Si tratta di una nuova tecnica basata sulla limitazione al movimento delle molecole d'acqua dovuto alla presenza di barriere nell'organizzazione di un tessuto, che ne impediscono la diffusione esterna. 45 In sostanza, il DTI misura il grado e la direzionalità della diffusione delle molecole d'acqua (anisotropia) all'interno delle fibre nervose. Con questa tecnica è possibile valutare l'architettura e l'organizzazione della sostanza bianca cerebrale, nonché la densità e l'integrità di queste strutture, potendo così visualizzare direttamente gli effetti del danno assonale diffuso (non sempre visibili con la RMN tradizionale, e con miglior definizione). 46 Naturalmente, come ogni altra metodica, presenta anch'essa delle limitazioni; tuttavia, in futuro, è probabile che il ruolo diagnostico del DTI aumenterà, in quanto è l'unico strumento in grado di stimare la gravità del DAI, e, con esso, conseguentemente, la prognosi. 47,48 Infatti alcuni studi hanno dimostrato il ruolo del DTI come potenziale marcatore del danno assonale 47 (figura 9), osservando come il valore di anisotropia in diverse regioni cerebrali (eccetto il ponte) sia significativamente inferiore nei soggetti in cui non si manifesta un recupero di coscienza. 49,50 Inoltre, una ricerca del 2006 ha osservato come i miglioramenti di un paziente in minima coscienza fossero associati ad un incremento dell'anisotropia in alcune aree cerebellari. 51 Questo dato lascia intendere come sia possibile, anche in un ampio arco temporale, una lenta ricrescita assonale a seguito di danno traumatico.