Електроенцефалографічна апаратура дала можливість об'єктивної оцінки спостережуваних біоелектричних явищ у різних відділах головного мозку тварин і людини. Так, було встановлено, що ЕЕГ здорової дорослої людини в безсонному стані являє складну криву, яка, як показує частотний аналіз, може бути розкладена на ряд складових коливань (рис. 3). Переважаючим в ЕЕГ людини є ритм з частотою 8-13 кол/сек, який ще Бергер назвав альфа-ритмом. Активність 14-30 кол1сек отримала назву бета-ритму, а частоти від 31 кол/сек і вище - гамма-ритму. В ЕЕГ спостерігаються і більш повільні коливання: 4-7 к/сек (тета-ритм) і 1,5-3 к/сек (дельта-ритм). В залежності від області відведення і функціонального стану людини можна спостерігати в кривих переважання тих чи інших ритмів. Так, у стані повного спокою в ЕЕГ переважає альфа-ритм, найбільш виражений у задніх відділах кори великих півкуль. Зовнішні подразнення, фіксування уваги призводять у більшості випадків до ослаблення альфа-ритму (депресія альфа-ритму). В останні роки в моторної області кори був описаний так званий роландический ритм, по частоті збігається з альфа-ритмом, але відрізняється від нього за формою коливань [Гасто (Н. Gastaut)]. Сонний стан характеризується заміщенням у ЕЕГ альфа-ритму більш повільними коливаннями. Повільні хвилі також характерні для біоелектричної активності головного мозку в дитячому віці.
Отримала в даний час велике поширення микроэлектродная техніка (використання електродів діаметром до 0,1 мк і катодних повторювачів, які дають можливість працювати з такими електродами) дозволила вивчати активність невронов і навіть окремих їх частин [Экклс (С. J. Eccles), Юнг (Ст. Jung), Тасаки (I. Tasaki), Костюк та ін]. Ці дослідження показали, що діяльність невронов відображається повільними деполяризационными і гиперполяризационными коливаннями мембранного потенціалу, а також швидко поширюються деполяризационными хвилями, так званого струмами дії. Останні відображають імпульсацію, частота і характер якої залежать від стану нервової тканини, і змінюються при зовнішніх впливах (рис. 4). Зіставлення постсинаптичні активності окремих невронов з поверхнево записаними ЕЕГ дає можливість наблизитися до розуміння походження останніх. Існує ряд припущень про генезу ЕЕГ. Найбільше поширення одержала гіпотеза, що розглядає ЕЕГ як результат підсумовування так званих постсинаптичних потенціалів.
Рис. 3. Одночасний запис електроенцефалограми, частотного аналізу та інтегрування: 1|-ЕЕГ (потилично-тім'яну відведення зліва); 2 - запис інтегратором загальної сумарної активності ЕЕГ; 3 - δ-ритм; 5 - θ-ритм; 7 - β-ритм низький; 9 - β-ритм високий; 11 - ү-ритм; 13 - α-ритм; 4, 6, 8, 10, 12, 14 - показання інтегратора.
Рис. 4. Зміна импульсаций неврона в зоровій області кори головного мозку кролика, викликане одиночної спалахом світла тривалістю 1 мсек (зазначено стрілкою).
Експериментальні дослідження, проведені на тваринах, і спостереження змін ЕЕГ людини в різних умовах дозволили встановити, що існує певний зв'язок між характером ЕЕГ і структурними особливостями досліджуваних відділів головного мозку.
Біоелектрична активність виявилася залежною від стану основного обміну, рівня кисню і вуглекислоти і цукру в крові та інших показників обміну.
Виразні зміни в ЕЕГ викликають різні зовнішні подразники. Вони можуть виражатися в ослабленні високоамплітудних повільних ритмів (явище десинхронізації) і в появі комплексу коливань, що отримав назву «викликаної відповіді».
Використання ритмічних зовнішніх подразнень виявило здатність мозкової тканини в певному діапазоні реагувати в ритмі діючого подразника. Так може виникати засвоєння ритму подразнень (А. А. Ухтомський). Це властивість мозкової тканини дає можливість використовувати ритмічні роздратування як для локалізації функціональних систем, які відповідають на них, так і для оцінки їх стану.
Одним з прийомів аналізу біопотенціалів є використання кореляційного методу. Зокрема, розподілу кросскорреляционных коефіцієнтів дозволяє судити про динаміку і просторовому розподілі функціональних зв'язків у головному мозку (при утворенні умовних зв'язків, при розумовій роботі людини і патологічних станах головного мозку тощо). Для цієї мети створені спеціалізовані обчислювальні машини - коррелометры.
Спостерігається чітка взаємозв'язок біоелектричної активності кори і нижчерозташованими утворень головного мозку. За допомогою стереотаксичних приладів, що дозволяють точно локалізувати розташування електродів в головному мозку, проведено велику кількість досліджень, які показали особливості впливу різних підкіркових відділів мозку на кору великих півкуль і назад до кори на нижерасположенные освіти. В результаті цих досліджень створено уявлення про активуючих і гальмівних підкіркових системах [П. К. Анохін, Мегун (Н. W. Magoun), С. П. Нарикашвили].
Можна спостерігати також зв'язок змін біоелектричної активності головного мозку з психічними процесами (увагою, звиканням, різними емоціями, розумовою роботою). Описаний ряд закономірних змін біопотенціалів різних відділів головного мозку в процесі формування умовних зв'язків.
