在睡眠过程中，脑电图发生各种不同变化，这些变化随着睡眠的深度而不同。根据脑电图的不同特征，又将睡眠分为两种状态：
非眼球快速运动睡眠（又称正相睡眠、慢波睡眠、同步睡眠、安静睡眠、NREM睡眠）和眼球快速运动睡眠（又称异相睡眠、快波睡眠、去同步化睡眠、活跃睡眠、REM睡眠，还称雷姆期现象），二者以是否有眼球阵发性快速运动及不同的脑电波特征相区别。
睡眠分期
人在睡眠时与外界环境之间的联系减弱甚至消失，因此，长久以来人们一直认为，睡眠是机体消除疲劳所需要的一种完全休息的过程。可是给人们和动物测定的脑电活动发现在睡眠阶段的脑活动并非处于静止状态，而是表现出一系列主动调节的周期性变化，此时机体的各种生理功能，如感觉功能，运动功能和自主神经功能也随着睡眠深度的变化在不同程度上进行着规律的活动。国际上通用的方法是根据睡眠过程中脑电表现，眼球运动情况和肌肉张力的变化将睡眠分为两种不同的时相，即非眼球快速运动睡眠（NREM）和眼球快速运动睡眠（REM）。
非眼球快速运动睡眠（NREM）：其特点是从夜间入睡开始，随着睡眠加深而进展的。在这个阶段中，人的呼吸变浅、变慢而均匀，心率变慢、血压下降，全身肌肉松弛（仍然能够保持一定姿势），无明显的眼球运动。在这个阶段中，还可以分4期，第1期为入睡期，第2期为浅睡期，第3期为中度睡眠期，第4期为深度睡眠期。这个时期，正常人平均20分钟有一次大的姿势调节，有的人甚至每5分钟有一次姿势调节活动。
眼球快速运动睡眠（REM）：进入睡眠约90分钟后，人体进入快动眼，其特征是眼球快速转动。在这个阶段，人体的感觉功能进一步减退，肌肉也更加松弛，肌腱反射消失。这时的血压较慢动眼睡眠时升高，呼吸稍快且不规则，体温、心率也有所升高。这个阶段，体内各种代谢功能都显著增加，以保证大脑组织蛋白的合成和消耗物质的补充，使神经系统正常发育，并为第二天的活动积蓄能量。当睡眠者在这个阶段被唤醒，74%-95%的人诉说在做梦并能记起梦境内容。而在慢动眼睡眠期间，只有很少的人诉说在做梦。研究认为，NREM睡眠主要是大脑皮层的休息，而在REM睡眠中主要是全身性的休息。
我们学习到了关于睡眠机制的基本知识，可以探索爱丽丝到底是如何漫游梦境了。
首先我们要知道，上面所提到的睡眠的五个阶段在一个睡眠周期内并非只出现一次，而是出现几次。在一个睡眠周期内，人要经历数个从第一阶段到第五阶段的过程。用文字把这个意思描述清楚比较困难，而我希望你能清楚的理解这个概念。所以呢，我决定把它画出来。
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正常人睡眠首先进入NREM睡眠期，并迅速由1期依次进入2期，3期，4期并持续下去。在NREM睡眠期持续80-120分钟后出现第一次REM睡眠，持续几分钟后进入下一次NREM睡眠，形成NREM睡眠与REM睡眠循环周期，平均每90分钟出现一次REM睡眠，越接近睡眠后期REM睡眠持续时间逐渐延长。每次可持续10-30分钟。
在成人每昼夜总睡眠时间中REM睡眠时间占20%-25%，NREM睡眠：1期占2%-5%，2期45%-50%，3期3%-8%，4期10%-15%。整个睡眠期间这种NREM-REM睡眠周期反复循环3-5次，每个周期的各期不一定齐全，但都是从1期开始，凌晨时每个周期中的睡眠深度变浅不再达到4期，从NREM睡眠与REM睡眠的循环转换可以看出，睡眠过程并非一入睡就由浅入深并持续到天明，而是深一阵，浅一阵，深浅睡眠不断交替。
睡眠中呈现的各波形包括α波、β波、θ波、δ波
