Electroencephalography (EEG) en functional magnetic resonance imaging (fMRI) zijn een krachtig middel om neurale activiteit in de hersenen niet-invasief te meten. Beide technieken blinken uit in het verschaffen van verschillende informatie. EEG meet spanning van de hoofdhuid en kan gegevens in de orde van kHz samplen, wat betekent dat het gegevens kan opleveren over hoe de respons van een grote populatie piramidecellen met dezelfde oriëntatie verandert in de loop van milliseconden (Lopes da Silva, 2013; Luck, 2013). Een prominente techniek waarbij gebruik wordt gemaakt van EEG is de “event-related potential” (ERP)-techniek, waarbij een EEG-respons wordt gesegmenteerd voor een zeer korte tijdsperiode na een gebeurtenis, die gedurende een groot aantal trials wordt herhaald (Luck, 2013). ERP’s bevatten “pieken” – of componenten – die de som van de reacties binnen de schedel weergeven. Het probleem met EEG is het omgekeerde probleem, waarbij het onmogelijk is om de bron van spanningsmetingen op de hoofdhuid binnen de schedel te identificeren (Luck, 2013).
fMRI daarentegen heeft een ongelooflijk goede ruimtelijke resolutie, maar lijdt aan een slechte temporele resolutie. fMRI is, in tegenstelling tot EEG, geen elektrische respons gemeten vanuit een piramidale cel. In plaats daarvan is het een hemodynamische respons die veranderingen in de bloedzuurstofvoorziening weerspiegelt wanneer neuronen zich bezighouden met een proces dat het bloedzuurstofniveau-afhankelijk (BOLD) signaal wordt genoemd. In tegenstelling tot EEG, dat reacties in milliseconden kan meten, evolueert de hemodynamische respons in de orde van seconden. Als gevolg hiervan moet een compromis worden gesloten tussen temporele resolutie bij gebruik van EEG of ruimtelijke resolutie met fMRI.
Een streven om de beperkingen te overwinnen die elk van deze technieken heeft geërfd, is om ze te combineren (Turner et al., 2016; Debener et al., 2006; Wei et al., 2020). Wanneer EEG en fMRI worden gecombineerd, blijken ze meer variantie in cognitieve parameters te kunnen verklaren in vergelijking met wanneer gedrag op zichzelf wordt gebruikt (Turner et al., 2016). Veranderingen in het EEG-signaal zoals gemeten door ERP’s zijn ook in staat om een rijke hoeveelheid gegevens te leveren over een kleine tijdsperiode, die kan worden benut om verschillende ruimtelijk gescheiden regionale activeringen te identificeren zoals gemeten door fMRI (Debener et al., 2016).