产生脑电节律活动的条件 脑中电场必须相当强，才能在头皮表面记录出电位变化，而欲使脑中电场达到相当强度，必须具备两个条件：（1）同步化。大?脑皮层是由100余亿神经元所组成，从皮层表面记录出的电位是许多神经元活动时所产生的电场的总和。故节律性的脑电波是许多神经元同时活动和同时抑制的结果。只有这样，总和出来的波幅才能较大，否则就会相互抵消，甚至记录不出电位变化。这种同时放电或同时抑制的过程就是“同步化”。如果由于某种原因而使神经元不能同时放电或同时抑制，就是“去同步化”。所说同步化，包括频率与位相皆相同。否则，如两个神经元发放的频率相同而位相相反，就仍然不会出现大的波幅。通常，同步化的程度越大，则波幅越大而频率越低；反之，去同步化的程度越大，则波幅越小而频率越高。（2）神经元的排列方向一致。如各神经元的排列方向不一致，则冲动传导的方向也不会一致，因而所产生的电场就会相互抵消，不能形成强大的电场。大脑皮层的锥体细胞排列非常整齐，其顶树突都伸向皮层表面，因此，脑电波的形成，极有可能是由于许多锥体细胞产生的电位自细胞体传向皮层表面的结果。当这些锥体细胞进行同步活动时就会产生强大的电场，才能在皮层表面记录出来。
脑电活动的皮层神经元机制 由于最常见的脑电波节律为每秒10次左右的α节律，每个波的周期约为100毫米，这要比神经元的动作电位慢得多，而和神经元的突触后电位的时程较近似，因而提出脑电波是由神经元的同步性慢活动所引起的。此外，动物实验表明，将微电极插入猫的皮层神经元内，发现微电极所记录的皮层神经元的慢的突触后电位常与粗电极在皮层表面记录到的同步化脑电波时程相同，尤其在每秒8～12次的梭形波时更为明显。此外，静脉注射快速作用的巴比妥药物时，脑电波与细胞内记录的突触后电位同时消失，而当药物作用过后，两者又同时恢复。因此可认为：脑电波是由皮层细胞群同步活动时突触后电位（包括兴奋性突触后电位与抑制性突触后电位）的总和所形成的。
皮层神经元节律性同步活动的起源 动物实验表明，当切断皮层与丘脑的联系后，皮层的α节律消失，而丘脑中类似α波的节律性活动依然存在。损毁丘脑后，皮层也不再出现自发的节律性活动。因此可以认为，皮层的自发的节律性活动来源于丘脑，然后从丘脑传递到大脑皮层。综上所述，一般认为，脑电图波形是大脑皮层神经元突触后电位总和而形成，而其节律性活动的产生与丘脑有关。