La stimulation cérébrale profonde (SCP) est devenue un traitement sûr et efficace des troubles neurologiques du mouvement tels que ceux qui se produisent dans la maladie de Parkinson. Au cours de la SCP, des électrodes implantées sont utilisées dans des cibles spécifiques telles que le noyau subthalamique. La spectroscopie par réflexion diffuse  a été utilisée pour étudier les tissus biologiques dans de nombreuses applications et peut être utilisée comme une technique non invasive pour analyser les caractéristiques du spectre de réflexion d’un matériau donné produit par la lumière traversant un milieu.
Cette technique tire parti de la différence de réflectivité entre la matière blanche et la matière grise du cerveau à proximité du STN. Elle est généralement réalisée en utilisant une source de lumière blanche à large bande, une sorte de sonde optique pour acheminer la lumière vers et depuis les instruments, et l’analyse spectrale est effectuée par un spectromètre. La spectrométrie dans le tissu cérébral peut également fournir des informations utiles basées sur les la présence de forts absorbeurs dans le sang (hémoglobine désoxygénée et oxygénée).