I meccanismi di fondo che stanno dietro al mioclono non sono ancora del tutto chiari. Gli scienziati ritengono che alcuni tipi di mioclono stimolo-sensibili possano comportare una "iper-eccitabilità" delle parti del cervello che controllano il movimento. Queste parti sono interconnesse in una serie di "anelli di retroazione" ("feedback loops") chiamati percorsi motori. Essi facilitano e regolano la comunicazione tra il cervello e i muscoli. Gli elementi chiave di queste comunicazioni sono sostanze chimiche note come neurotrasmettitori, che portano i messaggi da una cellula nervosa, o neurone, a un'altra. I neurotrasmettitori sono rilasciati dai neuroni e si attaccano ai recettori delle cellule vicine. Alcuni neurotrasmettitori possono rendere più sensibile la cellula ricevente, mentre altri la rendono meno sensibile. Studi di laboratorio ipotizzano che squilibri di queste sostanze chimiche possano essere alla base del mioclono.