Il sonno REM fu scoperto nel 1953 da Eugene Aserinsky e Nathaniel Kleitman presso l'Università di Chicago. Mentre monitorava il sonno di suo figlio, Aserinsky notò rapidi movimenti oculari accompagnati da schemi cerebrali attivi, così sorprendenti che inizialmente ipotizzò un malfunzionamento dell'attrezzatura. Questa scoperta accidentale ha trasformato la nostra comprensione del sonno e della coscienza.
Il sonno REM è paradossale: il cervello mostra un'attività elettrica a livello di veglia mentre il corpo è quasi paralizzato. Questa atonia, generata dal tronco encefalico, impedisce di mettere in atto i sogni. I disturbi legati a questa paralisi, come il disturbo comportamentale del sonno REM, consentono a chi dorme di mettere in atto fisicamente i propri sogni, a volte causando lesioni.
La fase REM attraversa la notte con ritmi di 90 minuti. Il primo episodio appare dopo 90 minuti e dura 10-20 minuti. I cicli successivi si estendono a 45-60 minuti. Ciò spiega perché i sogni più elaborati si verificano nelle ore mattutine e perché coloro che dormono poco sono sproporzionatamente privati della fase REM.
Il profilo dei neurotrasmettitori durante la fase REM è unico: la serotonina e la norepinefrina quasi si spengono mentre l'acetilcolina aumenta. L’assenza di norepinefrina (la sostanza chimica dello stress) può spiegare perché la fase REM elabora i ricordi emotivi riducendone la carica angosciante, fornendo essenzialmente una terapia emotiva durante la notte.
Il sonno REM svolge un ruolo fondamentale nel consolidamento della memoria emotiva, nella risoluzione creativa dei problemi e nell’intelligenza sociale. I soggetti che dormivano hanno mostrato tassi notevolmente più elevati di intuizione creativa negli studi sulla risoluzione dei problemi. I disturbi che sopprimono la fase REM includono alcol, cannabis, la maggior parte dei sedativi e molti antidepressivi. Proteggere il sonno REM è essenziale per la vita da sogno.