睡眠最主要的目的是让心身得到休息。不管是精神的紧张还是肉体的疲劳，也不管疲劳有多么严重，只要晚上能好好地睡上一觉，第二天一定会精力充沛。
其实，睡眠并不只是生理进入休息状态，睡眠也是一种大脑活动现象。人在入睡之后，脑仍然不停地活动。睡眠时脑在做什么活动？怎样活动？目前医学还无法了解，但我们可藉脑波变化间接了解脑部有哪些活动。
脑波是1924年德国精神医学家汉斯贝卡发现的。脑波就是脑部因活动而产生的连续电位变化，它可以用仪器记录下来，观察脑波变化的记录，就可以约略了解脑部的活动状态。
比如，眼睛睁开时，脑波呈频率快、振幅小的波形；眼睛闭上的话，脑波则呈振幅大、频率低的波形，也就是说，同样是清醒的状态，眼睛睁开或闭上，脑波的波形都不一样。前者因为我们的眼睛睁开，脑部受了视觉的刺激；后者因为眼睛闭上之后脑部暂时进入安静状态。睁开眼睛时的快速波形，我们称为β波，不受视觉刺激的脑波我们称为α波。
睡眠时，脑波大致有五种变化，根据这五种变化，我们可以把睡眠分成五个时期。
第一个时期是入睡期。这时候我们开始有很浓的睡意，α波开始消失，取而代之的是振幅很低，变化不规则的缓慢波形。这时只要稍微有一点声音就会被吵醒，这个阶段是属于浅睡状态。
过了第一期的浅睡状态，开始出现有规律的呼吸声，脑波开始显得更不规则，而且会有振幅很大以及和缓的两种波形交替出现。这时如有人叫自己的名字或周围有巨大的声音，脑波就会有所反应，而出现频率很快的波形，这个阶段仍然属于浅睡状态。
过到第三期，睡眠逐渐加深，脑波出现0.5到3赫兹的缓波，又称δ波。这个时候，对外界的反应非常迟钝，即使摇动身体也只是“唔”的一声而已。这时已经是接近熟睡的状态，但不是最深沉的睡眠，姑且称之为中度的睡眠。
进入第四期之后，脑波变成起伏缓和、波形巨大的丘波。这是最深度睡眠的初期，这个时候别人几乎叫不醒。睡着了被火烧死的例子都是发生在这个时期。
一般人的睡眠，经过第一期之后，只要15分钟就可以通过第二期、第三期，进入深睡的第四期。但是，完整的睡眠并不是照这种程序按进行的。在第四期持续一段时间之后，这种波形和我们清醒时的脑波很相像。如果用仪器测量的话，可以发现处在这一睡眠期的人，其肌肉是处于最松弛的休息状态之中，也就是说，这时脑波波形所表示的状态，和身体实际状态是完全矛盾的。同时，这时还有一个很有趣的现象，就是眼球在眼睑下急速的左右移动，我们又称这一睡眠期为雷姆期。为了方便起见，我们把脑波都是缓变化的第二到第四期统一称为缓波期。
雷姆期的睡眠现象，是生理学家在观察婴儿的睡眠时，发现婴儿在到达某一程度的睡眠后，原先静止的眼球会突然快移动；后来用仪器测量成人睡眠时的脑波，发现成人也有雷姆期的现象。
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