Đây là kỹ thuật rất được quan tâm vì nó giúp phát hiện được không những các protein đặc hiệu có liên quan đến bệnh mà cả các phân tử nước hay lipid chịu tác động bởi sự hiện diện của các protein đó. Với kỹ thuật này, các vùng não bị ảnh hưởng có thể được hiển thị rõ ràng và sắc nét với độ nhạy rất cao. Không những vậy, kỹ thuật này còn cho phép phát hiện được cả những vùng đang ở trạng thái chuyển tiếp giữa bình thường và bệnh lý, cũng như những bất thường rất nhỏ trên mô não của người khoẻ mạnh, do đó giúp xác định được những dấu hiệu đầu tiên hay tiến triển của bệnh.
Kỹ thuật Raman sử dụng tia laser để phát hiện các hợp chất hoá học dựa năng lượng của bức xạ ánh sáng phản xạ và tán xạ. Ưu điểm chính của kỹ thuật này là không cần đến quá trình đánh dấu các chất hoá học và có thể được sử dụng bên ngoài cơ thể cũng như “in vivo” để phát hiện những vùng não đặc hiệu trong quá trình phẫu thuật. So với MRI (chụp cộng hưởng từ), PET (chụp cắt lớp phát xạ positron), CT (chụp cắt lớp vi tính), Raman có thể phát hiện được