El cerebro pasa por ciclos con cinco fases distintivas: fase 1, 2, 3, 4 y el sueño de movimientos oculares rápidos (REM por sus siglas en inglés). El sueño REM representa el 25% del ciclo de sueño y ocurre por primera vez entre 70 y 90 minutos después de dormirse. Dado que los ciclos de sueño se repiten, se entra al sueño REM varias veces durante la noche.
Durante el sueño REM, el cerebro y el organismo se energizan y es cuando se sueña. Se considera que el sueño REM participa en el proceso de almacenamiento de recuerdos y aprendizaje y también ayuda a equilibrar el estado de ánimo.
No se sabe la razón por la que se sueña durante el sueño REM. En tanto algunas de las señales enviadas a la corteza cerebral durante el sueño son importantes para el aprendizaje y la memoria, otras señales parecerían enviarse al azar. La corteza cerebral podría tratar de interpretar o de encontrarle un sentido a estas señales enviadas al azar y crear una "historia", lo que resulta en los sueños.
