre Hospital, PET på Rigshospitalet og SPECT på Bispebjerg Hospital og Rigshospitalet).

Encefalografi
En anden form for billeddannelse er kortlægning af hjernens elektriske eller magnetiske felter. Nervecellers aktivitet viser sig ved ændring af den elektriske spændingsforskel mellem cellernes indre og ydre. Når cellerne er aktive, aflades spændingen, og cellerne skal bruge energi til at lade op igen. Under afladningen opstår både elektriske og magnetiske felter rundt om cellerne, som kan registreres med elektroder (elektroencefalografi, EEG) eller spoler (magnetoencefalografi, MEG). EEG måles på mange danske hospitaler men MEG endnu kun på Danmarks tekniske Universitet i Kgs. Lyngby.

Menneskers adfærd
Menneskers adfærd er resultatet af arbejde i talrige mindre hjernedele. Et meget vigtigt samarbejde består mellem hjernebarken, hvor bevidstheden menes at opstå, og basalganglierne i hjernens indre, som menes at regulere hjernebarkens dynamik. Hvis koordineringen mellem hjernebarken og basalganglierne bliver uvirksom, går bevægelser og adfærd i stå (rystelammelse, katatoni), eller de bliver mere livlige i form af ufrivillige bevægelser eller psykoser. Et andet vigtigt samarbejde består mellem storhjernens fire lapper. Lapperne har forbindelse med hinanden gennem isolerede nervetråde. cellerne er de velkendte små grå. Nervetrådene er hvide.

Tindingelappen
Det levende billede af den indre tale
Sproget er et særkende for mennesker, som skyldes aktivitet i særlige områder i venstre tindinge- og pandelapper. Når forskellige sprog skal forstås ved at lytte til tale eller læse skrift aktiveres den øverste del af venstre tindingelap. Billedet viser de aktiverede områder, som fremkommer i venstre- og pandelapper, når en forsøgsperson danner indre ord uden at tale.

Pandelappen
Det levende billede af vilkårlige bevægelser
Med magnetoencefalografi og PET har forskere på Danmarks tekniske Universitet og Århus Kommunehospital påvist en kilde til vilkårlige bevægelser til pandelappens forreste del. Aktivitet på dette sted giver ophør til en beredskabsstrøm, som i løbet af næsten et sekund får den bagerste del af pandelappen til at udløse den ønskede bevægelse.

Basalganglierne
Det levende billede af Parkinsons sygdom
Ved Parkinsons rystelammelse henfalder nerverne til basalganglierne langsomt som det ses på hossående positron-emissionstomogram (PET). Den forreste del har forbindelse med personligheden og er mere velbevaret. Den bagerste del har forbindelse med bevægelserne og er helt uvirksom. Efter indgift af et mærket forstadium til en patient viser billedet tabet af de celler, som kan lave signalstoffet dopamin, i forhold til dannelsen hos en rask person.

Nakkelappen
Det levende billede af synet
Synsindtryk opstår i nakkelappen, hvorfra de sendes videre til isselappen til fortolkning. De forskellige dele af et synsindtryk opstår formentlig hver for sig (objekt, farve, bevægelse) og sammenbygges til et enkelt billede af omverdenen i issellappen. Billedet viser aktiviteten i nakkelappen hos en person, der kigger på et blinkende skakbræt. Kortet over synssansens centre er fremstillet med en magnetresonanstomografisk teknik, der er følsom for ændringer af vævets iltindhold.

Isselappen
Det levende billede af tabte sanseindtryk
Isslelappen sammenholder alle indtryk fra de forskellige sanser og opbygger en model af omverdenen, som sendes til pandelappen, hvor den sammenholdes med erfaringer henlagt i hukommelsen. Cellerne bruger kemiske signalstoffer til at tale med hinanden med. Hvis cellerne henfalder af fx. iltmangel, ophører samtalen mellem cellerne. Billedet viser tabet af nerveceller i isslelappen ved hjælp af mærket signalstof og emissionstomografi (SPECT) hos en patient efter et slagstilfælde (blodprop).

Den hvide substans
Det levende billede af kabelbrud
Når der opstår defekter i den hvide substans, forhindres kommunikationen mellem de enkelte hjernelapper og ganglier. Det kan ske ved dissemineret sklerose. Når nervetrådenes isolering svigter, stiger vandindholdet, som kan ses på magnetresonanstomografi. Billeder viser de mange små afgrænsede defekter i den hvide substans hos en patient med dissemineret sklerose.