Tik po EEG (elektroencefalogramos) aparato išradimo 1929 m. įvyko pagrindinis miego tyrimų proveržis. Šis prietaisas leido tirti ir fiksuoti spontanišką smegenų bioelektrinį aktyvumą.

1950-aisiais Čikagoje amerikiečių mokslininkai Klaitmanas, Dementas ir Aserinskis pirmieji išskyrė dvi žmogaus miego fazes: NREM ir REM, besiskiriančias akių judesių dažniu (NREM – negreitas akių judėjimas ir REM – greitas akių judėjimas) ir susiejo šią veiklą su sapnų atsiradimu. Tai atsitiko, miego tyrimo metu. Minėti garsūs mokslininkai pastebėjo, kad savanoriai miegantys laboratorijoje, – retkarčiais patiria greitus akių judesius. Kai jie juos pradėjo žadinti, tiriamieji pranešė, kad jie kažką sapnavo. Tokiu būdu buvo atrasta REM miego stadija, tai yra greitų akių judesių miegas, kuris yra ketvirtoji miego stadija.

Nuo tada gydytojai ir miego tyrinėtojai pripažino, kad mes skiriame dvi žmogaus miego stadijas:

• NREM (non-rapid eye movement) fazė atsiranda pirmoje miego dalyje ir jai būdingi lėti akių judesiai.
• REM (rapid eye movement) fazei būdingi greiti akių judesiai, suglebę raumenys ir sapnai.

Suaugusiesiems NREM ir REM miego fazės vidutiniškai būna 4-5 kartus per naktį.

(Plačiau apie miego fazes skaitykite mūsų straipsnyje Miego fazės)

Plačiau apie REM miego fazę

Rem miego fazė vidutiniškai trunka nuo 5 iki 30 minučių. Tai užima apie 25% miego trukmės.REM dar vadinamas giliu miegu. Ši fazė taip pat dažnai vadinama paradoksiniu miegu, kurio metu vyksta greitas akių judėjimas. Šios fazės metu smegenų veikla yra suaktyvėjusi, širdis plaka dažnai, kvėpavimas nereguliarus. REM miego fazėje pasirodo sapnai. Kūnas suglemba, pasidaro nejudrus. Paradoksas yra tame, kad nors ir žmogaus kūnas suglemba, REM miego fazės metu smegenys dirba taip pat aktyviai, – kaip ir būdravimo metu.

Pirmoji REM miego stadija paprastai įvyksta praėjus maždaug 90 minučių nuo užmigimo ir trunka apie 10 minučių. Su tarpusavyje besikeičiančiais miego ciklais arba miego valandomis REM stadija pailgėja. Todėl ryte sapnuojame daugiausiai. Bendrai REM miegas sudaro 20–25% suaugusio žmogaus miego.

Nepaisant įtikinamų įrodymų trūkumo, mokslininkai mano, kad REM fazė yra labai svarbi žmogaus smegenų gerovei ir funkcionavimui. Informacija, kuri žmogų pasiekė per dieną, būtent REM stadijos metu yra apdorojama ir įrašoma.

REM miegas vaidina labai svarbų vaidmenį reguliuojant emocijas ir įtvirtinant atminties pėdsakus. Kuo jaunesni esame, tuo daugiau miegame ( tarkim naujagimiams REM fazė sudaro net 50 proc. miego), o tai rodo, kad ši fazė yra itin svarbi smegenų vystymuisi.

Sapnai atsiranda ne tik REM miego metu. Jie taip pat gali būti patiriami ne REM fazėje, tačiau mažesniu mastu. REM sapnai yra labiau vaizdingi, emocingi ir keistesni (nes tada stimuliuojamos smegenų sritys, susijusios su vizualinių ir emocinių dirgiklių apdorojimu, o su racionaliu mąstymu ir laiko tinkleliu susijusios – nutildomos). 

Akių judesiai REM miego metu atitinka judėjimo kryptį sapne, o tai rodo, kad bent iš dalies sapnavimo procesą galima palyginti su filmo peržiūra.

Tai idomu: natūralus reiškinys REM miego metu yra vyrų erekcija, jinai būdinga vyrams nuo vaikystės iki senatvės. Rem miego fazėje patiriama erekcija nesusijusi su seksualiniu sapnų turiniu. Kadangi tai nepriklauso nuo žmogaus valios ir pasireiškia didžiąją gyvenimo dalį. Šis reiškinys, patirimas miegant, naudojamas vertinant impotenciją – organinę diferenciaciją nuo psichologinės. Moterims šios būklės atitikmuo yra klitorio erekcija REM miego metu, tačiau šioje srityje dar labai mažai žinoma, nes beveik nėra jokių tyrimų apie tai.