一、什麼叫睡眠
睡眠是生活中一件大事，人一生中有三分之一時間是在睡眠之中度過的。什麼叫睡眠？為了給睡眠下個確切定義，人們還真是經曆了一個長期的認識過程。古人對於睡眠的認識曆來有著兩種對立觀點。一種觀點認為睡眠時精神活動暫時停止，有如短暫的“死亡”。另一種觀點認為睡眠和醒覺時一樣也有精神的活動，不同的隻是精神活動性質而已。公元前8世紀的希臘哲學家說：“睡眠是死亡的兄弟”，並從哲理的角度論證了睡眠時一切主動活動都告停止，精神處於靜寂狀態，與死亡無異。這是前一種觀點的典型代表。後一種睡眠觀點較前者更廣泛流傳。古代中國、印度、埃及、希臘大同小異地存在著這種看法，認為睡眠不是生命的暫停，也不是精神活動的停止，而是精神活動換了一種形式——夢的形式。盡管人們對於睡眠的議論持續了幾千年，但真正稱得上具有科學性的研究則直到19世紀下半葉才陸續開始。30年代初一位法國生理學家給睡眠下了定義：睡眠是“身體內部需要，使感覺性活動和運動性活動暫時停止，給予適當刺激就能使其立刻覺醒”這樣一種狀態。按這種定義，當然可以把睡眠與麻醉、睡眠與昏迷分開來，因為麻醉和昏迷狀態時給予刺激也很難醒過來。
隨著科學技術的發展，用電子儀器可以記錄動物大腦的活動，發現睡眠狀態與覺醒狀態相比，腦電波明顯不同，人們對於睡眠的定義有了新的認識。
現在，睡眠的定義是：由於腦的功能活動而引起動物生理活動低下，給予適當刺激可使之完全清醒的狀態。但是這一個定義也不夠完善。如“生理活動低下”就不一定對，睡眠時.消化液的分泌，胃腸的蠕動，生長素的分泌等生理活性比清醒時還要活躍。
可見，用簡練語言給睡眠下個定義是很難的，這也說明，睡眠過程並不是我們所看到的所想象的那樣簡單。
二、腦電波與睡眠分類
人類對睡眠本質的認識，睡眠科學的飛躍發展，得益於腦電波記錄技術的開發和應用。1913年HP曾發表有關睡眠問題的專著，指出睡眠是一種周期性需要的狀態，當睡眠時大腦並未完全休息，而以另一種方式在活動，決定睡眠醒覺周期的是體內的一種主動過程。1935年Loomis及其同事根據腦電圖發現，睡眠包含幾個不同的階段，各有其自身的腦電活動特征。1935年又有人發現睡眠過程中周期性地出現眼球快速運動，開睡眠結構研究的先河。
人腦是體內最複雜的器官，成巨億個神經細胞相互間以複雜的神經纖維相連結。這種連結有二種方式電突觸和化學突觸。極少部分信息是通過電脈衝直接跨越相連處進行傳遞，這叫電突觸。絕大多數信息是靠化學物質來進行傳遞.在平吋一個神經細胞的纖維於末梢處合成並貯存著神經遞質，告訴需要時神經細胞就產生電脈衝，順纖維而下到達末招。神經遞質釋放，跨越間隙.神經遞質作用於相互連接的神經細胞膜上。細胞膜上有特殊接受部位，神經遞質與受體結合後會引起很複雜的電變化或化學變化，這種突觸叫做化學突觸。
上白億個神經細胞之間，通過極為複雜的纖維聯係.借助電突觸或幾十種化學突觸來進行信息傳遞。
數目龐大的神經細胞間的這些電變化，通過綜合可以反映在腦的電變化上，這就是腦電波形成的基礎。在頭皮上粘貼片狀電極，通過電信號放大係統，最終可以記錄大腦活動形成的微弱電流。這種電流很小，隻有1伏特的百萬分之一.通常用微伏來表示。記錄腦電波的儀器叫做腦電圖機.將記錄到的腦電變化用圖紙描記下來就是腦電圖。
清醒狀態下的腦電波是一種低幅快波，每秒鍾13次以上。
