目前对残存意识水平的评估高度依赖行为学评估。在评估过程中临床医师通过专业化的行为学量表，如果在反复仔细的检查中未能发现任何一项行为学特征，患者被认定为无意识状态；而表现出非反射性行为，但无法交流的患者被认为处于微意识状态。这种方法有其内在的固有缺陷，误诊率很高。神经科学家一直在试图寻找不依赖于患者运动或语言输出配合的评估方式。近期的一项磁共振研究中，一位行为学评估无意识的患者在执行运动想象任务时(在磁共振扫描时研究者指示她想象打网球或在家中漫步)表现出与正常人执行此任务相似的激活图像。不过，任务态功能性磁共振同样需要患者对任务的理解、注意和配合，不少行为学评估明确意识存在的患者在任务态功能性磁共振并未表现出任务相关脑区的激活，阴性结果同样不能确认意识的缺失。近期有研究显示静息态功能性磁共振默认网络的功能连接与意识障碍患者的意识水平相关。

以脑电图为代表的电生理测量可以在毫秒级的时间量度上探测神经活动，具有极高的时间分辨率。脑电图与主动任务相结合的研究同样发现一些原先判断为无意识的患者在执行特定任务时有主动反应。

神经影像和脑电可以绕开行为学评估的部分限制因素，不少评估指标在组间水平上可区分意识状态，但目前尚无法应用于个体水平，而且很多评估同样需要患者保留语言理解功能及主动参与配合。作为一种新技术，经颅磁刺激联合多导联脑电图(TMS-EEG)克服了上述各种技术方法的缺点，无需患者主动参与配合，无需语言或动作输出，也不受评估者的主观影响，可应用于床旁评估脑功能。一些研究者认为该技术可能在个体水平上得到精确的意识评估结果。