発作の評価に最も広く用いられている検査のひとつに脳波があります。 これは頭皮に電極を装着し、脳の電気的活動を経時的に測定する技術です。 典型的な外来での記録は20～40分ですが、必要であれば病院内または外来で数日から数週間の記録を行うことが可能です。
EEGを読む訓練を受けた神経学者は、睡眠中と覚醒中に生じる脳波の正常パターンを知っています。 これらのパターンの変動は、（潜在的に発作の原因として）損傷している部位を示すことができます。 また、脳波には「スパイク」や「シャープウェーブ」、つまり発作の危険性を示唆する特殊な波が現れることがあります。 これらはランダムに発生するため、1回の短時間の記録で見られる場合と見られない場合があります。
脳波検査中に睡眠をとることで、脳の活動をより完全に評価することができます。 また、異常がある場合には、その異常が見られる可能性も高くなる。 したがって、てんかんが疑われる患者は、特に、起床時の記録が正常であった場合、睡眠を含む脳波検査を受けるべきである。 多くの場合、患者さんに睡眠不足（前の晩に数時間しか寝ていない）で検査室に来てもらうことで行われる。 あるいは、一晩中装置を装着するか、病院の専門病棟に入院することで、より長時間の記録を得ることができる
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