島津製作所をはじめ、国内外の研究者が、基本原理を応用し独自に装置の研究開発をすすめられ、特に1996年に日立製作所が中心として開発した、多チャンネル計測装置光トポグラフィー[2]により、脳機能を広い範囲でマッピングする事が可能となり、一気に臨床応用の期待が高まった。
近赤外線（波長：800nm付近）は頭皮・頭蓋骨を容易に透過して頭蓋内に広がってゆく。その反射光を 10-30 mm 離れた頭皮上の点で計測すると、脳活動の様子が、ヘモグロビン（Hb）の増減や酸素交換情報に伴う指標で計測できる。[3]