ศัลยแพทย์ประสาทจะทำการฝังขั้วไฟฟ้าซึ่งมีขนาดเล็กมากลงไปในสมองของผู้ป่วยในส่วนที่เฉพาะกับการรักษาโรคพาร์กินสัน โรคสั่นไม่ทราบสาเหตุ และโรคที่มีอาการแข็งเกร็งของกล้ามเนื้อ โดยจะมีการใช้เครื่องมือเพื่อความแม่นยำในการฝังขั้วไฟฟ้า ได้แก่ กรอบโลหะ (เพื่อช่วยให้ศีรษะของผู้ป่วยอยู่นิ่งกับที่ และช่วยในการวางแนวการฝังขั้วไฟฟ้า) ภาพถ่ายสมองด้วยวิธี MRI หรือ CT scan ร่วมกับโปรแกรมคอมพิวเตอร์ (เพื่อคำนวณแนวการฝังขั้วไฟฟ้า) และเครื่องตรวจคลื่นสมอง (เพื่อให้แน่ใจว่าขั้วไฟฟ้าอยู่ในที่ที่ถูกต้อง)
 
ทั้งนี้ในระหว่างที่ศัลยแพทย์ประสาททำการฝังขั้วไฟฟ้า ผู้ป่วยจะอยู่ในสภาพตื่นตลอดเวลา เพื่อให้แพทย์สามารถสอบถามอาการและตรวจอาการผู้ป่วยได้ เนื่องจากเนื้อสมองไม่สามารถรับรู้ความเจ็บปวด ผู้ป่วยจึงไม่รู้สึกเจ็บปวดในเนื้อสมองระหว่างการผ่าตัด
 
เมื่อขั้วไฟฟ้าถูกฝังลงในสมองแล้ว ศัลยแพทย์ประสาทจะต่อขั้วไฟฟ้าเข้ากับเครื่องกระตุ้นกระแสไฟฟ้าซึ่งถูกฝังที่ชั้นใต้ผิวหนังที่หน้าอกส่วนบน โดยในการผ่าตัดขั้นนี้ แพทย์จะให้ผู้ป่วยดมยาสลบเพื่อไม่ให้ผู้ป่วยเจ็บปวด