清醒時閉上眼，什麼也不想，這時的腦電波與睜眼時相比稍卨稍慢，每秒8至12次，這種腦電波叫“波。當腦電波中電波逐漸消失，出現一些不規則波形時，我們就會犯閑，所謂瞌睡或朦朧期，就是指這一期間時間的長短因人而異。
再進一步就進入淺睡眠期，這就是睡眠的第二階段。這一階段的最大特點就是慢波當中時時會出現一種所謂紡錘形波，頻率12至14次，波幅由小到大，再由大到小，呈紡錘形。一夜中，人有一半時間處於這種淺睡眠狀態（即第二階段睡眠，占總睡眠的50﹪）。睡眠再深些，也就是進入了第三階段睡眠，比第二階段明顯慢，平均頻率4至7次，振幅也較大，其中極慢頻率0.3至5次，約占25﹪至50﹪。睡眠最深階段是第四階段，此時電波占50﹪以上，偶有小波混雜其間。第三和第四階段因為腦電波均很慢，所以合稱慢波睡眠；因為睡眠均很深，所以又叫深睡眠。
最初人們以為睡眠可能是一種單一狀態，無非是由淺入深，再由深變淺。早在1939年，美國芝加哥大學生理教研室有位古萊托曼教授，一生致力於睡眠的研究，對人在睡眠時眼球活動很感興趣:“人在睡眠時眼球活動有什麼規律呢？”實驗結果發現，睡眠實際上包括兩種狀態，一種稱為非眼球快速運動睡眠NREM；另一種狀態稱為眼球快速運動睡眠RNM、在這個階段中，眼球出現陣發性過速運動。睡眠又稱正相睡眠，理由是在這個階段腦電活動的頻率隨睡眠加深而減慢，符合正常規律。的另外幾種別稱是慢波睡眠、同步睡眠及安靜睡眠，前兩種名稱是根據腦電波特征（慢波及同步）而命名的，後一種名稱是根據睡眠時的安靜行為狀態而命名的。
NREM睡眠分為四個階段，即第一、二、三及四期睡眠，各有其特征性的腦電活動。第一期睡眠的腦電活動以4至7.5的節律為主，夾雜著一些口節律；一般不應出現紡錘波或綜合波，即使有的話，其出現頻率每分鍾不能超過一次。第二期睡眠的腦電波特征是睡眠紡錘波與尺-綜合波。前者是頻率為12的高波幅陣發腦電活動，每次發作持續0.5至2秒第三期睡眠的腦電波特征是電波占整個腦電活動的20﹪至50﹪。如電波的比例超過50﹪，便是第四期睡眠。許多睡眠研究專家認為，第三期與第四期的劃分，過於人為化，沒有必要，他們卞張將第三期與第四期合並。
在睡眠之後，再因到第二期，接下來便進入REM睡眠狀態。這一階段的腦電活動特點是出現混合頻率的去同步化的低電波幅腦電波。另外一個顯著的特點是出現陣發性的快速眼球同向轉動，其頻率約為每分鍾50至60次。此外中環肌肉也有陣發性活動。快速眼球運動與中耳肌肉運動是橋腦、眼球運動神經核、外側膝狀體及大腦枕葉皮層陣發性棘波活動的結果。
三、睡眠是怎樣發生的
僅在30多年以前，學術界還普遍認為：睡眠隻是一種被動過程。延腦、橋腦、中腦有許多散在神經細胞，這些細胞之間借助縱橫交錯的神經纖維相互連結，形成網狀結構。腦幹網狀結構的興奮要靠特異傳導係統如痛覺、觸覺、溫度覺、聽覺、視覺、嗅覺等來傳遞。
當特異感覺衝動途經腦幹網狀結構時，發出側支將興奮衝動輸入，腦幹網狀結構處於興奮狀態。從腦幹網狀結構再發出無數神經纖維，彌散地投散到整個大腦皮層，以維持大腦皮層的興奮狀態，即覺醒狀態。這些彌散性神經纖維上行激活係統。可見，覺醒的條件是有各種特異感覺存在，在向中樞傳遞時興奮了腦幹網狀結構，通過上行激活係統使整個大腦皮層維持一定興奮狀態，這樣，當特異感覺衝動到達特定皮層之後才能引起清晰的感覺。