大腦皮層中的神經元具有生物電活動，往往有持續的節律性電位變化，稱為自發腦電活動。將導聯電極放在頭皮上記錄的皮層腦電圖稱為腦電圖。在動物實驗或手術患者中，打開顱骨，將導聯電極直接放在皮層表面所記錄的皮層自發腦電稱為皮層電圖。如果在感覺傳入沖動的刺激下，大腦的某些區域出現有限的電位變化，稱為皮層誘發電位。
根據頻率的快慢，腦電信號的波形可分為α波、β波、θ波和δ波。頻率較快的α波出現在清醒、安靜和閉眼時。成年人清醒時幾乎沒有頻率最慢的δ波。成人極度疲勞、睡眠、麻醉時也可出現δ波。記錄和分析腦電波形對某些腦部疾病的診斷具有參考意義。
腦電波是大腦皮層大量神經元突觸後電位總和的結果，腦電波同步節律的形成與皮層丘腦非特異性投射系統的活動有關。
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