La definizione delle fasi del ciclo di sonno avviene in funzione del cambiamento della frequenza delle onde cerebrali rilevabili con l'EEG. In estrema sintesi si ha una prima fase di sonno leggero, cui segue una più lunga a onde lente di sonno profondo, infine la cosiddetta fase R.E.M. (Rapid Eyes Moviment) in cui le onde cerebrali sono simili a quelle dello stato di veglia e si attiva la fase onirica. Durante una normale notte di sonno, questo intero ciclo si ripete almeno 3 volte.
Secondo gli studi più recenti, la fase di sonno profondo servirebbe principalmente a rigenerare e curare il corpo, quella R.E.M. a integrare le informazioni e le esperienze di vita, quindi a rigenerare e curare la psiche. Nella prima fase della notte, il sonno profondo ha una durata maggiore rispetto agli altri. Al contrario, verso le ore del mattino si riduce e si allunga la fase R.E.M. Questo vuol dire che le prime ore di sonno sono fondamentali per la rigenerazione del corpo, le ultime per l'integrazione mentale.
Visto da questo punto di vista, il dormire male non è semplicemente un problema legato alla stanchezza durante il giorno, ma un problema complessivo che tocca aspetti cruciali per il nostro benessere psico-fisico, con possibili conseguenze a medio lungo termine davvero importanti, per esempio sull'invecchiamento precoce, sul deterioramento cognitivo, ecc.
Segue uno schema del ciclo del sonno.
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