Les auteurs quantifient et comparent les six performances (résolution, profondeur, sensibilité, portabilité, quantification, coût) des quatre techniques d'imagerie à l'échelle moléculaire (IRM, optique, ultrasons et PET), en correspondance avec les trois échelles du rayonnement électromagnétique utilisé in vivo (fréquences (10⁶ à 10²² Hz), énergie photonique (10^-4 à 10⁹ eV) et longueur d'onde (10^-2 à 10^-15m). Cette imagerie moléculaire exige les technique les plus sensibles (Pl. 2-2. à 2-4). Quatre exemples d'approches expérimentales chez le petit animal, in vivo, sont montrés ici. Le passage moléculaire à travers la barrière hémato-encéphalique (cellules endothéliales, astrocytes et occludine, pharmaco-cinétique étudiée en TEP) (Pl. 2-5. à 2-11 ), d'abord, l'imagerie des récepteurs et des ligands notemment des récepteurs périphériques aux Benzodiazépines (PBR) en PET et IRM (Pl. 2-12 à Pl. 2-15), ensuite, la neuropathologie des maladies neuro-dégénératives et inflammatoires comme des accidents vasculaires cérébraux (PET et IRM chez le rat) (Pl. 2-16 et 17), et, enfin, l'étude de la réponses aux stimulations par l'imagerie in vivo des signaux calciques et de ses variations par l'analyse photonique, comme à l'échelle du Calcium mitochondria (Pl. 2-18 à Pl. 2-22).