Iemand die net in slaap valt komt in stadium 1 slaap. Later in de nacht kunnen mensen soms opnieuw in dit stadium- of in een vergelijkbaar stadium komen.

De naam: Paradoxale duidt op het feit dat er een tegenstelling in zit; de (nek)spieren zijn ontspannen, maar de hersenactiviteit is nog groot. Op het ene gebied is het de diepste slaap, terwijl het op het andere gebied de lichtste is. (= met zichzelf in tegenspraak)

Voor mensen wordt meestal de term REMslaap gebruikt en voor dieren de term Paradoxale slaap, omdat veel soorten geen snelle oogbewegingen vertonen in dit stadium, maar wel de andere verschijnselen.

Gedurende de REM slaap vertoont de EEG onregelmatige, laag-voltage, snelle golven. Dit veronderstelt een aanzienlijke hoeveelheid hersenactiviteit. Hart en ademhaling zijn sneller en gevarieerder dan in stadia 2 t/m

4. In dit opzicht is de slaap licht. Maar houdingsspieren (zoals die van de nek) zijn meer ontspannen dan in de andere stadia. In dit opzicht is de slaap diep. Naast deze stabiele kenmerken zijn er ook nog incidentele verschijnselen zoals: trekkingen in de gelaatsspieren en heen-en-weer bewegende ogen.

Het verschil tussen REMslaap en Stadium 1 slaap is de beweging van de ogen. De stadia buiten de REMslaap heten Non-Rem slaap (NREM).

Een Polysomnograaf geeft een combinatie weer van hersenactiviteit en oogbeweging.

Gedurende de nacht doorlopen we achtereenvolgens de stadia; 1(REM),2,3,4. Na 60 -90 minuten begint men terug te keren van stadium 4 naar 3,2,1(REM). Een hele cyclus duurt 90-100 minuten. Dan begint de sequentie opnieuw. Vroeg in de nacht overheersen de stadia 3 en 4. Naar de morgen toe wordt stadium 4 korter (verdwijnt) en de duur van de REMslaap langer. Externe stimuli (geluid, licht enz.) kunnen de voortgang door de stadia belemmeren. Geluid kan b.v. stadium 3 verlengen of een teruggang naar stadium 2, stadium 1 of wakker worden veroorzaken.

Tijdens de REMslaap droomt men vaak. Dromen tijdens de REMslaap zijn vaak helder en ingewikkeld, terwijl dromen in latere stadia minder vaak voorkomen, korter en vager zijn. Onderzoekers hebben aangetoond dat iedereen droomt, zij het in verschillende mate en helderheid. Wie zegt nooit te dromen is zijn dromen vergeten.

Een droom duurt ongeveer even lang als de gebeurtenis in het echt. (tot een grens van ± 15 minuten) Bij

REMperiodes van langer dan 15 minuten konden de proefpersonen geen langere dromen terugvertellen, misschien omdat ze het eerste deel vergeten waren.

Relaxed wakker zijn (ter vergelijking). Regelmatige alphagolven op een frequentie van 8- 10 per sec. Alphagolven zijn karakteristiek voor ontspanning en dus niet voor alle vormen van wakker zijn.

Stadium 1-slaap: EEG laat onregelmatige puntige laag-voltagegolven zien. De hersenactiviteit is nog vrij hoog, maar neemt af.

Stadium 2-slaap: Dit stadium heeft de meest prominente kenmerken; kluwens bestaande uit 12-14 Hz golven per uitbarsting van minstens een halve seconde en K-complexen. Een K-complex is een scherpe, hoogamplitude negatieve golf, gevolgd door een kleinere, langzamere positieve golf. Plotselinge stimuli kunnen vergelijkbare K-complexen te zien geven gedurende andere stadia van slaap

In elk volgend stadium worden de hartslag, ademhaling en hersenactiviteiten nu langzamer dan in het voorgaande stadium en het percentage langzame golven met een grote amplitude neemt toe.

Bij stadium 4 bevat meer dan de helft van de weergave grote golven die tenminste een halve seconde duren. Daarom noemt men stadium 3 en 4 wel de “Slow-wave-sleep” (SWS). Slow-waves houden in dat neurale activiteiten in hoge mate gesynchroniseerd plaatsvinden. Bij waken en stadium 1 van de slaap ontvangt de cortex veel input. Bijn a alle neuronen zijn actief, maar op verschillende frequenties en op verschillende tijden.. De EEG is dan vol korte snelle onsamenhangende golven. In stadium 4 komt er weinig sensorische informatie binnen en kunnen veel cellen hierop synchroon reageren. (vergelijk de golfbeweging in een meer wanneer er 100 kleine- of 1 grote steen in wordt gegooid).