A különböző téri és idői felbontással rendelkező képalkotó módszerek eltérő fiziológiai változások detektálására alkalmasak (Huettel és mtsai, 2004). Tesztelhetjük egyetlen neuron tüzelési mintázatát vagy neuronpopulációk aktivitását in vivo. Egyes elektrofiziológiai módszerek az idegsejtek depolarizációja által létrehozott elektromos vagy mágneses dipólusok mérésén alapulnak. Ilyen például az EEG, az eseményfüggő potenciálok (ERP) és a magnetoencefalográfia (MEG). Ezekkel a módszerekkel 10–100 msec-os idői ablakban követhetjük a neuronok aktivitását, azonban csekély, néhány mm-től cm-es nagyságrendig terjedő téri felbontást tesznek lehetővé. Ezzel szemben, az fMRI és a PET viszonylag nagy téri felbontásban (1–10 mm) nyújt adatot az idegrendszeri aktivitást kísérő vérátáramlás-növekedésről, ugyanakkor korlátozott idői felbontást tesz lehetővé a hemodinamikai változások időbeli lefutása miatt. Az fMRI technikai határa néhány 100 msec-tól néhány sec-ig tart a térbeli felbontástól és a vizsgált agyterület nagyságától (Field of View) függően. Az optikai képalkotó eljárások (pl. NIRS) olyan eljárások, amelyek szintén a vérátáramlás változását mérik, viszont csekély téri felbontást tesznek lehetővé, és csak az agykéreg felszínére korlátozódnak. A PET és fMRI ezzel szemben az agy mélyebb rétegeinek feltérképezésére is alkalmas. A mágneses spektroszkópiás képalkotás (MRSI) és a PET metabolikus folyamatokat mér változó, általában alacsony téri és idői felbontással (30 sec-tól percnyi nagyságrendig) (Matthews, 2001). A 8. ábra a fenti eljárások egymáshoz való viszonyát szemlélteti a tér és idő függvényében.