自發電位的發現
EEG是1875年Richard Caton等在暴露的家兔鬧錶發現的。1924年Hans Berger 首次在顱骨損傷患者大腦皮質和正常的人頭皮上記錄到了EEG。1929年 Hans berger 首次發表頭皮記錄的EEG論文，並報告心算可引起EEG的α節律減少。這是人類首次將從腦電中觀察心理活動的理想變為現實，是腦電發展的里程碑。可是當時的電生理學家正致力於動作電位研究，認為Berger 觀察到的EEG戒律是一種噪聲。1934年 Adrian 等，1935年Jasper 等也觀察並證實了Berger的觀察，EEG的客觀存在才得到了科學界的一致認同。
頻率
動物和人腦的自發電位，就頭骨外或大腦皮層表面的腦電圖（EEG或ECOG）來說,頻率大部分在0.5～100赫範圍內,最常見的是0.5～30赫的低頻率電活動。就大腦深部腦電圖(DEEG)來說，振幅常較高。小腦皮層的自發電位的頻率最高，可達250～300赫。自發電位的振幅十分微弱，一般不超過10～150微伏,必須用多極放大器放10的6次方～10的7次方倍才能進行肉眼觀察。描記時一般用去極化電極置頭部，顱骨皮膚電阻一般控制在5000歐姆以下，用雙極法（兩電極均置腦部）或單極法（一電極置腦部，另一電極置耳垂等作為“參考”電極）描記。此外，也可用電極插入鼻咽部記錄腦底部的自發電位，或插入外耳道記錄顳葉的自發電位等。不同動物腦自發電位的基本節律（類α節律）有所差異。例如,成年兔為4～7赫,成年貓為5～8赫,成年猴為7～9.5赫，成人的α節律為8～13赫等。
4個波段
人腦的自發電位按頻率通帶分成δ、θ、α 、β4個波段，即①δ波：頻率0.5～3 赫,振幅40～200微伏,最高可達500微伏。3歲前嬰孩呈現最顯著，且全皮層同步。正常成年人酣睡中也有全皮層同步呈現，但若覺醒時也呈現，則反映智力低下，多半為白痴或痴愚。此外，患腦瘤或癲癇發作時也可見局部或全皮層呈現δ波。②θ波：頻率4～7赫,振幅10～120微伏。3～7歲兒童呈現最顯著，正常成人睡眠初期可呈現。若覺醒時全皮層呈現也反映智力低下,但低下的程度較呈現δ波者為輕。此外，θ波的呈現與情緒狀態有關。不悅時易呈現θ波，愉快時則消失。③α 波:頻率8～13赫,振幅約10～80微伏,超過100微伏的被試很少見。α 波是人腦自發電位的最基本節律,因為自8歲起的每一個正常人幾乎都呈現α 波。平均每7人中有1人全部時間均呈現α節律，另1人則僅偶見α 波，而大部分人則在上述兩個極端間起伏不定。α 波在人腦的枕葉呈現最顯著，顳葉次之，而頂葉和額葉則呈現最少。就每一個個體而言，成年人的α 波頻率及其呈現模式都是相當穩定的。絕大部分正常成年人的α 波頻率都是10±0.5赫。一般地說,在安靜休息狀態中α 波呈現±0.5赫的變化是正常生理現象,但溫度、藥物和若干精神疾患可加寬變化的範圍。α 波和視覺的關係密切，因此當閉眼安靜時其呈現最顯著，睜眼或注意外界事物時便消失，引起所謂“α 阻斷”現象。人腦左右兩半球的α 波基本上是對稱的，但右利手的人左半球α 波的振幅較右半球的略低;左利手的人則相反。此外，人腦的α波有跟隨閃光頻率刺激而變化的“節律同化”現象。頻寬4～20赫一般最顯著，兒童對低端頻率敏感,青少年最容易引起“節律同化”現象。④β波:頻率14～30赫,振幅約5～20微伏。β波在腦的前半部呈現最顯著,即額葉最明顯,頂葉和顳葉次之,枕葉最弱。β波很不穩定，變異性大，與情緒活動有關，緊張或激動時呈現顯著。
不同年齡段的變化
自發電位的平均頻率自新生兒至老年，人腦的自發電位有其嚴格的變化順序性，嬰兒常見1～2赫不規則慢波，1歲或1歲半前均以δ波為主導,4～5赫或8～9赫的波很少呈現；2歲半至3歲逐漸由θ波替代δ波,也可偶見α 波。α 波的產生和δ波的消失一般先在枕葉開始，然後出現於腦的前半部。4～7歲是α 波和θ波變化最劇烈的時期。自發電位的頻率隨年齡的增加而增高，發展到13～14歲左右人腦的自發電位已基本成熟,即頻率已基本達到10±0.5赫的成年人水平。70歲以上老人則呈現β波的機會明顯增加。下表是中國4～20歲兒童和青少年腦的自發電位的平均頻率隨年齡的增加而增高的事例。
睡眠時的自發電位
睡眠時腦的自發電位可分為慢波睡眠和異相睡眠兩大類。慢波睡眠又可分成4個分期:Ⅰ期α 波活動明顯降低而呈現若干4～7赫θ波活動；Ⅱ期呈現σ節律和K－複合體波。σ節律的頻率為12～14赫,延續時間至少0.5秒;Ⅲ期和Ⅳ期呈現較高振幅（至少7.5微伏以上）的δ波活動。當δ波的活動為20～50%的睡眠時間時稱為Ⅲ期,當δ波的活動超過50%的睡眠時間時稱為Ⅳ期。異相睡眠時的腦自發電位和覺醒時的腦自發電位很相似，即可恢復呈現α 波活動。
