Le sommeil semble être séparé en plusieurs étapes qui forment des cycles du sommeil; nous passons habituellement par cinq phases de sommeil: les stades 1, 2, 3, 4 du sommeil dit lent et enfin la cinquième dit le sommeil paradoxal. Une fois un cycle fini, le même mécanisme s'enclenche à nouveau. L'activité cérébrale, musculaire et respiratoire évolue tout au long d'un cycle.
La durée d'un cycle de sommeil est de 1h30 à 2h. La durée exacte d'un cycle est constante pour chacun d'entre nous, stable tout au long de notre vie. Ces cycles surviennent en moyenne 4 à 5 fois par nuit et peuvent être entrecoupés par des périodes de réveil dont nous ne nous souvenons généralement pas.
Le sommeil lent est appelé ainsi car il est caractérisé par un ralentissement et une augmentation d'amplitude progressive des ondes électriques corticales. On l'appelle aussi sommeil classique, sommeil orthodoxe. Le sommeil lent comporte 4 stades.
Le stade 2 du sommeil représente entre 45 et 55% du cycle. L'individu est toujours en sommeil léger, celui-ci pouvant être interrompu facilement par un bruit. Il persiste une certaine activité mentale : rêves flous, plus proches d'une pensée d'éveil, rêves plus logiques, plus cohérents que ceux du sommeil paradoxal. L'activité électrique cérébrale est de plus en plus lente.
Au stade 4, le cerveau produit presque exclusivement des ondes delta. Il est très difficile de réveiller quelqu'un au cours des étapes 3 et 4. Dans ce stade du sommeil, la production de noradrenaline, serotonine et histamine est entièrement bloquée. Il n'y a pas de mouvement des yeux ou des muscles. Pendant ce stade il est possible de rêver, mais les rêves sont beaucoup moins vifs et plus fragmentés. Ce stade est celui de la croissance et de la réparation tissulaire, certains hormones sont libérés (tel que l'hormone de croissance) et notre énergie est restituée.
La baisse de production de noradrenaline, serotonine et histamine nous empêche de plus en plus de bouger, nous permettant de rêver sans recréer, pendant notre sommeil les actions du rêve. Le troisième et le quatrième stade sont les stades du sommeil les plus profonds et les plus réparateurs.
Que se passe-t-il dans notre corps lorsqu'on dort ?
Le sommeil paradoxal
Nous pouvons donc étudier la première étape du sommeil, qui constitue 4-5% d'un cycle; le stade 1 du sommeil est un sommeil léger, il dure entre une à cinq minutes. Il correspond à l'endormissement ou à un état de pré-réveil, périodes au cours desquelles nous pouvons être facilement réveillés, nous ne sommes pas tout à fait endormis, ni complètement réveillés. Les mouvements des yeux et des muscles ralentissent. Nous ne rêvons pas pendant cette phase. Pendant ce stade nous pouvons avoir des spasmes musculaires, des sursauts d'endormissement qui sont connus sous le nom de myoclonie hypniques.
La dernière étape du sommeil est donc le fameux sommeil paradoxal découvert en 1953 par Nathaniel Kleitman (1895-1999) et Eugene Aserinsky (1921-1998). Après 70 à 90 minutes du cycle de sommeil, l’individu quitte le sommeil lent pour se plonger dans une phase de sommeil paradoxal, ainsi dénommée car les comportements du cerveau et de l’organisme semblent totalement contradictoires. D’un côté, le cerveau paraît avoir un regain d’énergie : la fréquence des ondes augmente et devient équivalente à celle enregistrée pendant l’éveil. De même que le rythme respiratoire de l'individu augmente et devient irrégulier, les yeux se déplacent rapidement, d'où l'expression "R.E.M." en anglais, signifiant "mouvement oculaire rapide". La tension artérielle augmente et le rythme cardiaque de tout individu
durant la phase du sommeil paradoxal augmente. En revanche, le tonus musculaire est complètement à plat : impossible de bouger ou de réagir rapidement. Il est donc paradoxal que le cerveau semble très éveillé alors que le reste du corps, lui, est plus profondément endormi que jamais. On estime que cette phase dure entre 15 et 20 minutes même si, là encore, cela peut être beaucoup varier d’une personne à une autre.
Conclusion
Nous pouvons maintenant examiner de plus près le rapprochement entre nos rêves et le sommeil paradoxal: aucun examen scientifique ne permet de s’assurer à 100 % que le sujet en période de sommeil paradoxal est en train de rêver. Mais l’expérience empirique montre que c'est très souvent le cas lorsque l’on réveille les dormeurs pendant cette phase. Ainsi, les personnes que l’on réveille pendant le sommeil paradoxal se souviennent de leur rêve dans 85 % des cas, contre 10 % à 15 % pendant le sommeil lent.
À raison de 15 à 20 minutes de sommeil paradoxal par cycle et de 4 à 5 cycles par nuit, on estime qu’un individu rêve en moyenne 100 minutes chaque nuit. Ainsi, une personne de 60 ans a passé environ 5 années de sa vie à rêver et, au total, 20 ans à dormir. La durée exacte d'un cycle est constante pour chacun d'entre nous, stable tout au long de notre vie. Ces cycles surviennent en moyenne 4 à 5 fois par nuit et peuvent être entrecoupés par des périodes de réveil dont nous ne nous souvenons généralement pas.