核磁共振技术发展至今，已经产生了许多重要的分支和进展，其中一个就是功能性磁共振成像(functional MRI,fMRI)。这种技术成为认知神经科学领域最令人激动的工具。功能性磁共振成像可以用于确定大脑的解剖学结构和大脑认知过程的关系。换句话说，功能性磁共振成像能够帮助科学家了解，当我们进行决策或学习时，我们的大脑哪些区域被激活了。功能性磁共振成像在本质上与传统结构磁共振成像是一致的，但是，在功能性磁共振成像中，成像所关注的是大脑血液中的原子核。脑活动越强，对含氧血的需求量越大，因此，对比含氧血液和非含氧血液中原子核的排布情况，就能够得到人脑处理不同任务时的大脑活动的差异，从而推测出与完成该任务相关的大脑区域。

以阅读为例，通过功能性磁共振成像的方法，科学家已经开始破解人类阅读行为的神经机制。法国科学院院士斯坦尼斯拉斯·迪昂(Stanislas Dehaene)等人招募了不同文化程度的志愿者，包括文盲、晚学者(指成年之后才开始学习的人)和正常学习者(在儿童时就开始学习的成年人),他们让志愿者看一些图片，图片内容包括口语单词、书面语单词、面孔、房屋、工具和棋盘格等，同时记录大脑在不同刺激下的活动。通过比较，研究者发现，随着文化程度的增加，受试者看单词图片时大脑左半球中一个被称为“梭状回”的区域激活增强；而在看面孔图片时，该区域的激活却降低了。这就给了我们很有趣的提示：原来用于记忆面孔的视觉皮层区域在人类阅读行为发展之后，可能变成了记忆单词的区域。换句话说，考虑到人类阅读行为出现的时间较晚，因此，大脑中可能并不存在一个专用的阅读皮层，而是重新利用了已有的视觉皮层来完成阅读任务。