La psychopathologie est précieuse pour guider l’application de l’imagerie cérébrale fonctionnelle à l’étude des troubles mentaux. En permettant une approche basée sur les processus mentaux plutôt que sur des catégories diagnostiques (par ex. rumination plutôt que dépression), elle offre l’opportunité d’identifier des biomarqueurs susceptibles d’enrichir la nosographie psychiatrique et de renseigner les stratégies diagnostiques et thérapeutiques. En revanche, savoir si l’imagerie cérébrale fonctionnelle peut être un outil au service de la psychopathologie, c’est-à-dire de la compréhension des processus mentaux sous-jacents aux troubles psychiatriques, reste une question controversée. Un intérêt potentiel de l’imagerie cérébrale fonctionnelle pourrait être l’identification de processus mentaux non conscients et inaccessibles à une mesure comportementale. C’est ainsi que la constatation de bases cérébrales communes entre douleur morale et douleur physique a pu donner lieu à des spéculations fascinantes sur l’origine de leur parenté lexicale. Ou encore que certains envisagent de pouvoir distinguer conversion et simulation sur la base de l’activité cérébrale. Mais interpréter cette activité comme témoignant d’un processus mental, raisonnement appelé inférence inverse, pose plusieurs problèmes, que le processus mental soit rapportable ou non. Par exemple, l’activité cérébrale observée peut ne pas être pas spécifique du processus mental en question. Ou alors cette activité cérébrale peut ne pas être définie avec assez de précision. L’ensemble de ces problèmes peut être formalisé dans une perspective bayésienne. En dépit de ces limites, l’inférence inverse est néanmoins un outil heuristique puissant pour susciter des hypothèses secondairement réfutables concernant la nature des processus mentaux et leurs relations (par ex. évocation de l’objet perdu et renforcement lors d’un deuil compliqué). Combinée à des paradigmes expérimentaux de qualité, l’imagerie cérébrale fonctionnelle est donc susceptible d’apporter des connaissances nouvelles à la psychopathologie.