뇌파는 뇌 신경세포의 활동에 수반되어 생성되는 전기적 변화를 외부에서 측정하고 기록한 것으로서 두피 상에서 측정되는 뇌파의 전위변동은 수 μV에서 수백 μV로 매우 낮은 전위를 갖고 있습니다. 일반적으로 뇌파는 이 미세한 전위를 증폭하여 기록합니다. 뇌파검사를 통하여 뇌의 기능적, 기질적 변화를 알아낼 수 있습니다. 뇌파검사는 아프지 않고, 객관적, 연속적으로 대뇌기능을 평가할 수 있는 검사법입니다. 최근 발달하고 있는 첨단적인 뇌영상진단법과 함께 대뇌의 기능적 병변을 평가할 수 있는 훌륭한 도구입니다.

뇌파에 반영되는 뇌의 전기적 활동은 신경세포(neurons), 교세포(glia cells), 혈액뇌장벽(blood-brain barrier)에 의해 결정되는데 주로 신경세포에 의해 발생합니다. 뇌 무게의 절반을 차지하는 교세포들은 신경세포가 연접해 있는 부위인 시냅스에서 이온, 분자의 흐름을 조정하고 신경세포들 간의 구조 유지, 지탱, 보수 역할 등을 합니다. 혈액뇌장벽은 뇌혈관 속에 있는 각종 물질 중 필요한 물질만 선별해서 통과시키는 역할을 합니다. 교세포와 혈액뇌장벽에 의한 뇌파의 변화는 조금씩 천천히 일어나지만, 신경세포의 활동에 의한 뇌파의 변화는 크고 빠르고 다양하게 발생합니다.

뇌파는 대뇌피질에 있는 신경세포들의 활동에 의해 대부분 결정됩니다. 대뇌피질의 신경세포들이 활동하면서 만들어내는 전기 신호들 중에서도 신경세포들이 연접해 있는 부위인 시냅스에서 형성되는 흥분성 시냅스 전위(EPSP, -10mV)와 억제성 시냅스 전위(IPSP, -80mV)의 합을 가장 우세하게 반영합니다.

따라서 뇌파란 대뇌피질을 구성하는 신경세포들의 시냅스 전위를 대부분 반영한 신호입니다. 대뇌피질은 인간이 지닌 고도의 감각과 지각, 운동과 기술, 사고력, 상상력, 언어 능력 등을 담당하는 중요한 부위로서 인간을 인간답게 만드는 부위라고 할 수 있습니다. 한편 뇌의 심부에 있는 기관인 시상(thalamus)은 대뇌피질과 긴 신경섬유다발에 의해 방사상으로 연결되어 있어 상호간 전기적 신호를 주고 받을 수 있기 때문에 시상의 활동도 대뇌피질에 간접적으로 반영됩니다.