Нейрофизиологические механизмы иллюзии, вызванной зеркальной визуальной обратной связью, остаются недостаточно изученными, несмотря на клиническое применение зеркальной терапии при фантомном болевом синдроме и при постинсультном гемипарезе. Цель исследования — определить нейрофизиологические корреляты зеркальной иллюзии у здоровых людей методами одновременной регистрации электроэнцефалографии (ЭЭГ) и ближней инфракрасной спектроскопии (БИКС). Обследовано 30 здоровых добровольцев (12 мужчин, 18 женщин; средний возраст 24 ± 8 лет). Экспериментальная процедура включала три блока: бимануальное движение без зеркала, движение одной рукой с зеркалом; тактильная стимуляция с зеркалом. Анализировали степень десинхронизации ЭЭГ-ритмов альфа-диапазона (8–13 Гц) в первичных сенсомоторных областях, дополнительной моторной области и задней теменной коре, а также методом БИКС, изменение концентрации окси- и дезоксигемоглобина (HbO и HbR). При движении рукой с зеркалом происходила билатеральная активация первичных сенсомоторных областей обоих полушарий: десинхронизация мю-ритма 9,71 [2,82; 16,20]%, в контралатеральном и 5,64 [2,84; 12,13]% в ипсилатеральном полушарии (p = 0,797), а также увеличение концентрации HbO на 6,88 [3,07; 17,20] нмоль/л в контралатеральном и на 4,91 [0,11; 14,59] нмоль/л в ипсилатеральном полушарии (p = 0,094). Корреляции между ЭЭГ и БИКС-показателями выявлены лишь в задней теменной коре (r_s = 0,527, p = 0,003). Субъективные характеристики иллюзии коррелировали с эмоциональной реакцией, и лишь отдельные из них слабо коррелировали с нейрофизиологическими показателями. ЭЭГ и БИКС дополняют, но не заменяют друг друга при изучении зеркальной иллюзии, формирование которой обусловлено многоуровневой сетевой организацией мозговых процессов.