神经系统活动时，可以在体表或者神经元上记录到电信号，这种电信号为我们推知个体心理活动的生理机制提供了直接的证据。脑电图、脑磁图及生理多导仪是记录电生理信号的有效技术。
1、脑电图和脑磁图
脑电图（EEG）通过在头皮表面记录大脑内部的电生理活动情况获得。神经元处于静息状态时，细胞膜内为负电位，膜外为正电位，由此形成极化状态。神经细胞之间通过突触传递信息，兴奋性神经元使突触后胞体或树突去极化，抑制性神经元使突触后胞体或树突超极化，都能形成突触后电位。大脑皮质锥体细胞顶树突的突触后电位的总和就形成了可在头皮表面记录的自发脑电。当外加一种刺激时（比如让被试看一个图片、听一个声音）会引起脑区的电位变化，即诱发电位，也叫事件相关电位（ERP）。脑电的电场变化同时伴随着磁场的变化，通过脑磁仪可以在头皮表面附近记录到磁信号。与 ERP 类似，研究者也可以记录刺激引起的磁场变化，即事件相关脑磁（ERF）。
2、生理多导仪
生理多导仪是一种多功能的仪器，可以记录到多种生理信号心电、体温、肌张力、呼吸波、呼吸流速等，广泛应用于神经电生理研究、心理生理学研究、心血管系统研究、呼吸系统研究等方面。传统的多导生理记录仪采集的信号主要包括三个方面。睡眠情况：通过记录脑电图、眼电图、肌电图可以准确反映出睡眠状况和分期。电极一般都采用银盘电极，贴在头面部皮肤上。呼吸情况：通过记录鼻气流、胸部及腹部运动、血氧水平等，综合多种指标判断呼吸状况。心脏变化：通过监测心电图的变化，可以发现各种心律失常。
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