Bilim insanları, ölüm anında insan beynindeki son anlarda meydana gelen elektriksel aktiviteleri elektroensefalogram (EEG) kayıtları kullanarak ilk kez detaylı bir şekilde inceledi. Araştırmacılar, beynin ölüme yaklaşırken sanılanın aksine "hiperaktif" bir evreye girdiğini ve koordineli nöronal faaliyetler gösterdiğini bildirdi. Bu çalışmaların, ölüm anındaki bilinç halleri ve ölüme yakın deneyimlerin nörolojik temelleri hakkında önemli bilgiler sağlayabileceği kaydedildi.

Ölüm anındaki beyin aktivitesini incelemenin etik ve teknik zorluklarına değinen araştırmacılar, gerçek beyin ölümünün kalbin durmasından bir dakikadan uzun bir süre sonra gerçekleştiğini belirtti. ABD'nin Kentucky eyaletindeki Louisville şehrinden beyin cerrahı ve nörolog Dr. Ajmal Zemar, kalbin durmasının ardından beynin oksijen alımının kesilmesiyle (hipoksi) bir dizi olayın tetiklendiğini aktardı. Dr. Zemar, başlangıçta beynin hayatta kalmaya yönelik ani bir aktivite patlaması gösterdiğini, ardından yavaş dalgalar ve nihayetinde tam bir sessizliğin izlediğini kaydetti. Hücrelerin elektriksel yükünü kaybederek toplu nörotransmitter salınımına yol açan "depolarizasyon" sürecinin de bu evrede başladığını belirten Zemar, bu fenomeni "üç fazlı ölüm dalgası" olarak tanımladı. Genellikle hayvanlarda gözlemlenen bu "nöronal havai fişek" durumunun aksine, insanlarda ölüm anındaki ilk aktivite patlamasının daha organize ve potansiyel olarak bilinçli bir deneyim olabileceğini vurguladı. Zemar, bu tür bir aktivitenin beynin meditasyon veya zorlu bilişsel görevler sırasında sergilediği koordinasyona benzediğini ifade etti.

Michigan Üniversitesi'nde yapılan küçük bir çalışma, nöro yoğun bakımda EEG ve EKG cihazlarına bağlı olarak vefat eden dört hastanın verilerini analiz etti. Çalışmanın yazarı, Michigan Üniversitesi'nden nörobilimci Dr. Jimo Borjigin, solunum cihazları kapatıldıktan saniyeler sonra iki hastada güçlü gama dalgası patlamaları kaydedildiğini belirtti. En hızlı beyin dalgaları olan ve yüksek seviyeli bilinçli bilgi işlemle ilişkilendirilen gama dalgalarının, bilinci deneyimle bağlantılı olan temporopariyetal oksipital bölgelerde, yani arka kortikal zonda ortaya çıktığı aktarıldı. Dr. Borjigin, "Baskın görüş, beynin sonuna doğru pes ettiğini düşünüyordu. Sonuçlarımız bunun aksini gösteriyor; beyin ölümden hemen önce kısa bir süreliğine hiperaktif oluyor" sözleriyle bulguları açıkladı. Bu bulguların, beynin anı bölgelerindeki güçlü aktiviteyi gösterdiğini ve ölüme yakın deneyimler sırasında insanların hayatlarından sahneler veya sevdiklerini "gördüğü" anlatılarıyla örtüştüğünü kaydetti.

Belçika'daki Liège Üniversitesi'nden Dr. Charlotte Marshall ise ölüme yakın deneyimlerin arkasındaki nörolojik mekanizmalara ilişkin bir teori öne sürdü. Marshall, beyin hücrelerindeki enerji düşüşünün artan nöronal aktiviteye ve beynin kimyasal sinyallerle dolup taşmasına yol açtığını aktardı. Artan serotonin seviyelerinin zengin görsel imgeleri, endorfinlerin huzur hissini ve noradrenalinin deneyimi hafızaya kazımayı açıklayabileceğini belirtti. Marshall, beynin yaşamı tehdit eden durumlarda neden bu tür "hoş kimyasallar" salgıladığına dair evrimsel bir açıklama olabileceğini, bunun hayvanlardaki "ölü taklidi yapma" tepkisine benzer bir savunma mekanizması olabileceğini vurguladı. Dr. Zemar da bu görüşe katılarak, ölümün anlık bir olay değil, bir süreç olduğunu kaydetti. Yakınlarını kaybedenler için, beynin bu anlarda huzur ve sükunet hissi üretebileceği bilgisinin teselli edici olabileceğini belirten Zemar, "Korktuğumuz o karanlık kara kutu değil. İnsanlar o zamanlarda aslında huzur içinde oluyorlar" ifadelerini kullandı.