NIRS steht für Nahinfrarotspektroskopie. Diese Methode arbeitet mit Lichtwellen im Bereich von 700–900 nm, das heißt im Nahinfrarot-Bereich und bring keine Nebenwirkungen mit sich. Sie wird häufig für Untersuchungen mit Säuglingen eingesetzt. Mit NIRS wird die Durchblutungsveränderung des menschlichen Gehirns vollständig und nicht-invasiv gemessen. Ursache für die Durchblutungsveränderungen im Gehirn ist die Aktivitätsänderung von vielen Nervenzellen, wie sie z.B. durch Sinnesreize, Bewegungen oder Denk-Vorgänge hervorgerufen wird. Für die NIRS-Messung werden an verschiedenen Stellen des Kopfes Lichtquellen und Lichtdetektoren platziert. Die Lichtquellen und Lichtdetektoren werden an einer speziellen Kappe befestigt (ähnlich einer Badekappe, siehe Bild). Die Lichtquellen senden Licht aus, das relativ ungehindert durch den Schädelknochen dringt. Auf seinem Weg durch das Gehirn werden bestimmte Anteile des Lichts aufgenommen und andere reflektiert. Ein Teil des reflektierten Lichts erreicht nach seinem Weg durch die oberen Anteile Ihres Kopfes wieder die Lichtdetektoren. Basierend auf der Menge des gemessenen Lichts kann die relative Konzentration von sauerstoffreichem und sauerstoffarmem Blut im Gehirngewebe zwischen Lichtquelle und Lichtdetektor berechnet werden. Damit können Rückschlüsse auf die lokale Gehirnaktivität gezogen werden.