Tecniche come la risonanza magnetica (MRI) di imaging diagnostico, l'ecografia e la tomografia computerizzata (TC) hanno avuto un enorme impatto in applicazioni cliniche. Risonanza magnetica offre un mezzo non invasivo per mappare la struttura del cervello e la funzione campionando la quantità, flusso o ambiente di protoni acqua in vivo. Intrinsic contrasto può essere aumentata mediante l'uso di agenti di contrasto paramagnetici in contesti clinici e sperimentali. Tuttavia, questi agenti sono poco più che ai giornalisti anatomici che nella migliore delle ipotesi possono etichettare i singoli comparti fluidi o distinguere i tessuti che sono magneticamente simili ma distinti istologicamente. Per consentire l'acquisizione di una più diretta dello stato fisiologico di cellule o di organi, una classe completamente nuova di intelligente magnetico risonante imaging agenti di contrasto è stata sviluppata che cambiano la loro influenza sui protoni acqua vicina in modo condizionale. Gli agenti modulano scambio di acqua veloce, producendo distinti "on" e "off" degli Stati.