Интенсивность обратного рассеяния излучения ближнего инфракрасного диапазона рассчитана для двухслойной модели сильно неоднородной среды, которую можно рассматривать как систему биотканей «череп-мозг». На основе уравнения Бете-Солпитера описана процедура моделирования многократного рассеяния методом Монте-Карло для двухслойной случайно-неоднородной среды. В качестве индикатрисы однократного рассеяния использована фазовая функция Хеньи-Гринштейна. Рассчитаны зависимости интенсивности обратного рассеяния от расстояния вдоль поверхности головы между источником излучения и приемником. Вид этих зависимостей оказался чувствительным к изменению таких параметров системы, как анизотропия индикатрисы рассеяния, толщина слоев, длина волны лазерного излучения. Эта особенность может быть использована в медицинской диагностике. Предложен альтернативный подход к расчету плотности распределения вероятности длины свободного пробега фотона. Показано, что, начиная с расстояния между источником и приемником порядка нескольких транспортных длин, рассчитанная интенсивность находится в хорошем согласии с предсказаниями диффузионной теории.