Le sommeil peut être divisé en deux grandes périodes: le sommeil lent et le sommeil paradoxal.
Dans le sommeil lent, l’activité électrique cérébrale se manisfeste par des ondes lents sur l’electroencéphalogramme (EEG) qui est un tracé obtenu par l’enregistrement de l’activité électrique du cerveau. Les mouvements et les réflexes baissent tandis que le tonus musculaire diminue. Les globes oculaires révulsent, les pupilles ne se contractent plus à la lumière. Le rythme cardiaque, la pression sanguine diminuent et ,la respiration diminue et devient plus bruyante (ronflement). La température interne baisse et la consommation de dioxyde de carbone est moins importante.
Le sommeil lent est également subdivisé en plusieurs stades.
Le stade I est une transition entre l’éveil et l’endormissement (hypnagogique). C’est une phase brève du sommeil qui peut durer entre 10 secondes à 10 minutes. Les muscles sont détendus et nous avons une sensation de dérive. Les yeux roulent lentement et les images sont précises. Un spasme soudain (sursant hypnagogique) peut alors nous réveiller. Durant ce stade le EEG montrent des ondes alpha rapides et aigues et des ondes thêta régulières.
Dans le stade II, les ondes thêta s’atténuent rapidement. Les deux modèles d’ondes cérébrales différentes se combinent aux ondes thêta. Des groupes de sursaut, des reflets de brusques regains d’activités cérébrales sur un fond d’ondes (complexes K) créent une vaste amplitude. Nous avons alors des pensées réalistes (sommes-nous vraiment endormis?).
Dans les stades III et IV, des ondes delta larges et lentes remplacent les complexes K et il y a groupe de sursaut. C’est le sommeil le plus profond. Le réveil est pénible et nous sommes dans un état de désorientation. Il peut avoir de l’énurésie et des crises de somnanbulisme. Ces stades prennnent un gros pourcentage du 90 minutes.
Vient ensuite le fameux sommeil paradoxal, le moment où l’on rêve. Durant ce temps, l’activité électrique cérébrale est semblable à celle de l’éveil, mais le corps du dormeur est paralysé, sourd et aveugle. Les complexes K et les grands sursauts réapparaissent. Les ondes cérébraux équivalent aux fréquences du cerveau éveillé. Les muscles somatiques sont complètement inhibés, c’est dont la paralysie complète à l’exception de quelques tressaillements des extrêmités et de quelques grimaces. Les globes oculaires sont affectés par un mouvement rapide. Le rythme cardiaque et la pression sanguine fluctuent avec autant d’amplitude que lors d’une activité passionnée en état de veille. La respiration est irrégulière et varie en même temps que le mouvement rapide des yeux; il n’y aucun ronflement. La température interne augmente et la consommation de dioxyde de carbone au niveau du cerveau augmente. La première période dure une dizaine de minute, et plus on avance dans les cycles, plus le sommeil paradoxal dure longtemps. 20% du temps dans le sommeil est occupé par le sommeil paradoxal. Durant ce stade, nous sommes insemsibles aux besoins physiologiques non satisfaits. Chez le mâle, il y a érection du pénis.
