MRI的物理基础是核磁共振（nuclear magnetic resonance，NMR）。20世纪40年代，斯坦福大学的费利克斯·布洛赫（Felix Bloch）和哈佛大学的爱德华·珀塞尔（Edward Purcell）首次发现了磁共振现象。他们因此获得了1952年的诺贝尔物理学奖。1967年，贾斯珀·杰克逊获得了第一个活体动物磁共振信号。随着硬件和计算机软件的进步，相继产生了新的扫描序列：血氧水平依赖性功能性磁共振成像（blood oxygen level-dependent functional magnetic resonance imaging，Bold-fMRI）、弥散加权成像（diffusion weighted imaging，DWI）、弥散张量成像（diffusion tensor imaging，DTI）、灌注功能成像（perffusion weighted imaging，PWI）、磁共振动脉自旋标记（arterial spin labeling，ASL）等技术。
fMRI无须使用造影剂，安全无创，空间分辨率高，已广泛应用于临床、脑科学和认知科学（OtteA，2006；Kay，2008）。fMRI捕捉的血氧浓度的变化，通过血流动力学响应能够反推大脑神经核团活动情况（Aquino，2014），通过测量神经元活动引起的血流动力学变化，可以间接观察神经活动。通过这项技术，人们进一步发现大脑的神经元活动可以分为几个功能网络。这些网络相互配合，具有很强的内在关联性。它们在执行功能任务和休息状态时均可以彼此稳步分离（Biswal，1995；Smith，2009）。这项技术在脑科学研究中的应用已成为一种普遍的手段，促进了脑科学和认知科学的快速发展。(www.xing528.com)
MRI是一种具有强大功能的医学影像技术，与软组织对比度好，空间分辨率高。原子是由电子和原子核组成的，由于携带电荷，原子核自旋时能产生磁矩。一旦原子核处于外加磁场中，并且外磁场射频脉冲频率与原子核自旋频率相同，且外磁场中原子核的自旋频率与射频脉冲频率相同，则原子核将增大自旋进动角以吸收能量，从而产生能级向高能态过渡的现象，这就是磁共振现象（包尚联，2006），由于fMRI具有空间分辨率较高、无创性、不具有放射性、重复性高等特点，目前被广泛应用于临床以及基础研究中。Biswal等在1995年提取静息态下BOLD信号进行分析，发现大脑左右半球的感觉运动皮质的低频成分（＜0.1 Hz）具有显著的同步性，并首次提出功能连接概念：空间上相距较远的脑区在时间序列上存在相关性。后来越来越多的研究证明这种低频振荡（＜0.1 Hz）的信号是大脑固有的自发的神经活动（Biswal，2010）。
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