Убрзани развој неуроимиџинг технологија и алата за процесирање медицинских слика мозга омогућио је низ мултидисциплинарних истраживања у домену неуропсихологије и когнитивне психологије. Магнетна резонанца (Magnetic Resonance Imaging, MRI) је ставила у други план конвенционалне неуроимиџинг технике као што су Positron Emission Tomography (PET) и Single Photon Emission Computer Tomography (SPECT), и постала je доминантна анатомска техника сликања за проучавање повезаности између структуре и функције мозга са специфичним психичким процесима. Истраживање когнитивних функција захтева неинвазивно функционално мерење активности мозга in vivo. За функционални неуроимиџинг се најчешће користе електроенецефалографија (EEG), магнетоенцефалографија (MEG) и функционална магнетна резонанца (Functional Magnetic Resonance Imaging, fMRI). fMRI омогућава снимање и структурне и морфолошке слике мозга, супериорна је у односу на друге технике и по питању просторне и временске резолуције и има потенцијал за фузионисање са другим комплементарним модалитетима. За fMRI студије су у употреби event-related и блоковски дизајн стимулуса. Једно од фундаменталних питања когнитивних неуронаука је како су ментални процеси мапирани на мозгу. Стога је од стране неуроинжењера и медицинских статистичара посебна пажња посвећена развоју софтверских алата који омогућавају визуелизацију локација неуралних активности (SPM, UCL; AFNI, NIMI; FSL, Oxford), као и алата који омогућавају интегрисање података са различитих модалитета неуроимиџинга.