우울증은 변연계(limbic system)와 전두엽(prefrontal cortex) 영역에서 이상이 생겨 불면증, 식욕저하, 감정 기복 등 각종 우울 증상이 발병한다고 알려졌다. 따라서 fMRI 등을 이용한 뇌영상 연구가 활발한 영역이다. 

2008년 호주 알프레드 정신질환 연구소 Fitzgerald PB 박사팀에 따르면 우울 증상을 보이는 환자의 표정을 촬영한 fMRI 뇌영상을 분석한 결과, 영상 촬영만으로 우울증을 최대 84%까지 진단했다. 
뇌의 휴지기(resting-state)에도 fMRI 영상을 통해 우울증 진단 여부가 가능한지 알아보는 시험도 눈에 띈다. 

연구에 참여한 대상군이 쉬는 동안 이들의 표정 등을 분석해 우울증 동반 여부를 진단했는데 결과는 긍정적이었다. 정확도가 95%까지 나올 만큼 우울증 환자를 거의 정확하게 구별한 것(Zeng LL et al. 2012, Brain 135(Pt 5)). 

연구팀은 2014년에도 추가 결과를 도출하기 위해 뇌의 휴지기에 fMRI를 이용해 뇌영상기술로 우울증 진단 여부가 가능한지 알아봤다. 결과는 이전 연구와 비슷한 93%의 정확도로 우울증을 진단했다(Zeng LL et al. 2014 Hum Brain Mapp 35(4)).

조현병은 우울증보다 뇌영상 연구가 더욱 보편화됐다.

병태생리학적 측면과 신경해부학적 측면에서 바라본 조현병 발병 원인이 그만큼 다양하기 때문이다. 조현병 환자의 뇌를 관찰한 결과, 내측두엽(medial temporal lobe) 등에서 회백질 용적 감소를 보였다는 연구가 많이 발표됐다.

대표적으로 2002년 미국 다트머스 컬리지 James C Ford 박사팀이 fMRI 뇌영상을 이용해 조현병 환자와 정상인을 구분할 수 있는지 알아봤다. 그 결과 조현병 환자는 정상인보다 회백질 용적은 물론 해마 역시 감소돼 있어, 구조적 결함을 넘어 기능적 이상도 동시에 보인다는 점을 확인했다. 정확도는 87%였다.

특히 해마는 모든 질환과 부분적으로 연관이 있는 것으로 알려지면서 조현병을 비롯한 다양한 질환에서 연구가 진행되고 있다.

지난해 미국 컬럼비아 메디컬센터 산하기관인 Mortimer B. Zuckerman의 두뇌 행동연구소(CUMC)와 프랑스 파리데카르트대학 연구진 역시 해마를 구성하는 부위 중 CA2에서 억제성 신경세포 손실이 발생해 조현병이 발병한다고 논문을 발표했다.