功能磁共振成像（fMRI）和其他大腦成像技術可以研究診斷為精神分裂症的人的大腦活動差異。該圖像顯示了大腦的兩個水平，在正常工作的功能性磁共振成像研究中，健康對照的區域比橙色表示的精神分裂症患者更活躍。
一些患有嚴重精神疾病，尤其是精神分裂症的人會聽到“聲音”，即幻聽。這種症狀困擾著80％以上的患者，是精神分裂症最普遍和最令人困擾的症狀之一。患者在沒有任何人在場的情況下“聽到他們或與他們有關的聲音”。聽覺幻覺通常始於青春期和成年期，對患者而言非常“真實”，並且可能對患者的生活質量造成毀滅性影響，因為“聲音”通常令人困擾和分散注意力，有時會迫使患者採取自殺或暴力行為。揭示幻覺的生物學起源對於減少其對精神分裂症疾病負擔的貢獻至關重要。
為了調查精神分裂症患者聽力“聲音”的生物學起源，西奈山伊坎醫學院研究人員帶領的研究小組使用超高場成像技術比較了精神分裂症患者與健康個體的聽覺皮層。他們發現經歷聽覺幻覺的精神分裂症患者的聽覺皮質的異位組織異常。Tonotopy是聽覺皮層中聲音頻率的有序表示，它建立在子宮和嬰兒期，並且不依賴於更高階的認知操作。研究結果發表在本週的自然夥伴雜誌
NPJ精神分裂症上，表明發展“聲音”的漏洞可能是在症狀開始之前多年就已經建立的。醫學博士Sophia Frangou說：“由於聽覺幻覺感覺像是真實的聲音，因此我們想測試有這種經歷的患者的聽覺皮層是否異常，聽覺皮層是大腦中處理來自外部環境的真實聲音的部分。” D.，西奈山伊坎醫學院精神病學教授。”
具體來說，研究小組使用具有7特斯拉強大磁鐵的超高場掃描儀來獲取大腦活動的高分辨率圖像，而研究參與者則被動地聆聽了從非常低到非常高頻率範圍內的音調。在健康的大腦中，這些聲音以非常有條理的方式處理；每個頻率都會激活聽覺皮層的特定部分，從而形成聲調圖。研究小組從16例具有反覆幻聽史的精神分裂症患者和22名健康研究參與者中獲得了色調局部圖。他們發現，患者對大多數聲音頻率表現出更大的激活作用。此外，在精神分裂症患者中，大多數聲音頻率到聽覺皮層部分的映射似乎“混亂”，
“因為當人們仍是嬰兒並且在整個生命中都保持穩定時就建立了音調圖，我們的研究結果表明，發展“聲音”的脆弱性與嬰兒期發生的聽覺系統的組織異常有關，並且在語音發展之前就已經存在。精神病症狀發作了很多年。這特別令人興奮，因為這意味著有可能很早就識別出潛在的易感人群，例如精神分裂症患者的後代。”
這組作者說，除了幫助醫生在症狀出現或變得嚴重之前發現可能會出現幻覺的人外，聽覺皮層可能是新穎的神經調節方法可以考慮的領域，以幫助已經出現症狀的患者。展望未來，Frangou博士的研究團隊將在更大的樣本中複製並擴展當前的觀察結果，以確定它們與各個診斷幻覺的相關性，並量化在實際幻覺體驗中，音調異常與聽覺皮層激活和連通性的關聯。
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