L’étude de la modulation de l’activité neuronale induite par un stimulus, une tâche, etc. est une approche classique dans les neurosciences. Cette approche, ancrée dans une culture behavioriste, s’est avérée être une source d’informations, mais dans certaines limites. Notre article démontre que cette approche néglige notamment des aspects de l’activité neuronale qui peuvent aussi apporter des informations importantes sur le fonctionnement du cerveau. Les plus importantes contributions des dernières années aux progrès des neurosciences cognitives utilisent d’autres approches qui exploitent une variabilité spatiale ou temporelle que les analyses standard considèrent comme du bruit et n’expliquent pas. La variabilité spatiale des réponses évoquées permet de décoder par analyses multivariées des représentations sensorielles et cognitives. La variabilité temporelle de l’activité neurale spontanée influence la perception d’un stimulus consécutif et la réponse neurale associée, ce qui souligne l’importance fonctionnelle de l’activité spontanée du cerveau dans la cognition. Nous évoquons ces deux types d’approches sur la base d’expériences en neuro-imagerie fonctionnelle, mais les conclusions peuvent être généralisées à d’autres techniques appliquées aux neurosciences.