在地球上，每一種多細胞動物都有2411的睡眼和覺醒節律幾乎所有的動物都毫無例外地要睡眠，從最古老的動物如針鼴，到最高等的人類，但有許多不同，如睡眠的習慣不同，有蹄類動物站著睡眠，鳥類可在飛行時睡眠，多數物種是臥位睡眠；睡眠時間也不一樣：如馬每天睡21小時，狒狒每天睡20小時，人的一生約有1/3的時間是在睡眠中度過的。不同年齡所需睡眠時間不一樣，不同的個體差異也相當大。正常人每隔24小時即有一次覺醒與睡眠的交替，覺醒時意識保持清晰狀態，對外界和內部環境刺激的敏感性高，並能做出有目的、有效的反應；而睡眠時，機體對內外環境刺激的敏感性降低，反射提高，思想停止，有利於消除疲勞，保存能量。所以睡眠與覺醒一樣都是生命活動所必需的一種生理現象。如果睡眠和覺醒功能失調，必然對人的工作和生活帶來不良的影響。
20世紀60年代以來，借助於成熟的電生理學技術，為睡眠的科學研究奠定了基礎。此後，腦化學通路理論的成熟為睡眠的研究提供了新的前景。神經解剖學、神經生理學和腦化學的綜合研究，從器官水平、細胞水平和分子水平上加深了對睡眠和夢機製的了解，但關於睡眼和夢的許多問題仍然不清，有待於進一步深入研究。
第一節睡眠-覺醒周期及其階段
睡眠-覺醒周期是生理節律，人的睡眠可以分為兩種類型，慢波睡眠，和快波睡眠兩種睡眠在腦電圖、肌電圖化關⑴、眼動電圖和行為上有不同的特征。
一、慢波睡眠
根據腦電活動的變化特征及與行為變化的平衡性，將慢波睡眠分為4期，這4個時期是從有睡意到深度睡眠的過程。
研究者們發現在慢波睡眠之後，被試（人和動物）出現了完全不同的一種睡眠類型——波睡眠。突然間腦電圖展現出一種類似警覺時的低幅快波的模式，提示腦電活動相當活躍，且常伴有腦橋-膝狀體枕周期性的高振幅放電現象。如果按照腦電圖的表現，此期睡眠是很淺的。但是，與身體姿勢有關的頸肌的張力卻完全鬆弛，對外界刺激的感覺功能進一步降低，難以喚醒，從這些行為變化來看，此期睡眠似乎比慢波睡眠4期更深。由於這種腦電圖類似清醒或入睡期，而肌肉是深度放鬆的和無反應的，所以這種狀態就被稱為異相睡眠同時，最顯著的特點是被試者眼球在快速轉動，約每分鍾60次，因此又稱之為快速眼動睡眠撫口，“把這時從行為上看是絕對睡著了，然而，卻出現許多特異的生理變化。體溫仍較低，但腦的溫度、腦血流量、腦耗氧量迅速增加，心率、血壓、呼吸出現爆發式變化，甚至一些支氣管患者可突然發作哮喘，心髒病患者也可能發作心絞痛，高血壓患者發生腦出血。內分泌活動的特點是生長激素分泌迅速降低，性腺和腎上腺皮質分泌活動增加，男子陰莖勃起、遺精，女性陰道壁充血、分泌物增多。
二、做夢
(一）快波睡眠與夢
在快波睡眠中被喚醒後，80%以上的人報告正在做夢，而且夢境生動鮮明、知覺性強，度其視知覺突出。可以說每一個人都有過做夢的經曆，同時都會感受到夢境的內容是不可思議，常常會有千奇百怪的組合，突然的場景轉換，人可以飛起來、落下去，想跑又挪開步的奇特體驗。夢境似乎沒有因果規律，也不受時空限製，然而事事景都牽動著做夢者的心弦，體驗是那樣真切，情感是那樣強烈，在做夢的當時並不感到荒誕。
通過對夢的內容，特別是對快波睡眠時夢的內容研究，發現睡眠前半期的夢多是針對現實的。這些夢的細節往往把白天經驗結合進去，出現的事件也是有次序的。相反，在睡眠的後期夢的內容變得怪異，而且不易與白天的事件聯係起來，夢中事件的次序和內容更帶有強烈的情緒色彩和荒誕性質。夢的內容材料來源於早已被遺忘了的童年經曆和軀體內外感知覺的刺激，同時與覺醒狀態的活動有關，即平時所說的“日有所思，夜有所夢”。每個人每晚都要做夢。一個人每夜一般會做4~6個夢，前半夜的夢較短，後半夜的夢較長。根據研究，人整夜共有21%的時間是在做夢。有些人自稱自己睡覺從不做夢，是由於由慢波睡眠節律中直接醒來，所以夢不能被回憶或已經被遺忘。
