一份血液检查报告或者一份活检报告能帮助医生诊断疾病，但许多精神和大脑的疾病却因为缺乏这种“报告”而难以界定。大脑影像技术的出现和发展填补了这种空缺。
　　大脑是人体最为神秘的器官，我们的一言一行都与大脑相关，可是大脑产生的思绪却难以捕捉，让人摸不着，看不见。通常，心理学家会设计问卷或者提出问题，通过患者的回答来推测他们的思维和情绪，但缺乏对大脑最直观的观察，很容易掺杂进研究者的主观判断和猜测。例如，弗洛伊德认为潜意识是埋在人心里深处的，不为人意识到的精神活动，其中充满了各种各样的欲望和本能，许多常理无法解释的梦境或者行为都与潜意识有关。然而，既然潜意识是不为人所意识的，那么我们又该如何来判断弗洛伊德的理论是否正确呢？现在，通过核磁共振成像（MRI）扫描，研究者能够直接观察到人的大脑在面对各式各样的刺激、产生不同情绪、处于睡眠状态时的活动。这让心理学真正成为了一门实验科学，有相对客观的数据和结果来支持其理论或者假设。
　　除了能让我们“看到”情绪和思维，MRI还能够显示出十分细微或者不易察觉的大脑受损或者病变。例如，脑震荡是一种较轻的颅脑损伤，临床上往往不受重视，一般等到恶心、头晕等症状消失后，医生便认为患者痊愈了。通过MRI扫描，现在很多研究者发现，脑震荡也许比我们想象得要复杂，即使一些非常轻微的脑震荡也可能造成长期隐患。美国宾夕法尼亚州立大学的研究者便发现，一些运动员大脑受到撞击后，虽然已经恢复意识，头晕、头痛、恶心等症状也消失了，但MRI扫描结果显示，他们的大脑并没完全恢复。症状是否消失也许并不能作为脑震荡是否痊愈的标准，脑震荡患者可能需要更长时间的休息，尤其是对于头部容易受到撞击的运动员来说。
　　MRI的发明和不断发展让脑神经学进入了一个黄金时代，其显示出来的大脑活动和变化，使不易察觉大脑疾病和虚无缥缈的精神疾病都慢慢失去了神秘的面纱。
　　诊断阿兹海默症
　　阿兹海默症患者大脑的特征是有淀粉样蛋白块，以往，这需要解剖才能够发现，因此许多患者错过了接受早期治疗的机会，一直到症状十分明显和严重时，才能够被被确诊。而现在，梅约医学中心的研究者在实验室中研发出一种奇特的分子探针，这种无毒性分子探针有三个特点。第一，它能追踪到淀粉样蛋白块的损害大脑组织；第二，探针是由淀粉样蛋白块所衍生出来的小分子，这使它能够顺利通过脑部的血脑障壁。第三，MRI能够借由这种探针扫描出大脑的高分辨率图像。在实验中，这种新式的MRI扫描设备已经成功运用于活老鼠的大脑中。研究人员把探针测试在患有阿兹海默症病人的脑组织上，虽然其作用在人与老鼠脑部的表现不尽相同，但是至少能找出人类脑部病灶的位置。这可能将协助医生诊断出早期的阿兹海默症患者，并且提供监测和治疗的方法，以减轻患有阿兹海默症病患家属的负担，大大地提供照护病患的选择。
　　诊断自闭症
　　自闭症是一种先天的儿童脑功能失常，但一般父母都是等到孩子2岁以后，甚至是4、5岁时才发现，这并不利于训练患病儿童适应社会。因此，自闭症的诊断一直以来都是一个难点，如果有更为客观的诊断标准将会帮助许多患儿更好地成长。英国精神病研究院的科学家使用了一种名为支持向量机（SVM）的新技术，把MRI扫描大量大脑获得的图像进行分析，建立一种模型。接着，将一名儿童的MRI扫描图像输入这种模型，它可以分辨出这个儿童的大脑是属于健康组的，还是自闭症组的。SVM诊断多动症的成功率高达90%。另外，SVM还能区分自闭症患者和自闭症患者，一些自闭症患者常被误诊为多动症，SVM无疑有助于提高诊断的准确性。除了诊断，研究结合SVM分析结果和大脑的解剖结构，可以更好地了解大脑结构上的差异与精神生活、思维和感觉的联系。
　　诊断精神疾病
　　日本京都大学的研究人员利用MRI扫描发现了与精神分裂症有关的脑内神经回路异常：患者大脑的丘脑和额叶部分的神经细胞结合得比较弱，而健康人的神经细胞都结合成束状。这给精神分裂症患者对事物有脱离现实的理解和认识提供了解剖学上的解释。另外，英国华威大学的研究人员利用MRI扫描发现，抑郁症会阻断大脑的“憎恨回路”。此前，英国伦敦大学学院的研究者曾发现，人在看到自己憎恨的人物图像时，其大脑的额上回、脑岛和脑核三个部分会出现一个回路，称为“憎恨回路”。而最新的MRI扫描显示，抑郁症患者的大脑中，“憎恨回路”有92%断开了。除此以外，抑郁症患者的“风险/动作反应回路”也有92%被阻断了，“情感/奖励”回路有82%被阻断了。这可能就是为什么，抑郁症患者不易对外界产生情绪。由于不能对外界产生憎恨情绪，也无法恰当地处理憎恨情绪，他们可能会不受控制地自我憎恨和逃避社会活动，并最终做出伤害自己的事情，例如自杀。了解精神病患者的大脑，对于诊断、治疗和检测都有很大的帮助。