Synchronizovaná aktivita velkého počtu neuronů vede ke vzniku elektromagnetických polí, která lze měřit mimo skalp pomocí elektroencefalografie a magnetoencefalografie. Pomocí těchto technik byla pozorována synchronizovaná nervová aktivita v celém centrálním nervovém systému a při různých úkolech. Neuronální synchronizace může být modulována omezeními úkolů, jako je pozornost, a předpokládá se, že hraje roli při vázání funkcí, neuronální komunikaci a motorické koordinaci.
Spojení mezi různými mozkovými strukturami, například thalamem a mozkovou kůrou, mohou vytvářet smyčky, které podporují oscilační aktivitu. Oscilace zaznamenané z více korových oblastí se mohou synchronizovat a vytvořit rozsáhlou síť, jejíž dynamiku a funkční konektivitu lze studovat pomocí spektrální analýzy a měření Grangerovy kauzality. Koherentní aktivita rozsáhlé mozkové činnosti může vytvářet dynamické vazby mezi mozkovými oblastmi, které jsou nezbytné pro integraci distribuovaných informací.