(二）慢波睡眠與夢
在慢波睡眠各期中被叫醒後，隻有10~報告有夢，慢波睡眠更多的是思維類型，思想多於景象，更像在思考什麼而不是在做什麼，如“我正在想著明天的考試”。總之，夢境平淡，生動性差，概念性和思維性較強。研究者還發現，大多數的夢遊和夢話都是出現在慢波睡眠期。
(三）關於夢的理論
做夢有什麼意義呢？最早對夢進行研究的是他認為夢都是有意義的，夢代表了人的願望的滿足。他發表的《夢的解析》認為夢是潛意識心理現象的自我表演，人在睡眠時，自覺的意識活動已經停止，出現的夢境是潛意識最生動、最典型、最真實的表演。他在研究夢的過程中掌握了人類精神活動的內在規律並創立了精神分析理論。對夢的現代研究已經使人認識到，做夢不但是快波睡眠的特征之一，而且是生理上必需的，做夢是為了滿足某種重要的要求。
現代的研究者提出了幾種新的理論。激活-綜合理論認為做夢期間，來自房間內的各種刺激通過腦橋，激活皮層的不同部分，皮層賦予這些刺激以情節並編成故事。有的學者認為，在快波睡眠時，腦被喚起準備加工信息，由於環境提供的信息很少，做夢者就提取記憶裏的信息，經過處理使之形象化在睡眠時我們並沒有與外界失去聯係，我們會將許多外界的刺激夢中，至少是以改良的方式，如在睡眠時有水滴在你的腳上，你可能會夢到遊泳或走在雨中。
設計了一係列實驗，實驗的方法很簡單，通過改變受試者睡眠時的環境條件，看它會不會在夢中得到相應的反映。整個實驗分3部分，先用冷水淋，繼之以強光，然後再放音樂，結果在受試者的夢境報告中，隻有42%涉及水，23%談到光，97%提到音樂。有時會將前庭覺納人夢中而產生摔倒、飛行或旋轉的夢。你曾經做過想動卻動不了的夢嗎？這就說明夢與現實是相關的，因為快波睡眠時，你的肌肉完全鬆弛，所以做夢時你是真的動不了。
但由於激活綜合理論太模糊又無法重複，所以有人持懷疑態度，他們提出，在快波睡眠時，我們的骨骼肌都是鬆弛的，為什麼不是所有的夢裏都動不了？有時候我們夢到聲音而房間裏也的確有聲音，但更多的時候我們夢到聲音而房間裏卻是沒有任何聲響的。另外，激活綜合理論認為夢來源於腦橋，來自於腦橋的傳人衝動的確可以產生？但是快速眼動與夢並不同義詞，有可能出現有快速眼動時無夢或有夢時快速眼動出現。
臨床-解剖理論：這種關於夢的生物學理論來自於不同類型腦損害患者的夢的臨床研究。根據這種理論，夢起源於喚醒刺激，部分來自於環境刺激，大多數來自於內部，基於動機和近記憶。來自於環境的衝動傳入能強化內部的刺激，但不是必需的，也不會直接影響夢的內容。但是，腦並不是以正常的方式對喚醒刺激做出反應。首先，視覺皮層的活動被抑製，因此外界的視覺信息就不能與來自內部的刺激競爭；其次，運動皮層和脊髓的運動神經元被抑製，喚醒刺激就不會引出動作；前額葉的活動被抑製，前額葉對工作記憶；明和思維邏輯的加工很重要，失去了監督者，夢就變得隨意和荒誕。在做夢時，兩處皮層被激活，頂葉下部和枕葉。頂葉下部損害的患者視空間知覺和體象障礙，他們也不會做夢。枕葉和顳葉的視覺皮層也與做夢有關，這些部位損害的患者會做夢，但夢中無視覺圖像。
總之，這種觀點認為，來自內部的或者外部的刺激激活了頂、枕和顳葉，而枕葉的視覺辨別能力受抑製，前額葉的審查機製失靈，因此夢就演繹為幻覺與激活-綜合理論存在同樣的缺陷，臨床-解剖理論也是模糊的，而且無法用實驗證明。