正电子发射层描术(positronemissiontomography,PET)一种功能性造影术。利用正电子湮灭过程，无损伤性地探测人体局部生理、生化动态过程。不同于组织结构造影术。包括制造能发射正电子的放射核素、合成这种放射核素的示踪剂。将示踪剂用于被试体内，通过正电子扫描装置，测定示踪剂在脑内的分布及动态变化，计算出相应的脑功能状态等许多环节。正电子是一种质量与电子相等却带一个正电荷的粒子，从放射核素中发出后，遇到一个电子，就会与之湮灭（即两者消逝），转化为两个互成180°辐射的光子。最常用发射正电子的放射核素：15()、13N、1C、18F,其半衰期分别为2、10、20、110分钟。因此，生成这种放射核素的回旋加速器必须与合成示踪剂和使用其进行PET探测的设备十分靠近。利用15(O2的氧，可测定脑局部耗氧量；利用5O的一氧化碳或”C的一氧化碳，可测定脑局部血容量；利用5O的水和二氧化碳，可测定脑区域性血流量：利用18F-2脱氧葡萄糖或11C-2-脱氧葡萄糖，可测定脑区域性葡萄糖代谢率。20世纪80年代以来，不仅用于临床医学，也用于脑功能的基础理论研究。特别是90年代后期发展的认知功能脑构像研究，对揭示人类知觉、记忆、言语过程的脑机制，积累了许多新科学事实，为认知神经科学发展提供了一种重要的方法学基础。随着在临床和理论研究中的运用，本身也在不断发展与提高。如20世纪80年代中期，对脑功能的空间分辨仅为17.5毫米，90年代初已提高为6毫米一7毫米。80年代主要使用半衰期110分钟的18F,近年更多使用半衰期只有2分钟的15O。对脑功能的研究将发挥更大作用。在认知功能脑机制研究中的应用，除设备昂贵，使其运转与维护需许多领城科学家的通力合作外，还由于其对脑功能变化的时间分辨率为数十秒，而认知过程可在十分之几秒至几秒钟内完成。因此，当代利用PET所进行的认知成像研究还不得不借助认知科学的许多方法学原则，如减法法则等，以弥补其方法学之不足。