D'altra banda, l'aplicació d'estímuls sensorials (acústics, visuals, etc.) dóna lloc a l'aparició d'un tipus d'activitat elèctrica provocada, caracteritzada per la presència de potencials de freqüència inferior als observats en condicions espontànies. Aquests canvis es coneixen amb el nom de potencials evocats. Els potencials evocats (PE), es defineixen com canvis de voltatge de poca amplitud característics de l'activitat elèctrica cerebral, originats per la sincronització de grups neuronals implicats en el processament d'un estímul sensorial, en l'execució d'una resposta motora o en la realització d'alguna operació de processament cerebral. Per a l'enregistrament dels PE, es col·loquen els elèctrodes segons el sistema 10-20, i es presenten una sèrie d'estímuls al subjecte per veure quines modificacions apareixen en el registre.

Una de les dificultats en l'obtenció dels PE és la superposició a l'activitat elèctrica cerebral espontània. Per resoldre'l, es fa la mitjana dels fragments d'activitat elèctrica cerebral que segueixen immediatament l'estímul. Tal com queda reflectit en la figura, en amitjanar, l'activitat relacionada amb el processament de l'estímul es manté, mentre que l’espontània desapareix. Augmentant el nombre d'estímuls amitjanats, aquest fet esdevé més marcat ja que es millora la relació senyal/soroll. Mitjançant tècniques de filtratge o a partir de l'anàlisi visual feta per tècnics experimentats, es poden eliminar altres artefactes com ara els produïts pels músculs oculars i d'altres parts del cos.

En termes generals, podem distingir dos tipus de PE: els exògens i els endògens.

1. Exògens: s'evoquen per les pròpies característiques físiques dels estímuls, i les variacions que s'hi poden trobar s'expliquen per paràmetres físics com ara la intensitat, la freqüència o la modalitat sensorial de l'estímul. Això fa que proporcionin informació sobre la integritat funcional de les vies ascendents, i per això solen usar-se per fer exploracions neurofisiològiques. Els potencials evocats exògens poden ser de dos tipus:

   1. Potencials de latència curta (també anomenats potencials de tronc): davant la presentació de qualsevol estímul auditiu, les vies auditives que passen pel tronc encefàlic processen la informació, i això dóna com a resultat una sèrie de canvis en el registre, que succeeixen en els primers 50 ms després de la presentació de l'estímul (cliqueu en la figura). Si hi ha algun tipus de lesió en aquestes vies, l'amplitud i la latència d'aquests potencials de tronc queda modificada.

    

2. Potencials de latència tardana N1 i P2: el potencial N1 és una ona negativa que sol tenir el pic al voltant dels 100 ms després de la presentació de l’estímul; per altra banda, P2 és una ona positiva que sol tenir el pic al voltant dels 180 - 200 ms després de la presentació de l’estímul. Ambdós apareixen davant la presentació de qualsevol estímul, reflectint la capacitat de processar la informació per part del subjecte. Així, modificacions de la seva latència i de l'amplitud reflectirien alteracions en el processament sensorial dels estímuls. Per exemple, l'aparició de somnolència causa un augment de la latència d'ambdós potencials, així com una disminució de la seva amplitud.

2. Endògens: la seva variació depèn de factors com ara l'estat del subjecte, la tasca que se li assigni en relació amb els estímuls usats per a l'enregistrament, el valor informatiu que tenen els estímuls, etc. Per això, s'usen especialment per a l'estudi de la percepció, la memòria o l'atenció. Entre els més estudiats hi ha (a la figura de sota):

   1. El potencial P300, amb el que es mesura la capacitat d'atendre de manera correcta i sostinguda a una sèrie d'estímuls, discriminant els rellevants dels irrellevants. Per enregistrar-lo, es presenten una sèrie d'estímuls repetits (estímul no atès, el 90%), entre els que s'hi intercalen els estímuls designats per detectar, anomenats atesos (10% restant). La tasca del subjecte consisteix en detectar la presència dels rars, apretant un botó cada vegada que els identifica.