然而，大约在20年前，一种被称之为功能核磁共振成像的技术得到发展，它利用氧使得脑部区域的图像突显出来，从而可推断出有神经元活动，如思考。利用平面回波扫描成像(EPI)和功能核磁共振成像可清晰的分辨出含氧血集中在大脑运转区，而去氧血位于大脑的低活跃区。

　　当用标准的核磁共振成像仪器或功能核磁共振成像仪器所产生的磁场覆盖大脑时产生轻微的变化，从而为氢原子在不同的区域提供相应不同的磁场。这些不同的磁场强度使氢原子旋转产生不同的速率，因此，当一个无线电波脉冲集中在头部时，这些原子依赖所处的不同区域和特定的环境产生不同的反应。环绕在头部的磁线圈可检测到那些吸收了无线电能量随后又释放这些能量的原子，得到的信号或“回波”被用来生成大脑图像。

　　当利用平面回波扫描成像时，单一的无线电波脉冲用来激发氢原了，在这些原子平静下来之前，磁场多次快速的翻转，可引起50到100的回波。这些多重的回波形成高分辨率大脑图像。

　　2002年，范伯格提出依次用两个脉冲，在相同的时间里获得两倍的图像数据。这就是所谓的同步再聚焦（SIR）平面回波扫描成像，这一技术被证实在功能核磁共振成像和神经元轴突因子足迹3D成像中非常有效，然而这次改进在提高扫描速度仍有局限，因为这样会使信号产生衰减并且图像分辨率也会下降。