FMRI (Functional magnetic resonance imaging) adalah teknik untuk mengukur aktivitas otak dengan mendeteksi perubahan yang berkaitan dengan aliran darah.^[1][2]Teknik ini didasarkan pada fakta bahwa aliran darah di otak dan aktivasi neuron saling terkait: ketika suatu area otak digunakan, aliran darah ke area tersebut meningkat.^[3]

Bentuk utama fMRI menggunakan blood-oxygen-level dependent (BOLD) contrast,[4] yang ditemukan oleh Seiji Ogawa dan rekan-rekannya pada tahun 1990. BOLD fMRI merupakan jenis pemindaian otak dan tubuh khusus yang digunakan untuk memetakan aktivitas saraf di otak atau sumsum tulang belakang manusia maupun hewan lainnya dengan memvisualisasikan perubahan aliran darah (respons hemodinamik) yang terkait dengan penggunaan energi oleh sel saraf.^[4] Sejak awal 1990-an, fMRI menjadi dominan dalam penelitian pemetaan otak karena bersifat non-invasif, biasanya tidak memerlukan injeksi, operasi, atau konsumsi zat seperti penanda radioaktif pada positron emission tomography (PET).^[5]

Namun, data fMRI sering terganggu oleh noise dari berbagai sumber; oleh karena itu, prosedur statistik digunakan untuk mengekstrak sinyal yang mendasari. Aktivasi otak yang dihasilkan dapat direpresentasikan secara grafis dengan pemberian warna untuk menunjukkan kekuatan aktivasi di seluruh otak atau area spesifik yang diteliti. Teknik ini dapat melokalisasi aktivitas hingga beberapa milimeter, tetapi dengan teknik standar, resolusi waktunya hanya hingga beberapa detik.^[5] Metode lain untuk memperoleh kontras termasuk arterial spin labeling^[5] dan diffusion MRI, yang mirip dengan BOLD fMRI tetapi memberikan kontras berdasarkan besarnya difusi molekul air di otak.

Selain mendeteksi respons BOLD akibat tugas atau stimulus, fMRI juga dapat mengukur resting state atau kondisi tanpa tugas, yang menunjukkan variansi BOLD dasar subjek. Sejak sekitar 1998, penelitian menunjukkan keberadaan dan sifat default mode network, yaitu jaringan saraf yang terhubung secara fungsional dan aktif saat otak dalam keadaan istirahat.

fMRI digunakan dalam penelitian dan, dalam skala lebih kecil, di bidang klinis. fMRI dapat melengkapi pengukuran fisiologi otak lainnya, seperti electroencephalography (EEG) dan near-infrared spectroscopy (NIRS). Metode baru sedang diteliti untuk meningkatkan resolusi spasial dan waktu, yang umumnya menggunakan biomarker selain sinyal BOLD. Beberapa perusahaan telah mengembangkan produk komersial, seperti detektor kebohongan berbasis fMRI, tetapi penelitian ini belum cukup matang untuk penggunaan komersial luas.^[5]