La psicofisiologia studia come i processi mentali (cognitivi ed emotivi) si riflettono nella dimensione fisica dell'individuo, attraverso la misurazione di parametri fisiologici quali ad esempio attività elettrica cerebrale, ritmo cardiaco, pressione arteriosa, temperatura corporea, tono muscolare, riflessi, movimenti oculari, sudorazione cutanea. Tali misurazioni vengono effettuate mediante tecniche di registrazione e analisi: elettroencefalografia, potenziali evocati, elettrocardiografia, elettromiografia di superficie, elettro-oculografia. Gli eventi psicologici possono essere stati emotivi-affettivi (ad esempio stress) o attività cognitive o motorie (ad esempio soluzione di problemi) talora indotte mediante appropriati stimoli (visivi, uditivi, tattili), in genere somministrati mediante sistemi computerizzati.
Sebbene tali metodiche siano soprattutto utilizzate nell'ambito della ricerca, alcuni metodi quali l'elettroencefalografia ad alta risoluzione (64 canali) e le mappe dell'attività elettrica cerebrale (elettroencefalogramma e potenziali evocati) possono essere utilizzate anche ai fini clinici per meglio identificare e localizzare eventuali anomalie dell'attività elettrica che si riscontrano in diverse patologie cerebrali diffuse o focali.
EEG ad alta risoluzione, Mappe EEG e Potenziali Evento-correlati.
Particolari applicazioni delle tecniche elettroencefalografiche riguardano la registrazione dell'attività bioelettrica cerebrale ad alta densità spaziale (64 elettrodi). In questo modo è possibile circoscrivere meglio le aree cerebrali responsabili di determinati segnali fisiologici (ritmi cerebrali a riposo e durante compiti motori o cognitivi) o patologici. Mediante particolari tecniche di analisi (analisi spettrale, potenziali evento e movimento correlati, desincronizzazione e sincronizzazione evento correlate dei ritmi EEG, analisi della coerenza EEG) e l'uso di mappe topografiche è possibile descrivere sia localizzazione e decorso temporale di tali attività sia i rapporti funzionali fra diverse aree. L'applicazione clinica è limitata alle tecniche di registrazione e analisi attualmente standardizzate.
EEG computerizzato con analisi spettrale e Mappe topografiche.
Rappresentazione su mappe della distribuzione topografica dei ritmi EEG espressi in 10 minuti di tracciato a riposo (a occhi aperti e chiusi), sottoposto ad analisi spettrale per quantificare la potenza delle diverse bande EEG. Tale metodica è utilizzata per identificare regioni cerebrali responsabili di un'anomala attività bioelettrica spontanea.
Mappe dei potenziali evento-correlati (P300).
Rappresentazione su mappe della distribuzione topografica dei potenziali evento-correlati ottenuti durante compito di discriminazione fra stimoli acustici con due caratteristiche differenti (es. tonalità). L'analisi della latenza e la distribuzione topografica di tali potenziali, particolarmente dell'onda P300, consentono di disporre di un indicatore dell'efficienza nel processamento cognitivo delle caratteristiche degli stimoli.