خواب و بیداری دو حالت از سطح هوشیاری را تشکیل می دهند.فعالیت مغز را می توان توسط دستگاهی
به نام الکتروآنسفالوگراف به صورت امواج الکتروآنسفالوگرام و به اختصارEEGثبت نمود.EEGمقادیر
تغییرات مغز را طی درجات مختلف هوشیاری نشان می دهد و از آن اغلب برای کشف ضایعات مغزی
استفاده می شود.چهار نوع موج مجزا در مغز تحت عنوان موج های آلفا،بتا،دلتا و تتا ساخته شده اند.

امواج آلفا(8تا12 سیکل در ثانیه) که در افراد بالغی که چشم های آن ها بسته است آشکار می شود،معمولا
وضعیت سلامت را نشان می دهد.امواج بتا(5تا10 سیکل در ثانیه) نمونه یک مغز تحریک شده هوشیار است.
امواج دلتا(0/5 تا 2 سیکل در ثانیه) طی خواب عمیق،در مغز های آسیب دیده و در نوزادان مشاهده می شود.
امواج تتا(3 تا 7 سیکل در ثانیه) معمولا طی خواب، اتفاق می افتد.

EEG کشف حداقل چهار مرحله ی جداگانه از خواب را امکان پذیر می سازد:

1_ در مرحله ی اول خواب، ریتم امواج آلفا آهسته می شود و امواج تتا آهسته تر آشکار می شود.ضربان
قلب و تنفس اندکی کاهش می یابد. چشم ها به آهستگی از یک سمت به سمت دیگرگردش می کنند. و
تجربه شخص فرد احساس شناور شدن است.این مرحله را معمولا تحت عنوان خواب واقعی دسته بندی
نمی کنند و افرادی که در مرحله یک بیدار شده اند اصرار داشته اند که آن ها صرفا چشم هایشان را روی
هم گذاشته اند.این مرحله معمولا کمتر از 5 دقیقه به طول می انجامد.

2_ دومین مرحله ی خواب، به وسیله ی امواج کوتاهی با فرکانس 12 تا 14 هرتز به نام دوک های
خواب، در فواصل دو تا پنج دقیقه ظاهر می شود.در این مرحله امواج نوک تیزی با فراوانی یک موج
در دقیقه نیز دیده می شود که امواج K خوانده می شوند. در این مرحله چشم ها معمولا آرام هستند
و تعداد ضربان قلب و میزان تنفس فقط کمی کاهش می یابد و خواب عمیق نیست.

3_ امواج دلتا در مرحله سوم خواب، ظاهر می شود.این مرحله به وسیله ی تنفس آهسته یکنواخت،
ضربان نبض آهسته(حدود60) و کاهش دمای بدن و فشار خون مشخص می شود.

4_ مرحله ی 4 خواب، که به عنوان خواب غفلت نیز شناخته می شود عمیق ترین مرحله ی خواب
است. و معمولا حدود یک ساعت بعد از این که شخص به خواب رفت،شروع می شود.فراوانی امواج
دلتا در این مرحله بیشتر می شود.

خواب REM وNREM

مراحل سه و چهار خواب، به علت وجود امواج زیاد دلتا به نام مراحل خواب با امواج آهسته می باشد.
مراحل یک تا چهار خواب، که در آن ها کره های چشم بدون حرکت هستند،خوابNREM نام گذاری
شده است. در حدود 90 دقیقه پس از شروع خواب،به صورت ناگهانی،امواج مغز نامنظم شده،از ولتاژ
منحنی ها کاسته می شود.در این مرحله حرکات کره ی چشم در زیر پلک ها سریع و تونوس عضلات
اسکلتی کاهش می یابد.در این مرحله از خواب، که به علت وجود حرکات سریع کره های چشم خواب
REM خوانده می شود.در این مرحله از خواب،فرد با صداهای ضعیف و متوسط بدون معنی بیدار نمی شود
وفقط صدا های شدید می توانند باعث بیداری او شوند.
ولی اگر صدای آشنا و معنی دار مهمی بشنود،به سرعت بیدار می شود.به طور مثال گریه ی کودک که مادر
را از حالت خواب، به حالت بیداری می آورد.

فردی که در مرحله ی خواب REM بیدار می شود،رویایی به خاطر ندارد و فقط ممکن است تصویری ذهنی
یا حالت هیجانی مبهمی را به یاد آورد.

باقیمانده ی زمان خواب متناوب در دوره های خواب REM و NREM می گذرد و به دوره های
تقریبی 90 دقیقه ای تقسیم می شود.از این 90 دقیقه، در حدود 20 تا 30 دقیقه مربوط به خواب REM
و بقیه مربوط به خواب با اموج آهسته است.در خواب شبانه 8 ساعتی، 4 یا 5 بار خواب REM
تکرار می شود.

مهم ترین ویژگی خواب REM که آن را از خوابNREM متمایز می سازد.ناهم زمانی منحنی های
الکتریکی مغز،فقدان تونوس عضلات،حرکات آرام کره های دچشم،افزایش خون در اندام های تناسلی
و افزایش ترشحات این اندام ها و بروز رویاهای داستانی است.

براساس برخی پژوهش ها دوره های خواب REM برای تحکیم یادگیری و پیراستن حافظه از اطلاعات
بی فایده لازم است. این یافته که محرومیت ازخوابREM تبدیل حافظه ی کوتاه مدت را به حافظه ی
بلند مدت، مختل می سازد،فرضیه مذکور را تایید می کند.

نورون های هسته رافه تنه مغزی با ترشح سروتونین بر خوابNREM و نورون های هسته های
لوکوس سرولئوس با ترشح نورآدرنالین بر خواب REM موثرند.

بی خوابی

بی خوابی بیماری مزمنی است که براثر خواب ناکافی روی می دهد.بی خوابی ممکن است به علت
بهم خوردن ریتم شبانه روزی مانند خستگی پرواز(ناشی از اختلاف ساعت) یا به طور ساده به علت بالا
رفتن سن باشد.معمولا علت عمده ی آن نگرانی های هیجانی است.بدون خواب کافی ذخیره ی ATP مغز
به طور مخاطره آمیزی کاهش می یابد و هورمون های استرس غده ی فوق کلیوی به طور یکنواخت در
خون ترشح می شوند و درجات فیزیکی و روانی عملکرد شخص،به طور قابل ملاحظه ای تضعیف می شود.
در این حالت مقادیر زیادی از یک ماده ی شیمیایی مشابهLSD در خون ظاهر می شود که ممکن است باعث
توهم(نظیر آنچه برای رانندگان خواب آلود اتفاق می افتد) شود.با بروز این حالت فقط خواب است که می تواند
فرد را تسکین دهد.