Ein weiterer wichtiger Aspekt der Untersuchung ist die Frage, wie das Gehirn Schallreize verarbeitet. Bei der Diagnose wird deshalb auch die BERA (Brainstem Evoked Response Audiometry) Hirnstammaudiometrie angewandt. Dabei werden die Nervenreaktionen im Gehirn untersucht, die bei der Verarbeitung von Hörreizen stattfinden. Die Untersuchung dieser frühen akustisch evozierten Potenziale (FEAP) ist schmerzfrei. Mit drei bis vier Elektroden wird am Kopf gemessen, was in bestimmten Hirnarealen passiert, wenn ein Ton verarbeitet wird. Hieraus lässt sich einiges über den Tinnitus aussagen, z. B. zur Funktionalität des Hörnervs und der Hörbahn. Mit dieser Untersuchung kann auch ein Akustikusneurinom ausgeschlossen werden. Dieser gutartige Tumor kann in der ersten Phase nämlich ebenfalls einen Tinnitus auslösen.