借助于脑电图(Electroencephalogram, EEG)对大脑皮层电位分布进行分析被视为是确定脑内电活动源的一种行之有效的方法,一般在正常情况下,脑电图描述的皮层电位都呈现出一定的规律性；然而,当脑组织发生病变或者功能改变时,相应的规律性就会遭到破坏(比如说波形的改变),本文的研究目的就是利用有限元仿真模型对神经兴奋组织的电活动进行模拟,得到脑组织发生病变时在模型表面产生的电位分布,研究利用头皮表面电位分布逆溯脑内电活动偶极子源的优化算法,从而协助癫痫等脑部疾病的诊断与临床治疗,同时也有助于更深入地探讨大脑的神经机理活动等。脑电研究领域主要涉及两个方面：脑电正问题和脑电逆问题,对脑电正问题的研究是求解逆问题的关键基础,正问题能否正确地得到计算直接影响到脑内电活动源定位的准确性。本文基于均匀球和三层同心球模型利用有限元分析了大脑头皮表面电位的分布情况,根据生物电磁场理论推导了求解脑电场的有限元方程,在给定偶极子作用下求解模型表面的电位分布,从而验证了仿真模型的有效性,但是对比三层球头模型与均匀球头模型的仿真结果,前者表现出了较好的近似性。此外,进一步分析了不同头模型下偶极子参数(位置、方向和大小)对皮层表面电位分布产生的影响,并在相同路径下对这些差异进行比较分析,为以后各种头模型下脑电正问题的求解提供借鉴信息。最后借助于测得的头皮电位数据逆推了产生脑内电活动的兴奋源,根据头皮电位计算值与观测值的最佳拟合来设计目标函数,为了得到更稳定、误差最小且唯一的偶极源解,对目标函数进行正则化处理,并结合粒子群算法实现对目标函数的优化,通过对施加约束条件矩阵前后的反演数据与测量数据进行比较,仿真结果表明施加约束条件后偶极子源的定位精确度要比正则化处理前有很大提高。