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心灵的未来 脑电图扫描
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另一个探测大脑深处的有用工具是脑电图（EEG），即脑动电流图。脑电图的引进可回溯到1924年，但直到最近才有可能使用计算机让从每个电极涌出的所有数据变得有意义。
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为使用脑电图（EEG）机，病人通常戴上一个看上去很新潮的头盔，头盔表面有很多的电极。（更先进的版本是在头上戴上一个包含一系列微小电极的发网。）这些电极检测在大脑中流动的微小的电信号。
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脑电图（EEG）扫描在几个关键的地方与磁共振成像（MRI）扫描不同。MRI扫描，正如我们已经看到的，发射无线电脉冲到大脑，然后分析“回声”。这意味着你可以改变无线电脉冲以选择不同的原子进行分析，用起来相当灵活。然而，脑电图机完全是被动的；也就是说，它分析大脑自然发出的微小的电磁信号。脑电图的优越性在于它能记录整个大脑中涌动的广泛的电磁信号，使科学家们可以测量在睡觉、沉思、放松、做梦……时大脑的整体活动。不同的意识状态，这些微小的电磁信号以不同的频率振动。例如，深睡眠对应于δ波（德尔塔波），振动频率为每秒0.1～4次（0.1～0.4赫兹）。积极的心理状态，如解决问题时对应于β波（贝塔波），振动频率为每秒12～30次（12～30赫兹）。这些振动使大脑的各个部分能共享信息和彼此沟通，即使它们是位于大脑的两侧。MRI扫描测量血流量一秒钟只能几次，而脑电图扫描可瞬间测量电的活动。
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图5 上图显示一个功能性磁共振成像机拍摄的图像，显示强烈的心理活动区。下图显示一个磁共振扩散张量成像机制作的花卉状图案，可以跟踪神经通路和大脑的连接。
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脑电图（EEG）扫描的最大优势是它的方便性和低成本。甚至高中的学生在自家的客厅里，在他们的头上戴上EEG传感器就能进行实验。
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然而，脑电图扫描的主要缺点是它已停滞发展有几十年，它的空间分辨率非常差。脑电图扫描拾取的脑电信号在它穿过颅骨后已经扩散了，使得它很难检测到源于大脑深处的异常活动。看着这个混乱的脑电图扫描信号输出，几乎不可能肯定地知道是大脑的哪一部分产生的。此外，轻微的运动，如移动手指，可以使信号产生畸变，有时使它无用。
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心灵的未来 正电子发射断层显像扫描
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来自物理世界的另一个有用的工具是正电子发射断层显像（PET）扫描，它通过定位葡萄糖的存在以计算脑能量的流动，因为葡萄糖分子是为细胞提供能量的。像我高中时所做的云室一样，PET扫描使用葡萄糖内从钠22发出的亚原子粒子。为开始PET扫描，将一种特殊的含有轻微放射性葡萄糖的溶液注射到病人身上。糖分子中的钠原子被放射性钠22原子取代。每当一个钠原子衰变时，它会发出一个正电子或阳电子，它很容易被传感器检测到。跟踪葡萄糖中放射性钠原子的路径，可以描绘活生生的大脑内的能量流。
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正电子发射断层显像（PET）扫描和磁共振成像（MRI）扫描一样有很多相同的优点，但空间分辨率没有MRI照片那样好。然而，PET测量的不是血流量，血流量仅仅是身体能量消耗的一个间接指标，PET扫描测量的是能量消耗，所以它与神经活动的关系更密切。
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然而，正电子发射断层显像（PET）扫描还有另一个缺点。与磁共振成像（MRI）扫描和脑电图（EEG）扫描不同，PET扫描有轻微的放射性，所以患者不能持续进行PET扫描。一般来说，由于辐射的危险性，一个人一年进行PET扫描不能超过一次。
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心灵的未来 脑磁
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在过去的10年中，许多新的高技术设备已进入神经科学家的工具包，包括经颅电磁扫描仪（TES）、脑磁图（MEG）、近红外光谱法（NIRS）和光遗传学（optogenetics），等等。
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特别是，磁已被用来系统地关闭大脑的特定部位而无须切开它。这些新工具的基本物理学是一个快速变化的电场能够产生一个磁场，反之亦然。脑磁图（MEG）被动测量大脑中电场变化产生的磁域。这些磁场是微弱的和极其微小的，只有地球磁场的十亿分之一。像脑电图（EEG）一样，脑磁图（MEG）的时间分辨率非常好，可到一千分之一秒。但其空间分辨率很差，仅一个立方厘米。
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不同于脑磁图（MEG）的被动测量，经颅电磁扫描仪（TES）产生大量的电脉冲，从而创造一个突发的磁场能量。TES放在大脑的旁边，产生的磁脉冲穿透颅骨，在大脑内产生另一个电脉冲。反过来，这个二次电脉冲足以关闭或抑制大脑特定区域的活动。
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以前，科学家不得不依靠中风或肿瘤让大脑的某些部分不工作，从而决定他们应做什么。但有了TES，我们就可以随意打开或抑制大脑的各个部分。通过在大脑中一个特定点注入磁能，只需通过观察一个人的行为改变，便可以确定它的功能。（例如，通过注入磁脉冲到左颞叶，就会看到它对我们说话的能力产生不利的影响。）
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经颅电磁扫描仪（TES）的一个潜在缺点是，这些磁场不能穿透到大脑内部很深的地方（因为磁场减弱的速度远远超过通常电流的平方反比定律给出的速度）。TES在关闭贴近颅骨的这部分大脑是非常有用的，但是磁场不能达到重要的位于大脑深处的中心部位，如边缘系统。但未来一代的TES装置可以通过增加磁场强度和精度，克服这一技术问题。
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