Первоначально некоторые авторы (И. С. Бериташвили и др.) считали, что медленные волны с частотой 4-6 Гц вызваны в электроэнцефалограмме взрослого человека слиянием двух-трёх дельта-волн (их частота 1-4 Гц)[1]. Но в 1944 году Г. Уолтером и В. Дови был описан тета-ритм[2], и в начале 1960-х годов частоты 4-7 Гц отнесены к самостоятельным ритмам[3].
В 1974 году Международной федерацией ЭЭГ и клинической нейрофизиологии рекомендовано относить к тета-ритму волны частотой 4-8 герц[4]. Период их колебаний составляет 150-250 миллисекунд. В состоянии бодрствования человека частоты тета-ритма представлены, как правило, в виде отдельных колебаний или небольших групп волн с амплитудой напряжённости электрического поля 20-60 микровольт[5].
В отличие от других ритмов, более выражен не в коре головного мозга, а в гиппокампе[6]. Спонтанный тета-ритм исчезает в классическом методе изолированного мозга (фр. cerveau isolé) Ф. Бремера, однако и в этом случае ритм можно вызвать искусственно с помощью стимуляции седалищного нерва. Полное исчезновение тета-ритма наблюдается при разрушении или отсечении заднего гипоталамуса[7].
Начальным звеном путей, обеспечивающих появление тета-ритма, являются структуры мозгового ствола, участвующие в функционировании сенсорной системы. Основной восходящий путь идёт через задний гипоталамус в латеральную область[8].
Общепринятой является точка зрения, что тета-ритм активируется вместе с ориентировочным рефлексом, на первых этапах выработки условного рефлекса, может сохраняться при некоторых сложных условнорефлекторных ситуациях (выбор при высоком уровне неопределённости и т. п.). По мнению О. С. Виноградовой, последнее может объясняться необходимостью постоянного поддержания напряжённого внимания в подобных ситуациях[9]. Связь тета-ритма с состоянием внимания подтверждается и другими исследователями[4][6].
Наличие высокоамплитудного гиперсинхронизированного тета-ритма является одним из проявлений фазы быстрого сна (связана со сновидениями). В филогенезе фаза быстрого сна развивается параллельно со способностью организма запоминать новую и необычную информацию[10].