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现代科学对睡眠的研究已很深入，认为睡眠有两种类型，从脑电图观察：一种叫漫波睡眠，又叫正相睡眠；一种叫异相睡眠。
第一，正相睡眠又可分为四期：
一期：人在清醒平静状态下，进入昏昏欲睡的朦胧状态。
二期：又称浅睡期，此时倘若稍有响动便会惊醒。
三期和四期：又分别称轻睡期和沉睡期，此时睡眠较为深沉，稍小的响动不会被惊醒。
从脑电图所见，正相睡眠的曲线频率呈减慢趋势，呼吸和心率也有所减慢。
第二，异相睡眠。在此期内，呼吸和心率不像慢波正相睡眠时那样减慢，而是加快：眼球不是慢转而是快转；正相睡眠时可以记录到的颈部肌电此时消失；血压不是下降，而是上升；脑血流量不是减少而是倍增；脸部及四肢肌肉也有些抽动等。由于此期眼球转动快速为其明显特征，所以又称此期为"快速动眼期"。此时若把睡者叫醒，大都诉说正在做梦，而且梦景离奇古怪。
上述两种睡眠是互相穿插进行的，一个正相睡眠的完整周期，共约80～120分钟，一个异相睡眠的完整周期则较短，一般只有10～30分钟。这两种睡眠周期在一夜之间，各约穿插进行4～5次。其时间的长短和次数的多少会因人而异，即使同一个人，也随其疲劳程度、健康情况或情绪的好坏而变化。
随着年龄的增长，三、四期时间会逐渐较浅，而且中间会多次醒来。一些健康不良、神经衰弱的人，正相睡眠周期明显缩短而异相睡眠周期明显加长，所以常常通宵恶梦不断、醒后精神恍惚疲劳。
关于睡眠的产生机理，现代医学主要有几种学说：
第一种是自律神经系统学说，认为人体边缘系统与睡眠～觉醒节律有关。理由是边缘系统与自律神经调控有密切关系，交感神经与副交感神经交替兴奋抑制的结果产生了睡眠现象。
第二种是睡眠中枢学说，此为瑞士生物学家赫斯使用埋藏电极刺激法试验后，证实“睡眠中枢”在皮层丘脑下、大脑底部第三脑室后。
第三种是网状系统上传阻断学说：动物实验证实，当切断网状结构，就会使动物失去知觉，其脑波活动与被催眠或麻醉的动物脑波一致。
第四种是血液中毒学说：法国学者皮隆和爱维最早从动物实验中发现，从非常困倦的狗、兔子、猴体内抽出血液，然后注入到正常动物体内，发现所有觉醒的动物很快入睡了。说明生物体内存在一种“睡眠促进物质”，也叫“睡眠因子”。
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