Суть предлагаемого подхода заключается в регистрации особенностей излучения с изучаемых поверхностей головы, отражающих активность соответствующих долей мозга человека. 
Человеку на определенные области головы направляют короткие импульсы света небольшой мощности на различных частотах. Этот световой импульс частично отражается от поверхности, а частично заходит внутрь ткани и начинает там рассеиваться и поглощаться. Фотоны многократно рассеиваются на оптических неоднородностях ткани, при этом частично возвращаются обратно на поверхность. Причем чем глубже фотоны вошли внутрь ткани, тем позже - и тем меньшая их доля - выйдет наружу. Эти фотоны можно регистрировать фотодатчиком, изучить распределение вышедших фотонов по времени, и таким путем восстановить оптические (рассеивательные и поглощательные) свойства тканей на разной глубине. 
Поскольку любая биологическая ткань не абсолютно прозрачна, свет будет частично поглощаться. Однако, в мягких тканях поглощение не критично, доля рассеяния достаточно велика. Можно оценить это на примере с лазерной указкой - если в темной комнате посветить ею на ладонь, то с тыльной стороны видно, что рука просвечивается, а на месте костей есть заметные затемнения. Т.е. несколько сантиметров мягкой ткани свет заметно проходит.
С черепом сложнее, но и его можно просветить насквозь, поскольку череп также не является сплошной перегородкой, а пористой средой. При этом значительная доля фотонов поглотится, но разрабатываемая аппаратура способна зарегистрировать значимую отраженную компоненту. 
К примеру, милливаттный лазер дает порядка 1016 фотонов в секунду. При условии отражения всего одной триллионной доли фотонов, мы получим 10 тысяч фотонов в секунду, который способен зарегистрировать фотодатчик.
Таким образом, становится возможным определить активность различных зон мозга человека.
Приведем простой реальный эксперимент на человеке. Пациент выполняет простое моторное задание (стучит пальцем руки по столу), а оптический излучатель с датчиком, установленные напротив левой моторной области коры головного мозга (которая управляет движениями правой руки), пытаются увидеть мозговые проявления этого действия. И действительно, будут заметны четкие различия между случаями, когда пациент стучал пальцем левой руки, правой руки или вообще не стучал, а также имеются ли у него определенные дисфункции мозга. 
На практике, для каждой частоты видимого, ИК и УФ диапазона будут рассчитаны частоты ритма, амплитуда, формы волны и топография. 
Предполагается, что каждый такой «ритм» соответствует некоторому определённому состоянию мозга и связан с определёнными церебральными механизмами.
Приборы для записи опторитмографии - опторитмографы BIXXI — имеют 1 и более датчиков (4 оптических канала) и позволяют одновременно записывать опторитмограммы (ОРГ) соответствующего числа сосудистых областей. ОРГ регистрируют путем фиксирования датчиков на поверхность головы. 
При этом принимаются во внимание особенности ОРГ, зависящие от возраста больных. При исследованиях применяют специальные функциональные пробы, которые дают возможность разграничить функциональные и органические изменения. Планируется использование пробы Штанге (максимальная задержка дыхания), проба нитроглицерина (в малых дозах, сублингвально), повороты головы, изменения положения тела. Остро возникающие сдвиги артериального давления будут отражаться на ОРГ изменением тонуса и уровнем пульсового кровенаполнения, что также будет учтено при анализе кривых.
Научная новизна заключается в регистрации излучения в оптическом диапазоне с поверхности головы человека, анализе топологии данного излучения, а также соответствующих ритмов на каждой из оптических частот.
Это позволяет получать наиболее полную интегральную характеристику функционирования мозга человека на различных уровнях организации. 
Прикладная новизна заключается в мобильности и оперативности регистрации, а также увеличении возможностей и информативности при регистрации функциональных состояний мозга как для оценки дисфункций и патологий, так и для оценки адаптационных резервов спортсменов. Кроме того, методика позволит объективизировать процесс профессионального отбора. Еще одно из прикладных направлений заключается в использовании технологии в качестве метода управления компьютером и техническими средствами связи, путем осознанного изменения ментальной деятельности человека.