通過對整個睡眠過程的仔細觀察，發(fā)現(xiàn)睡眠具有兩種不同的時相狀態(tài)。其一是腦電波呈現(xiàn)同步化慢波的時相，其二是腦電波呈現(xiàn)去同步化的時相。前者是一般熟知的狀態(tài)，其表現(xiàn)已在前文述及，常稱為慢波睡眠（slow wave sleep，SWW）。后者的表現(xiàn)與慢波睡眠不同，稱為異相睡眠（paradoxical sleep，PS）或快波睡眠、快速眼球運動 （rapid eyemovements，REM）睡眠。異相睡眠期間，各種感覺功能進一步減退，以致鍋醒閾提高；骨骼肌反射運動和肌緊張進一步減弱，肌肉幾乎完全松馳；腦電波呈現(xiàn)去同步綸快波。這些表現(xiàn)是異相睡眠期間的基本表現(xiàn)。此外，在異相睡眠期間還會有間斷性的陣發(fā)性表現(xiàn)，例如眼球出現(xiàn)快速運動、部分軀體抽動，在人類還觀察到血壓升高和心率加快，呼吸加書本而不規(guī)則。

慢波睡眠與異相睡眠是兩個相互轉(zhuǎn)化的時相。成年人睡眠一開始首先進入慢波睡眠，慢波睡眠持續(xù)約80-120分鐘左右后，轉(zhuǎn)入異相睡眠；異相睡眠持續(xù)約20-30分鐘左右后，又轉(zhuǎn)入慢波睡眠；以后又轉(zhuǎn)入異相睡眠。整個睡眠期間，這種反復(fù)轉(zhuǎn)化約4-5次，越接近睡眠后期，異相睡眠持續(xù)時間逐步延長。在成年人，慢波睡眠和異相睡眠均可直接轉(zhuǎn)為覺醒狀態(tài)；但覺醒狀態(tài)只能進入慢波睡眠。而不能直接進入異相睡眠。在異相睡眠期間，如將其喚醒，被試者往往會報告他正在做夢。據(jù)統(tǒng)計，在191例被試者異相睡眠期間喚醒后，報告正在做夢的有152例，占80%左右；在160例被試者慢波睡眠期間喚醒后，報告正在做夢的只有11例，占7%左右。因此一般認為，做夢是異相睡眠的特征之一。

在人體中還觀察到，垂體前葉生長激素的分泌與睡眠的不同時相有關(guān)。在覺醒狀態(tài)下，生長激素分泌較??；進入慢波睡眠后，生長激素分泌明顯升高；轉(zhuǎn)入異相睡眠后，生長激素分泌又減少?？磥?，慢波睡眠對促進生長、促進體力恢復(fù)是有利的。

異相睡眠是睡眠過程中再現(xiàn)的生理現(xiàn)象，具有一定的生理意義。曾觀察到，如幾天內(nèi)被試者在睡眠過程中一出現(xiàn)異相睡眠就將其喚醒，使異相睡眠及時阻斷，則被試者會出現(xiàn)易激動等心理活動的擾亂。然后，又讓被試者能自然睡眠而不予喚醒，開始幾天異相睡眠增加，以補償前階段異相睡眠的不足；在這種情況下異相睡眠可直接出現(xiàn)在覺醒之后，而不需經(jīng)過慢波睡眠階段。由此認為異相睡眠是政黨衙所必需的生理活動過程。醫(yī)學(xué)`教育網(wǎng)搜集整理動物腦灌流實驗觀察到，異相睡眠期間腦內(nèi)蛋白質(zhì)合成加快。因此認為，異相睡眠對于幼兒神經(jīng)系統(tǒng)的成熟有密切關(guān)系；并認為異想睡眠期間有昨于建立新的突觸聯(lián)系而促進學(xué)習(xí)記憶活動?？磥恚愊嗨邔Υ龠M精力的恢復(fù)是有利的。但是，異相睡眠會出現(xiàn)間斷性的陣發(fā)性表現(xiàn)，這可能與某些疾病在夜間發(fā)作有關(guān)，例如心絞痛、哮喘、阻塞性肺氣腫缺氧發(fā)作等。有人報導(dǎo)，病人在夜間心絞痛發(fā)作前常先做夢，夢中情緒激動，伴有呼吸加快、血壓升高、心率加快，以致心絞痛發(fā)作而覺醒。