Фаза найглибшого сну також відрізняється повільними рухами очей, але в ній також знижується серцевий ритм та загальний ритм життєдіяльності. А під час швидкого сну кров забезпечує мозок сплячого, активізуються розумові процеси, ми бачимо барвисті картинки сну, і очі рухаються відповідно до них.
Коли ми спимо, наш мозок утворює нові зв'язки, а чим більше нейронних сполук – тим активніша розумова діяльність. Корисні речовини, що потрапили в організм, переробляються і нейтралізуються теж уві сні. Спинномозкова рідина виводить продукти обміну та відновлює будову клітин.
У мозку реєструється швидка ритмічна активність, відбуваються швидкі рухи очей, м'язи, які розслаблюються у повільному сні, розслаблюються ще більше. Виникають вегетативні та ендокринні "бурі", коливаються артеріальний тиск, дихання, частота серцевих скорочень, нарешті, саме в цей час ми бачимо сни.