Un EEG, o electroencefalograma, registra la actividad eléctrica del cerebro mediante electrodos colocados en el cuero cabelludo. Proporciona un registro continuo y en tiempo real de la actividad total de grandes poblaciones de neuronas.

Las distintas bandas de frecuencia se corresponden aproximadamente con diferentes estados. Las ondas alfa aparecen durante la vigilia relajada con los ojos cerrados; las ondas beta acompañan al pensamiento activo y la atención; las ondas theta y delta predominan en la somnolencia y el sueño profundo. Las espigas y las ondas agudas pueden indicar actividad epiléptica. Por lo tanto, el EEG es una herramienta fundamental en el diagnóstico de la epilepsia y en la clasificación de las fases del sueño.

Este método posee una excelente resolución temporal —permite detectar cambios del orden de milisegundos—, pero una resolución espacial limitada, ya que la señal se filtra a través del cráneo y representa la actividad de muchas neuronas simultáneamente. Los potenciales evocados extraídos del EEG continuo revelan la respuesta del cerebro a estímulos específicos con una sincronización precisa.

Cuando un médico necesita saber qué está haciendo el cerebro momento a momento, el EEG sigue siendo una de las herramientas más directas y accesibles disponibles.