Det kan leda till nya sätt att diagnostisera tillståndet och testa effekten av nya läkemedel.
Tekniken, som rapporteras i tidskriften Neuron, kan identifiera i en levande hjärna klumpar av ett protein som kallas tau som är nära kopplat till sjukdomen.
Alzheimers Research UK sade att det var lovande arbete.
Alzheimers sjukdom är ett problem för forskare som försöker komma på ett botemedel. Hjärnan börjar dö år innan några symtom upptäcks, vilket innebär att läkemedel förmodligen ges för sent.
En diagnos av Alzheimers kan inte ställas med absolut säkerhet förrän en patient har dött och deras hjärna undersöks. Det är inte heller helt klart vad som är orsaken till demensen och vad som bara är symptom.
Ett protein, som kallas tau, är mycket nära förknippat med sjukdomen, med taustanglar som anses vara ett sätt på vilket hjärnceller dödas.
Teamet, som leddes av National Institute of Radiological Sciences i Chiba, använde positron emission tomografi för att bygga en 3D-bild av tau i hjärnan.
De utvecklade en kemikalie som kunde bindas till tau och sedan upptäckas under en hjärnskanning.
Tester på möss och personer med misstänkt Alzheimers visade tekniken kunde upptäcka tau.
Dr Makoto Higuchi, från National Institute of Radiological Sciences i Japan, sade: "Positronemission tomografi bilder av tau ackumulation... ge robust information om hjärnregioner utvecklas eller riskerar att tau-inducerad neuronal död."
Forskningen är på ett tidigt stadium, men det kan så småningom leda till ett faktiskt test för Alzheimers sjukdom.
Det kan också tillåta forskare att noga följa den påverkan läkemedel som påverkar tau har på hjärnan.
Ett annat protein - betaamyloid - är också kopplat till Alzheimers och kan upptäckas i liknande tester.
Doktor Eric Karran, forskningschef vid Alzheimers Research UK, sade: " Denna lovande tidiga studie belyser en möjlig ny metod för att upptäcka tau - en nyckelspelare i både Alzheimers och frontotemporal demens - i den levande hjärnan.
"Med nya läkemedel i utveckling som utformats för att rikta tau, skannar som kan visualisera proteinet inuti hjärnan kan vara viktigt för att bedöma om behandlingar i kliniska prövningar är träffa deras mål.
"Om denna metod visar sig vara effektiv, kan en sådan scanning också vara ett användbart hjälpmedel för att ge människor en korrekt diagnos, samt för att övervaka sjukdomsprogression."
Pionjär avbildning av hjärnan som kan upptäcka uppbyggnaden av destruktiva proteiner kopplade till Alzheimers har utvecklats av japanska forskare.