电影新的研究维度是利用功能性核磁共振成像技术（FMRI）、脑电波（EEG）、相关事件电位（ERP）、正电子发射断层显像（PET）、脑磁电图（MEG）等技术，测量观众的脑活动，并结合被试者相关性分析（ISC）来评估他们的大脑在时空反应上的相似性。
2001 年，圣路易斯华盛顿大学的杰弗瑞·扎克斯团队尝试将叙事影像的片段引入 FMRI 实验来探讨人脑对事件边界的处理和反应。在 2004 年，以色列威兹曼科学的哈森团队提出了神经电影学这一术语，为其基于 FMRI 技术的电影研究命名。哈森团队通过检测被试者在观看 4 种不同影片时大脑神经的反应，通过科学的方法来度量影片对情绪的操控 。
在《“大脑即银幕”：从神经科学到神经－影像》（在下文中简写为《大脑即银幕》）一文中，作者孙绍谊引述了德勒兹电影理论学者帕特丽夏·品斯特在《神经－影像：数字屏幕文化的德勒兹电影－哲学》一书关于当代影像图景与大脑景观的相似处：轴索是连接无数探头和神经元的有线或无线线路，遍布社会各个角落的次终端监控屏幕构成了神经元，形形色色的次终端连接可以被看成是“突触”之间的互通，而观众与银幕人物之间的移情（empathy)似乎可以从镜像神经元中找到答案。当代影像文化是一个德勒兹式的块茎式（rhizomatic）大脑，触角繁乱伸延，触点彼此勾连，形成无所不包的网。帕特丽夏说：“电影已迈入第四阶段——超现代电影时代，他们认为电影贡献给世界的是最现代的机制——银幕/屏幕。超现代银幕/屏幕时代以其所称的过量影像、多重影响和距离影响为特征。认为我们迈入了一种电影狂里：摄影机和银幕/屏幕遍布各个角落……”
在德勒兹的哲学中，块茎是其差异哲学的基础。“哲学概念中的块茎被用来形容一种四处伸展、无等级制关系的模型。块茎的联系性原则是指块茎上的任何一点都能够与外界连接，其特别之处在于它强调的是两个以上截然不同的事物、时间、地点之间的联系，它所发挥的功效是建立一个开放性的模式，从而借随意的联结来驱动和整合各要素之间的关系。块茎的联系性原则通过建立各种事物的联系，从而帮助人理解和认识外部世界。”
新兴的桌面电影正是对超现代电影时代这样与大脑神经具有惊人相似度的影像文化图景的印证。在桌面电影中，故事由各种各样的视频终端呈现出来的画面并置而成，其中包括电脑桌面、手机视频画面、直播画面、摄像头拍摄的影像，甚至行车记录仪所记录的画面。正如大脑中轴索、突触、神经元之间相互作用之后会给身体一个信息反馈，桌面电影就是由网络和视频终端构成的“轴索”“突触”“神经元”对于社会的信息反馈。桌面电影呈现的就是当代影像文化这张无所不包的影像之网中被束缚被裹挟的群体。在桌面电影中，也表现出人物无法逃离影像之网的困境，沉溺于影像之网中的主人公最终也因无所不在的轴索与神经元而走向毁灭。如影片《解除好友：暗网》，在这部电影中，块茎的对于截然不同的事物的联系性原则得到了充分地展现。影片通过一台笔记本电脑，使得主人公马蒂亚斯与本来和他毫无关联的暗网杀手联系在了一起，并最终导致了马蒂亚斯和他好友的死亡。在故事剧作方面，桌面电影基于其自身的特点展示了其他类型影片不常表现的内容，同时对于德勒兹的理论存在另一维度的呼应。“在电脑的隐秘文件夹、浏览网页历史、聊天记录、在线直播画面中，还能看到人物掩藏的秘密，压抑的本我……从这个层面上来看，桌面电影可谓是德勒兹‘大脑即银幕’的媒介实践，电脑桌面展现了人物心智中混沌的潜在领域、大脑的内在世界，是‘幻觉的现实’”。
