Aivokudos
Isoaivokuori koostuu pääasiassa harmaasta aineesta, joka sisältää lähinnä hermosolujen soomaosia ja tuojahaarakkeita (dendriittejä). Lisäksi harmaassa aineessa on hermosoluja huoltavia gliasoluja. Isoaivokuoren lisäksi harmaata ainetta esiintyy pieninä saarekkeina, tumakkeina, syvemmälläkin aivoissa sekä selkäytimen pylväissä. Aivorungon alueella harmaa aine muodostaa tumakkeita yhtenäisemmän aivoverkoston. Harmaassa aineessa on runsas hiussuonitus.
Toiminnallinen magneettikuvaus
Veren virtaus aktiiviselle aivoalueelle muuttuu muutaman sekunnin kuluttua ärsykkeen havaitsemisesta ja aivoalueen sähköisestä aktivoitumisesta. Tietyn aivoalueen aivosolujen aktivoituminen vaatii energiaa. Aivot eivät voi varastoida energian lähteitään happea ja glukoosia. Niinpä aktivoituneet aivoalueet vaativat lisää energiaa. Noin 1–2 sekunnin kuluttua aivoalueen aktivoitumisesta sen verenkierto lisääntyy ja kyseiselle alueelle toimitetaan runsaasti happea (hemoglobiini) ja glukoosia. Noin 4–6 sekunnin kuluttua aktivoitumisesta saavutetaan huippu, jonka jälkeen hapen ja glukoosin määrät palaavat taas ennalleen. Toisin sanoen paikallinen veren virtauksen muutos ja solujen hapenkulutus aiheuttaa muutoksen veressä olevan happipitoisen ja hapettoman hemoglobiinin määrään kyseisellä aivoalueella. Hapeton hemoglobiini, jonka määrä veressä lisääntyy aivoalueen aktivoituessa, on magneettisilta ominaisuuksiltaan erilaista kuin happipitoinen hemoglobiini ja sen määrän lisääntyessä fMRI-signaali pienenee.