Mentālie tēli vēl nesen ir nonākuši filozofijas un kognitīvās psiholoģijas jomā. Abi uzņēmumi ir izvirzījuši svarīgus jautājumus par attēliem, taču nav guvuši būtiskus panākumus, atbildot uz tiem. Līdz ar kognitīvās neirozinātnes parādīšanos šie jautājumi ir kļuvuši empīriski vadāmi. Neiro attēlveidošanas pētījumi apvienojumā ar citām metodēm (piemēram, smadzeņu bojātu pacientu un transkraniālās magnētiskās stimulācijas seku pētījumi) atklāj veidus, kā attēli izmanto mehānismus, ko izmanto citās aktivitātēs, piemēram, uztverē un kustību kontrolē. Sakarā ar tā ciešo saistību ar šiem pamatprocesiem, attēli tagad kļūst par vienu no vislabāk izprotamajām “augstākajām” kognitīvajām funkcijām.