“镜像神经元”是神经科学中的一个重要发现，“镜像神经元”似乎不仅解释了观众在观看电影的过程中可以发生共情作用的原因，同时也补充解释了部分电影的叙事逻辑。在英格玛·伯格曼的影片《假面》中，护士阿尔玛在照顾不愿意开口说话的病人伊丽莎白的过程中，逐渐被其影响，最终丢失了自我的身份，成为了伊丽莎白的替身而存在。正如尼采所言：“当你凝视深渊时，深渊也在凝视你”。在凝视之时，凝视者在镜像神经元的作用下“镜像”般模仿被凝视者的行为，在《假面》中，伊丽莎白对话语的拒绝使得凝视得以最大限度的发挥作用。阿尔玛在无法交流的情境下也只能选择凝视，最终通过不断的“凝视”使得阿尔玛深陷镜像模仿之中而丢失自我。
孙绍谊在《大脑即银幕》一文中说道“当代神经科学的前沿领域之一是探索如何将大脑中不可见之‘像’具体可感地呈现在人们的眼前，而这也正暗合了德勒兹的‘大脑即银幕’的主张。‘神经－影像’可以展现人物心脑的潜在领域，展现其中的混沌之像。再次确认了德勒兹关于‘艺术不是为了再现可见（visible)，而是为了展现不可见（invisible) ’的论断。”
在电影史上有许多呈现“不可见”之像的杰作。如在影片《野草莓》中，展现了主人公伊萨克怪诞的梦境，往昔的回忆，脑海中的幻觉，讲述了伊萨克身处古稀之年对自己的自责与宽容，渴望爱却又无法抑制自身的冷漠，想要寻求解脱但对死亡又充满了恐惧，通过对不可见之像的呈现展示了伊萨克矛盾痛苦的一生。克里斯托弗·诺兰的影片《盗梦空间》更是展示了呈现“不可见”之像的影片的独特魅力。在这部影片中，梦境不仅是对于电影的比喻，更是构成电影文本的主要内容。《盗梦空间》所讲述的故事一如柏拉图的洞穴寓言，看你是要寻求真理却虚无的彼端，还是守候实在却负重的此岸。
在《大脑即银幕》一文中，作者还从精神分裂分析角度着眼，认为神经－影像具有三重内在之力，即“谵妄的力量”、“虚幻的力量”以及感触的力量。就“谵妄的力量”而言，作者认为积极意义的“谵妄”和“疯癫”(madness) 能直接触及世界的荒谬性，冲击、影响乃至改变我们的现实感觉。在今年获得威尼斯金狮奖的影片《小丑》中，就深刻展现了“谵妄”与“疯癫”之于世界的巨大冲击力。影片中的哥谭市阴暗潮湿，垃圾遍地。就在这阴郁的环境中，亚瑟默默忍受着生活中不堪的一切。影片中的亚瑟总是不可控制的发出病态的笑声，这种病态的笑声在巴赫金的“狂欢”理论中被赋予了更深层次的哲学意涵：“它建构起一种关于经验的特殊的观点，一种在深刻性上不亚与严肃和眼泪的经验”。然而生活中没有人能理解亚瑟笑的力量。亚瑟工作时被街头混混殴打，被上司开除，被好友出卖，被自己的崇拜者嘲讽，被自己的母亲欺骗。唯一一个能帮助他的心理治疗机构也要被政府取缔。亚瑟在地铁上为了帮助别人摆脱骚扰而惹祸上身，终于被逼无奈开枪杀死了三个金融界的人士。这时候亚瑟才意识到身处底层的他原来还拥有这样的力量，这也是亚瑟真正的化身小丑的开始，用自己谵妄与疯癫的力量对抗世界的开始。“是我想多了，还是这个世界越来越疯狂”，这是亚瑟对于这个世界的追问。最终精神病人亚瑟只能选择用疯狂的方式对抗疯狂的世界。正如德勒兹所说，“精神分裂既是当代文化的症候，又是一种抵抗形式”。“谵妄关乎社会政治、经济或历史世界。”
许多影片将人脑的生理机制作为推进剧情的手段。“电影作为大脑不仅是对观众认知模式的最新表述，而且是与电影艺术自身的发展相应的、意义生产机制的一种方式。”
许多基于神经－影像的电影剧作手法创作的电影被归为“高概念”电影。神经电影学也与德勒兹的哲学思想遥相呼应，基于神经电影学得出的研究结果，对未来的电影创作具有深远的指导意义，但由于技术手段的限制，神经电影学对于观众观看电影时的情绪变化还无法进行更精确地区别与辨认。同时，由于神经电影学的研究更多的还是对观者直接反应的检测，还无法分析电影艺术对观众产生的更为复杂和深刻的影响。因此，在神经电影学的发展道路上还有很长的路要走。