Nei casi di epilessia, la resistenza dei neuroni eccitatori agli stimoli appare diminuita durante il periodo di una crisi. Ciò può verificarsi a causa di cambiamenti nei canali ionici o nel non corretto funzionamento dei neuroni inibitori. Questo si traduce poi in una specifica area da cui le crisi epilettiche possono svilupparsi. Un ulteriore meccanismo che porta all'epilessia può essere dovuto alla regolazione ""up" dei circuiti neuronali eccitatori o la regolazione "down"" dei circuiti inibitori, seguito di un danno al cervello. Tali epilessie secondarie avvengono attraverso processi noti come "epilettogenesi". La compromissione della barriera emato-encefalica può anche essere un meccanismo causale, in quanto consentirebbe alle sostanze presenti nel sangue di entrare nel cervello.