癲癇是一種臨床綜合徵，它是由腦內神經細胞反覆發作的異常、過度放電所致，以反覆發作的腦功能失調為特徵。癲癇不是一種單獨的疾病，引起癲癇的原因多種多樣，因此，臨床症狀也千差萬別。但是，癲癇發作時腦部大量神經細胞的異常、過度、同步性放電這一特徵，在各種癲癇中都是相同的。那麼，癲癇病人的大腦為什麼會發生異常放電？正常人的大腦為什麼沒有發作性異常放電呢？
大腦是支配人的意識、思維、情感及運動等活動的器官，大腦的生理功能也是通過電的活動來實現的。神經細胞是神經系統最基本的生理功能單位。在正常情況下，通過人體自身複雜的調節機制，大腦的神經細胞處於興奮和抑制的相對平衡狀態，使神經細胞的放電維持在維持範圍內。
但是，各種病因比如先天遺傳或後天獲得的，使大腦某一部位的神經細胞發生壞死、缺失、結構異常或血液應障礙等，使腦細胞維持自己電位穩定的能力下降，腦細胞內外的離子分布比例改變，細胞周圍的神經遞質也發生改變，使一些受損傷的腦細胞電活動處於一種不穩定的狀態，一旦內外環境發生改變，就引起該部位的神經細胞突然過度放電，並由近及遠的導致更多的神經細胞同步放電。
其放電的頻率可達到正常時的數百倍，這樣就引起了癲癇的臨床發作。如果異常放電只限於大腦的某一部分，則表現為部分性癲癇發作，如果異常放電擴散到整個大腦皮質，就導致全身性癲癇發作。這種異常放電是怎麼被終止的，目前尚不明了。傳統觀點認為，癲癇發作的停止與神經細胞的能量消耗、毒性代謝產物積聚、神經膠質細胞對鉀離子和部分神經遞質的攝取有關。
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