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Durante este estado “crepuscular” las ondas encefálicas describen ondas alfa irregulares y de bajo voltaje. Este patrón de ondas encefálicas refleja el sentido de vigilia relajada que experimentamos cuando yacemos en una playa o cuando descansamos después de una comida suculenta. -
Las ondas encefálicas de la etapa 1 son apretadas y de muy baja amplitud (altura), la etapa 1 del ciclo de sueño se caracteriza por un pulso más lento, relajación muscular y movimientos en que los ojos ruedan de lado a lado; esto último es la indicación más confiable de que la primera etapa del sueño está teniendo lugar. La etapa 1, por lo regular, dura sólo unos pocos momentos. El durmiente despierta fácilmente de esta etapa y, una vez despierto, quizá crea que no durmió. -
Sueño progresivamente más profundo, ráfagas cortas y rítmicas de actividad, llamadas espigas de sueño, aparecen periódicamente. -
Sueño progresivamente más profundo, empiezan a emerger las ondas delta, que son ondas lentas con picos muy altos. Durante estas etapas (2 y 3) es difícil despertar al durmiente y éste no responde a estímulos como ruidos o luces. El ritmo cardiaco, la presión sanguínea y la temperatura siguen disminuyendo. -
El encéfalo emite ondas delta muy lentas. El ritmo cardiaco, la tasa de respiración, la presión sanguínea y la temperatura corporal descienden al nivel más bajo que registrarán durante la noche. En los adultos jóvenes, el sueño delta ocurre en segmentos de 15 a 20 minutos sobre todo durante la primera mitad de la noche. -
Aproximadamente una hora después de quedarse dormido, el durmiente empieza a ascender de la etapa 4 del sueño a la 3, la 2 y de regreso a la etapa 1, se lleva alrededor de 40 minutos. Las ondas encefálicas regresan a la baja amplitud. El ritmo cardiaco y la presión sanguínea también se incrementan, pero los músculos están más relajados que en cualquier otro punto en el ciclo de sueño, y es muy difícil despertar a la persona. Los ojos se mueven con rapidez bajo los párpados cerrados (MOR).
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Los ojos se mueven con rapidez bajo los párpados cerrados. Esta etapa de sueño de movimientos oculares rápidos se distingue de todas las otras etapas del sueño que la preceden y la siguen. El sueño MOR también se llama sueño paradójico porque aunque las medidas de las funciones fisiológicas son muy parecidas a las de la conciencia de vigilia, la persona en esta etapa parece estar profundamente dormida y es incapaz de moverse; los músculos voluntarios del cuerpo están paralizados.