Le fasi del sonno possono essere suddivise in due grandi categorie: sonno non REM e sonno REM (Rapid Eye Movement). Il sonno non REM può essere ulteriormente suddiviso negli stadi N1, N2 e N3. Il modo in cui gli scienziati del sonno dividono il sonno in fasi è cambiato diverse volte da quando la categorizzazione delle fasi del sonno è iniziata alla fine degli anni ‘1930. Le fasi furono descritte per la prima volta nel 1937 da Loomis et al, quindi aggiornate nel 1957 con la scoperta del Rapid Eye Movement, il periodo più profondo del sonno, in cui si verificano quasi tutti i sogni memorabili. Un aggiornamento nel 2007, presentato in The AASM Manual for the Scoring of Sleep and Associated Events, pubblicato dall’American Academy of Sleep Medicine (AASM), ha unito la terza e la quarta fase del sonno, lasciando solo una terza fase.
Le fasi del sonno sono classificate utilizzando una varietà di mezzi, tra cui la misurazione delle onde EEG (conosciute comunemente come “onde cerebrali”), indicatori fisiologici e rapporti soggettivi. N1 è definito principalmente come la transizione del cervello dalle onde alfa (con una frequenza da 8 a 13 Hz, comune alle persone sveglie) alle onde theta (con una frequenza da 4 a 7 Hz). N1 è al confine tra sonno e veglia, noto come “sonnolenza” o sonnolenza. Comuni a questa fase sono brevi contrazioni involontarie note come spasmi ipnici, nonché immagini ipnagogiche, che possono includere fosfeni (macchie colorate sfocate) o costanti di forma (immagini mentali modellate).
La seconda delle fasi del sonno è N2. I segni caratteristici del sonno N2 sono “fusi del sonno”, salti EEG di 0.5-1 secondi di onde da 12-16 Hz e “complessi K”, brevi picchi di tensione sull’EEG che durano per un periodo di tempo simile e seguono i fusi del sonno a raffiche. È noto che i complessi K si verificano casualmente durante il sonno N2, ma si verificano anche in risposta a stimoli uditivi, ad esempio se qualcuno bussa alla porta di una persona addormentata. Durante N2, la consapevolezza cosciente dell’ambiente esterno scompare ei muscoli si rilassano. N2 costituisce circa la metà del tempo di sonno negli adulti.
La terza delle fasi del sonno è N3, o sonno ad onde lente (SWS). Il sonno ad onde lente è caratterizzato da onde delta, (da 0.5 a 4 Hz), chiamate anche ritmi delta. Effetti del sonno insoliti, chiamati parasonnie, si verificano in questa fase e includono terrori notturni, enuresi notturna, sonnambulismo e parlare nel sonno. Se privato del sonno, una persona cade molto rapidamente nel sonno N3 e REM, il che suggerisce che entrambi sono essenziali.
L’ultima fase del sonno, ufficialmente considerata una parte di N3, è la fase più famosa del sonno, nota come sonno REM. Il sonno REM è il luogo in cui si verificano i sogni e gli occhi si spostano rapidamente, probabilmente seguendo gli oggetti del sogno. La maggior parte dei sogni viene dimenticata, anche durante la fase REM, ma la maggior parte delle persone, almeno vagamente, se non vividamente, ricorda la presenza dei sogni durante il sonno REM.