大脑神经元异常放电的机制极为复杂,一般认为是各种致病因素导致的神经递质传导异常所致,从而引发神经细胞膜电位发生了异常改变。常见的包括遗传、过度疲劳、饥饿、酒精中毒、情感冲动等致病因素均可能会影响神经元放电阈值,从而诱发神经元异常放电。
突触后电位分为兴奋性和抑制性突触后电位,正常情况下二者处于平衡的状态,当神经元细胞受损后,兴奋性突触后电位过于兴奋,大脑神经元就会出现异常放电,从而诱发癫痫。当癫痫反复发作时,一组癫痫病灶异常放电容易导致周围远处神经元同时放电,二者之间互相影响,可导致大脑神经元异常放电反复发作。