Optyczne metody do monitorowania mózgu wykorzystują fakt , że światło w pewnym stopniu może przenikać przez kości czaszki . Chodzi tu zwłaszcza o światło z zakresu bliskiej podczerwieni , o długościach fal między 650 a 850 nanometrów ( nanometr to milionowa część milimetra ) . Istotne znaczenie mają tu właściwości krwi - a konkretnie hemoglobiny , której utlenowana forma w inny sposób oddziałuje ze światłem niż forma zredukowana . Zjawisko to pozwala oceniać stopień natlenienia obserwowanej części ciała poprzez analizę intensywności światła penetrującego tkankę . Podstawowymi elementami optycznych urządzeń diagnostycznych są niewielkie źródła światła ( diody laserowe ) oraz czułe fotodetektory . Źródła i detektory , zwykle oddalone od siebie o 2 - 5 cm , są zestawiane w pary . Do głowy pacjenta można przyłożyć jednocześnie od kilku do kilkunastu takich par , co potencjalnie pozwala badać znaczną część mózgu .