脑电波（英文：Brain Waves），是大脑在活动时，脑皮质细胞群之间形成电压，从而在大脑皮质的细胞外产生电流。它记录大脑活动时的电波变化，是脑神经细胞的电生理活动在大脑皮层或头皮表面的总体反映。

1924年，德国精神科医生汉斯·贝格尔（HansBerger）发现并记录了人类第一条脑电波。动作电位学说认为，脑电活动由神经元胞体或神经纤维的动作电位组成；突触后电位学说认为，脑电波是皮层内神经细胞群同步活动时突触后电位的总和。广泛认可的脑电波有：贝塔（β）、阿尔法（α）、西塔（θ）、德尔塔（δ）四种。

在军事、医学、航天等领域脑电波已开始应用。脑电波是诊断癫痫的必要依据，脑电波对于各种颅内病变，如脑中风、脑炎、脑瘤、代谢性脑病变等，亦有很大诊断帮助。研究脑电波和动作之间的关系就能实现人机交互。

脑电波由不同频率的波段所组成。按其频率可分为α、β、θ和δ波4种基本波形，各波可在皮层不同区域引出。

α波或α节律（alpha rhythm）的频率为8~13Hz，幅度为20~100μV，常表现为波幅由小变大，再由大变小反复变化的梭形波，称为a梭形。α波在枕叶皮层最为显著，反映静息时的觉醒状态，睁开眼睛或接受其他刺激时，立即消失而呈现快波（β波），这一现象称为α阻断。

β波的频率最快，在14~30Hz，幅度为:5~20μV，额叶和顶叶较显著，是新皮层处于紧张活动状态的标志。

频率为4~7Hz，幅度为100~150μV的脑电波，称为θ波或θ节律（theta rhythm），是困倦时的主要脑电活动表现，在额叶和枕叶可以记录到。

频率为0.5~3Hz，幅度为20~200μV的脑电波，称为δ波或δ节律（delta rhythm），δ波的频率最慢，在叶和枕叶比较明显，常出现在成人入睡后，或处于极度疲劳、麻醉等状态。

脑电波形可因记录部位及人体所处状态不同而有明显差异。如上所述，在睡眠时脑电波呈现高波幅慢波，而在觉醒时呈现低波幅快波。这两种脑电波也被皮分别称之为脑电的同步化（syn-chronization）和去同步化（desynchronization）。

人类在安静状态下，脑电图的主要波形可随年龄而发生改变。在婴儿，可看到β波样的较快电活动，而枕叶则常记录到0.5~2Hz的慢波。在整个儿童期，枕叶的慢波逐渐加快，到青春期开始出现成人的a波。

在不同生理情况下脑电波也可发生改变，例如，在血糖、体温和糖皮质激素处于低水平，以及及当动脉血CO，分压升高时，α节律减慢；而在相反的情况下，α节律加快。

临床上，癫痫患者或皮层有占位病变（如脑瘤等）的患者，脑电波可出现棘波、尖波、棘慢综合波等变化。因此可根据脑电波改变的特点，并结合临床资料，诊断癫痫或判断肿瘤发生的部位。

以上参考：

动作电位学说：认为脑电活动由神经元胞体或神经纤维的动作电位组成，据此，时程较长的脑电波则由不同步的动作电位组成。但是，这无法对下列情况进行解释：α波频率8—13Hz，时程约100ms，而动作电位时程仅1~2ms；动作电位在兴奋时出现，而α波在安静时出现；在阻断脑血流或在麻醉状态下，动作电位消失但皮层的缓慢电活动仍在存在。因此，脑电波不可能由皮层神经元或神经纤维的动作电位产生。

突触后电位学说：认为脑电波是皮层内神经细胞群同步活动时突触后电位的总和，这是目前较公认的论点。其依据是：神经生理学家张香桐证实，脑内神经元的慢波活动发源于皮层并且与顶树突的活动有关；Scheibel 观察到，脑电波的个体发生与顶树突的形态分化有平行关系。新生小猫脑电图只有低幅慢波，此时顶树突只有极少分支，出生后10～12周，随着顶树突突触及树突小棘分布增多，脑电图上各种频谱的节律都出现；应用微电极细胞内记录技术，可见皮层内神经元突触后电位的节律与皮层引导出的脑电波节律一致；静脉注射巴比妥类药物，当剂量达500mg 时脑电波与细胞内记录所得的突触后电位同时消失，停止注射5分钟则两者同时恢复。 上述资料有力地支持了突触后电位学说。

