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大脑里含有数以亿计的脑细胞，又称神经元。
当人处于相对清醒状态时，大脑表现最为活跃。脑电波以高频率的 α 波和 β 波为主，其中α 波占 50%以上。
N1 是从觉醒到睡眠的过渡阶段，持续时间较短，这时大脑以低频微弱的θ 波为主，α 波逐渐减少。
N2 时已进入睡眠状态，占整个睡眠时期的 50%左右。此时期脑电波种类较多，有睡眠纺锤波和 K复合波，也混有 θ 波和 δ 波。
N2期的人很容易被惊醒，在这个睡眠阶段被叫醒的人，有时甚至认为自己没有入睡。
N3是睡眠中最深的睡眠状态，很难被唤醒。此时脑电波频率降到最低，以δ 波为主。血压、呼吸、心跳频率等指标也降到一天中的最低点，且无眼球活动。
N3期的睡眠被称为深睡眠，也叫慢波睡眠。
REM期特点是眼球快速转动，并且呼吸加快。在此时期还会出现与 N1相似的混合频率脑电波。
研究发现，REM期跟做梦之间存在密切的联系。经常听到有人说自己没有睡好觉，整夜都在做梦。事实可能是， 这些人恰好是在快速眼动睡眠期间醒来的，因此形成了一直在做梦的错觉。（正确认识睡眠过程：快速眼动睡眠在睡眠周期中的重要作用）
一般情况下，健康成年人经过大约10～30分钟的睡眠潜伏期就开始入睡。
首先是进入非快速眼动睡眠（NREM），睡眠由浅入深，然后由深变浅，再进入快速眼动睡眠（REM），完成一个睡眠周期。
REM睡眠结束后，睡眠转入第二个NREM/REM睡眠周期。正常情况下，成人一晚上可能有4～5个周期，每个周期约为90～100分钟。
不过需要注意的是，睡眠周期并不一定总是完整的。比如，人的睡眠可能会从快速眼动睡眠阶段到N2阶段、N3阶段再到N2阶段、快速眼动睡眠阶段，等等。
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