뇌전증 발작이 일어나려면 잘못된 전기신호를 내는 세포가 있어야한다.
신경세포는 안정 시 음(-)전압을 갖고, 양(+)으로 전압이 변하면서 흥분을 한다. 정상적인 신경세포는 한번 흥분을 하고 나면 한 동안 휴식이 필요하다. 그런데 잘못된 전기신호를 내는 뇌세포는 여러 번 연달아서 흥분하게 된다. 이러한 과도한 흥분현상이 주변으로 퍼져 나가면 멀쩡하던 주변뇌세포들도 같이 흥분하게 된다.
정상적으로, 신경세포 사이 연결은 흥분성 및 억제성 신경전달이 적절히 조절되나, 어떤 이유에서든 흥분성 신경전달이 늘어나거나, 억제성 신경전달이 줄어들면 잘못된 이상흥분현상이 주변으로 쉽게 퍼져 나가게 되며, 이것이 곧 뇌전증발작이다.