脑电图(electroencephalography，EEG)是脑生物电活动的检查技术，通过测定自发的有节律的生物电活动以了解脑功能状态，是证实癫痫和进行分类的最客观的手段。

电极安放的原则是尽可能记录到异常电位。国际上通用而且广泛使用的电极安放方法是采用国际10/20系统，参考电极通常置于双耳垂。电极可采用单极和双极法的连接方法。

按照北京协和医院冯应琨教授的方法，将不锈钢针灸针作为电极，在耳屏切迹前1.5~3.0cm，颧弓中点下方2cm处垂直刺人4~5cm进行纪录。该方法与常规方法比较可明显提高颞叶癫痫脑电图诊断的阳性率。

主要用于检测额叶底部和题叶前内侧的病变。但因易受呼吸吞咽动作等影响，和患者有明显的不适感而限制了该技术的应用。

将电极插入颞叶内侧的海马及杏仁核等较深部位。为非常规的检测方法，其主要并发症是出血和感染。

在进行常规EEG检查时，还可以通过一些特殊的手段诱发不明显的异常电 活动，以便提高诊断的阳性率。

1875年，苏格兰王国生理学家Richard Caton首先在动物脑组织记录到节律性脑电波，而人的脑电波是在1928年由德国精神病学习家Hans Berger首次记录到的。脑电波的发现和脑电图记录的实际应用实现了人们对睡眠状态的为准确判断和定量分析，也是研究睡眠的必须手段。

癫痫（epilepsy）一种古老的疾病。有关癫痫的文字记载可以追溯到4000多年前的汉谟拉比法典。另一个详细描述癫痫的文献是巴比伦（Babylonian）的医学教科书（Babylonian textbook of medicine）。中国是在公元前1700年开始记录有关癫痫的内容。

癫痫，表现为反复癫痫发作的慢性脑部疾病称为癫痫。患者脑部存在着能导致癫痫反复发作的易感性、由于这种发作所引起的神经生化、认知、心理后果，以及一次以上非诱发性(或反射性)的癫痫发作是癫痫存在的三要素。

癫痫发作由不同病因所引起的，脑部神经元高度同步化异常放电所与寻致的，反复、发作性、短暂性，通常也是刻板性的脑功能失调称为癫痫发作。由于起源神经元位置不同、传播过程不一致，这种脑功能失调所表现的症状和体征可以是感觉、运动、自主神经、意识、精神、记忆、认知、行为异常或兼有之。

脑部神经元高度同步化异常放电是癫痫发作的根本原因。但并不是所有脑部神经元异常放电引起的发作都是癫痫发作，脑部神经元异常放电还可引起发作性神经痛等。国际抗癫痫联盟认为只有大脑、丘脑-皮质系统及中脑上部神经元的异常放电才会引起癫痫发作，这种异常放电的特征为神经元高度同步化活动。

脑电图(electroencephalography)上的痫性放电是人类癫痫的另一个特征，也是诊断癫痫的主要佐证。理论上讲，任何一种癫痫发作都能用脑电图记录到发作或发作间期痛样放电，但实际工作中由于设备、技术和操作上的局限性，常规头皮脑电图仅能记录到49.5%患者的痛性放电，重复3次可将阳性率提高到52%，采用过度换气、闪光刺激等诱导方法还可进一步提高脑电图的阳性率，但仍有部分癫痫患者尽管多次进行脑电检查却始终正常，部分正常人中偶尔也可记录到痛样放电。因此，不能单纯依据脑电活动的异常或正常来确定或否定癫痫的诊断。

