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候看上去睡著的人是靜止的。被動的，實際不然，如果在一個人睡眠時給他作腦電圖， 會發現，人在睡眠時腦細胞發放的電脈衝並不比覺醒時減弱。這證明大腦並未休息。正如一座夜間的蜂房，外表看上去蜜蜂都已歸巢休息，但實際上所有的蜜蜂都在為釀造蜂蜜而通宵達旦地忙碌。

睡眠由兩個交替出現的不同時相所組成。一個是慢波相，又稱非快速眼動睡眠，另一個則是異相睡眠，又稱快速眼動睡眠。此時相中出現眼球快速運動，並經常做夢。非快速眼動睡眠主要用於恢復體力，快速眼動主要用於恢復腦力。

睡眠深度，一般是以身體活動減少和感覺靈敏度降低作為衡量的指標。此外，一些生理指標。特別是喚醒閾，也指示慢波相的第3、4期是深睡時期。至於異相睡眠的深度則很難判定，因為它即表現肌張力鬆弛，又常出現全身翻轉和麵、指肌抽動；在感覺方面，外界無關的刺激較難喚醒睡者。可是當刺激具有特殊含義或者和他做夢的內容有關時，第一次則他會認為是夢裡發生的事情，如果刺激多次以上，則極易喚醒。這些矛盾提示，在異相睡眠中腦內發生一種主動過程能切斷它和外界無關刺激的聯絡。如果依自主神經系統活動強弱來判別，則異相睡眠更接近覺醒狀態，如在此時相喚醒睡者，他會說自己正在熟睡；反之，在慢波相時喚醒他，則說睡得不熟。推測這種主觀的睡眠意識可能與他的夢境有關聯。綜上所述，對睡眠深度的精確測定是困難的,趨向是將異相和慢波相看作兩個獨立的狀態。有些自主神經活動隨睡眠過程的發展而變化，似和兩個時相關係不大。例如，體溫從睡眠開始便逐漸下降，5～6小時達最低點，然後又逐漸回升。夢囈多發生在慢波睡眠的第2期，而夢遊則無例外地發生在慢波第4期中，並且兩者一般都和夢的內容無關。新生兒平均每天睡16小時，嬰兒睡眠時間逐漸縮短，至2歲時約睡9～12小時。成年人的睡眠時間因人而異，通常為6～9小時不等，一般認為7小時半是合適的。可是老年人的睡眠經常少到6小時。根據腦電圖的分析，新生兒的異相睡眠約佔睡眠總時間的50%，並且入睡後很快就進入異相時期，成年人約佔20%，而老人則不到20%。在成年人凡異相睡眠時間低於15%或高於25%的則被認為不正常。同樣，慢波相第4期也隨年齡增長而逐漸減少。至於睡眠與覺醒的週期更替，新生兒一天中約5～6次，嬰兒逐漸減少，學齡兒童每天約1～2次的睡眠。有些老年人又恢復一日睡幾次的習慣。按照上述睡眠的3大特徵：週期性、自發性和可逆性，並以動物的安靜不動和感覺敏感性降低作為衡量指標，則從高等脊椎動物才開始出現睡眠行為和腦電變化。在魚、兩棲和爬行動物，可以觀察到覺醒和睡眠的週期轉換，但無異相睡眠。至溫血動物鳥類，才有明顯的異相睡眠，約佔睡眠時間的3～5%。哺乳類動物從鼠到象，都有明確的慢波相和異相睡眠，不過它們各自所佔比重隨種別而異。若從動物生存競爭角度來分析，大體可歸為兩類：一類是被獵食動物，如齧齒類、食草及反芻動物攝食後需要長時間咀嚼，因而睡眠時間縮短，異相睡眠也短，一般不超出5%，如母牛為1.6%，食蟻獸居然沒有異相睡眠；另一類是獵食動物，如食肉類，它們的進食快，有較多時間的睡眠，異相睡眠也較長，可達20%或更長，如貓、狗等都如此。剝奪全部睡眠 24～48小時後，腦電頻率變慢，近似慢波相第1期，但外觀行為正常。繼續剝奪，則警覺性降低，嚴重的會發生幻覺、譫妄或夢囈。3～4天后，任其入睡，在第一夜中慢波第4期明顯增多，而異相睡眠相應減少，在以後數晚。異相睡眠才代償地增多。一例11天不睡的青年，入睡後，慢波第4期和異相睡眠都明顯增加。相反。被剝奪睡眠的貓在第1夜增多的是異相睡眠，而不是慢波第4期睡眠。剝奪部分睡眠 使受試者每天僅睡3～4小時。幾天後，異相睡眠或分比平時睡眠頭4小時內的異相成分加多。停止實驗後，受試者連續數夜多次出現異相睡眠。在長期每天只睡4小時的受試者慢波第4期增多，第3期相應減少。在恢復睡眠過程中，慢波相無明顯變化。如將受試者睡眠縮短到3小時以下，則會影響第4期睡眠的發展，從而嚴重影響受試者的工作能力。選擇剝奪睡眠某時相 如果選擇剝奪慢波第4期睡眠。則在恢復過程會代償地只增加第4期睡眠；如選擇剝奪異相睡眠，也產生同樣的代償情況，許多心理學實驗結果表明，長期剝奪異相睡眠不產生明顯的心理紊亂；而長期剝奪全部睡眠的人。不能長時間工作，否則差錯加多。這可能和大腦皮層不能持久維持警覺狀態有關。