Otros signos físicos del sueño REM son la fuerte disminución del tono muscular y el aumento de la actividad fisiológica, de forma opuesta al sueño profundo. También se conoce como sueño de ondas lentas, es la etapa que el cuerpo utiliza para descansar físicamente y representa el 75% de los ciclos de sueño. Al estudiar el periodo del sueño con estos métodos como el electroencefalograma (EEG), electrooculograma (EOG) y electromiograma (EMG) se pueden describir distinto tipos o fases del sueño, que se conocen como REM (acrónimo del inglés rapid eyes movement) y No REM (NREM) y que están presentes en todos los mamíferos.
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Los músculos se relajan por completo (el cerebro deja de enviar impulsos motores), se detienen los movimientos musculares y las constantes vitales y tasas metabólicas descienden hasta llegar a su nivel más bajo. Lógicamente, es fácil pensar que sólo necesitaríamos el sueño NREM reparador que el sueño profundo nos proporciona. La persona, al despertar, y a diferencia de lo que ocurre en las pesadillas, no recuerda nada de lo que soñó. Algunos investigadores teorizan que los espasmos hipnóticos son un mecanismo de protección que queda de nuestros antepasados, cuando dormíamos en los árboles, para ayudar a evitar que nos caigamos durante el sueño. Se cree que las ondas del complejo K nos protegen mientras dormimos evitando que nos despertemos ante estímulos normales que no representan peligro. La lectura que desprende esta fase son ondas theta de baja frecuencia en las que cada minuto aproximadamente aparece una onda delta (alta amplitud) repentina y aislada que se conoce como complejo K o spindles.
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Por otro lado, algunas de las alternaciones del sueño más frecuentes en adultos son el insomnio, es decir, la dificultad o incapacidad para conciliar el sueño, y la somnolencia crónica durante el día, que en casos extremos puede ser síntoma de un problema más grave. Asoció al sueño con la memoria, siendo este el encargado de borrar los recuerdos innecesarios y retener los más necesarios. Hay una sustancia química relacionada con el estrés en nuestros cerebros llamada noradrenalina que está activa en todo momento del día y de la noche, excepto durante el sueño REM. Este sueño predomina en el gran pretérmino, pero representa únicamente el 3% en el ciclo del recién nacido. No obstante, Van Bemmel et al46 observaron que la trazodona provocaba tanto un alargamiento de la latencia REM como una disminución de su proporción. Sin embargo, los efectos observados sobre el sueño REM tras la nefazodona, por ejemplo, han supuesto un claro desafío a los mecanismos explicativos tradicionalmente utilizados. Así, varios estudios coinciden en que su administración provoca una disminución del SOL54-57, aunque también existen estudios en que no se han observado estas alteraciones58-60. Este efecto no se ha observado en voluntarios sanos11, y se ha hipotetizado que tal efecto podría verse potenciado por la presencia de enfermedad psiquiátrica, o bien que podría ser el resultado de la administración del fármaco durante períodos prolongados. Sin embargo, este efecto no se observó en el estudio realizado por Van Bemmel et al46, aunque en este caso las dosis administradas fueron menores que en el resto de estudios. La ritanserina, un antagonista de estos receptores, provoca incrementos en la proporción de SOL tanto en voluntarios sanos63 como en pacientes64.