癫痫脑电图的典型表现是棘波、尖波、棘-慢或尖-慢复合波。不同类型的癫痫，脑电图上有不同表现，可辅助进行癫痫发作类型的确定。失神发作的脑电图典型表现为3Hz的棘-慢波;West综合征表现为无规律性的高幅慢波，混有少量的棘波;局社性病样放电多提示系部分性发作;广泛性病样放电则多为全身性发作。

在军事、医学、航天等领域脑电波已开始应用。脑电波是诊断癫痫的必要依据，脑电波对于各种颅内病变，如脑中风、脑炎、脑瘤、代谢性脑病变等，亦有很大诊断帮助。而穿戴设备采集的脑电波能被转化成电脑信号，在进行简单数据运算之后，通过WIFI传递给消费电子设备。与此同时，由于每个人在做出动作前，其发射出的脑电波都是不同的，研究脑电波和动作之间的关系就能实现人机交互。

2017年，西班牙科学家研制出了可录取脑电波的耳机。这让用脑电波充当个人密码，实现“刷脑登录”离现实更进了一步。在早年的研究中，科学家就证实了脑电波在身份识别上的巨大潜力。纽约州立大学上州医科大学宾汉姆顿分校的科研人员曾对45名志愿者进行过实验，让他们浏览特定图片和信息，然后用计算机系统绘制其大脑产生的脑电波特征复合图，即“脑纹”。结果显示，根据“脑纹”对受试者进行身份识别的准确率接近100%。由于每个人的“脑纹”独特且不可用外力强取，不会丢失，科学家视之为理想的生物密码。不过，在可录取脑电波的耳机研制成功之前，这一科学构想苦于传统录取手段复杂而难以付诸使用。

来自麻省理工学院计算机科学和人工智能实验室的团队研发了一个特殊的反馈系统，使人类操控者能够通过“意念（脑电波信号）”向机器人传达对应的信息，让机器人感知到操控者的想法。2009年，国际消费类电子产品展览会上推出过一款脑波控制玩具，玩家可以用“意念”让玩具小球悬浮至空中，并穿越各种障碍。此外，各类脑波控制机械臂、意念控制轮椅更是给亿万残障人士带来了福音。

2020年3月30日，加州大学旧金山分校的科研团队使用人工智能（AI）解码系统，把人的脑电波转译成英文句子，最低平均错误率只有3%。这项研究3月30日发表在《自然·神经科学》杂志上。

脑机接口是一种在人或动物大脑与具有处理或计算能力的外部设备之间创建的连接通路，可以实现信息交换及控制。脑机接口技术主要包括非侵入式和侵入式两类。

在2023年杭州第4届亚残运会的开幕式上，中国残疾人游泳运动员徐佳玲是最后一棒火炬手。徐佳玲用通过大脑操控的智能仿生手高擎火炬“桂冠”，随后点燃主火炬。智能仿生手基于脑机接口技术，通过采集解析使用者的神经信号，无需手术埋入电极，也可以精确控制每根手指的运动速度和位置，完成各种交互姿势，让徐佳玲得以在握持火炬时更稳定。

除了智能义肢，脑机接口还被应用于更多领域。在电子消费品领域，相关产品正受到消费者热捧，例如强脑科技推出的非侵入式深海豚智能安睡仪，可以解译大脑在不同睡眠阶段的神经信号状态，用于改善用户睡眠质量，销量超过10万台。此外，中国第一汽车股份有限公司也针对脑控车辆领域申请了一项专利，相关技术用于获取车辆驾驶员的脑电信号，借此提高脑控车辆运行的安全性和可靠性。

中国信息通信研究院发布的《脑机接口总体愿景与关键技术研究报告》指出，脑机接口的产业应用实践将具有显著的社会效益，神经科学与多领域融合将呈现应用行业广、辐射范围大的特点。未来有望推动神经系统疾病的数字疗法走向应用，届时将撬动规模达到数千亿元乃至万亿元的睡眠调控、消费娱乐、神经疾病治疗市场。

相关产业也得到了政策的大力支持。2023年《工业和信息化部办公厅关于组织开展2023年未来产业创新任务揭榜挂帅工作的通知》中包含“脑机接口”这一重点方向；2023年中国成立脑机接口产业联盟，推进脑机接口研究。