Soñar es un proceso mental involuntario en el que se produce una reelaboración de informaciones almacenadas en la memoria, generalmente relacionadas con experiencias vividas por el soñante el día anterior. El soñar nos sumerge en una realidad virtual formada por imágenes, sonidos, pensamientos y/o sensaciones. Los recuerdos que se mantienen al despertar pueden ser simples (una imagen, un sonido, una idea, etc.) o muy elaborados. Los sueños más elaborados contienen escenas, personajes, escenarios y objetos. Se ha comprobado que puede haber sueños en cualquiera de las fases del dormir humano. Sin embargo, se recuerdan más sueños y los sueños son más elaborados en la llamada fase REM (Movimiento Rápido de los Ojos, por sus siglas en inglés Rapid Eye Movement) que tiene lugar en el último tramo del ciclo del sueño. El acto de soñar ha sido sólo confirmado en el Homo sapiens. Algunos animales también pasan por la fase REM del sueño, pero su experiencia subjetiva es difícil de determinar. Parece que los mamíferos son los animales con mayor probabilidad de soñar debido a su ciclo del sueño similar al humano. El animal que más tiempo pasa en fase REM durante el sueño es el armadillo.
Durante el último siglo, se ha avanzado muchísimo en el estudio científico de los sueños, ya que la tecnología ha facilitado en gran medida el acercamiento a lo que podríamos llamar "energía del sueño". Sistemas avanzados de scanners han detectado que en numerosas ocasiones los sueños son bucles de actividad cerebral que se repiten noche tras noche, y que se repiten en cada paciente, lo que indica que cada sujeto tiene una forma única e irrepetible de soñar, pues la actividad cerebral representada por ondas electromagnéticas en las pantallas de esos scanners presentan gráficas muy similares en cada paciente, y distintas entre dos de ellos.
Los estados y las fases del sueño humano se definen según los patrones característicos que se observan mediante el electroencefalograma (EEG), el electrooculograma (EOG, una medición de los movimientos oculares) y el electromiograma de superficie (EMG). El registro de estos parámetros electrofisiológicos para definir los estados de sueño y de vigilia se denomina polisomnografía. Estos perfiles entregan dos estados del sueño:
1. Sueño de movimientos oculares rápidos (REM) (conocido también como sueño paradójico, desincronizado o D)
2. Sueño sin movimientos oculares rápidos (NREM). Este último a la vez se subclasifica en 4 estados
1. La fase 1 del NREM es la transición desde la vigilia al sueño; se le reconoce por la desaparición del patrón regular α (alfa) e instauración de un patrón de baja amplitud y de frecuencia mixta predominantemente en el intervalo theta (2 a 7 Hz), con movimientos oculares lentos "en balancín".
2. La fase 2 del NREM se define por la aparición de complejos K y de husos de sueño superpuestos a una actividad de base similar a la del estado 1. Los complejos K son descargas lentas, negativas (hacia arriba) y de amplitud elevada que se continúan inmediatamente después por una deflexión positiva (hacia abajo). Los husos de sueño son descargas de alta frecuencia de corta duración y que presentan una amplitud característica con subidas y bajadas. La actividad ocular permanece ausente y el EMG continúa de manera similar al estadio 1.
3. La fase 3 del NREM se caracteriza por ser un sueño con más del 20% (pero menos del 50%) de actividad delta de amplitud elevada (> 75 microV)(0,5 a 2 Hz). Los husos del sueño pueden persistir, sigue sin haber actividad ocular, y la actividad del EMG permanece a un nivel disminuido.
4. En la fase 4 del NREM, el patrón electroencefalográfico lento y de alto voltaje de la fase 3 comprende al menos el 50% del registro. Las fases 3 y 4 del NREM se denominan en conjunto, como sueño de ondas lentas, delta o profundo.
El sueño REM se caracteriza por un EEG de baja amplitud y de frecuencia mixta similar al de la fase 1 del NREM. En este contexto, se producen brotes de actividad más lenta (3 a 5 Hz) con deflexiones negativas superficiales ("ondas en diente de sierra") se superponen con frecuencia a este patrón. El EOG muestras de REM similares a las que se observan cuando la persona en cuestión permanece despierta y con los ojos abiertos. La actividad del EMG permanece ausente reflejando la atonía muscular completa de la parálisis motora descendente característica de este estado.
La hipótesis de que el sueño participa en la consolidación de la memoria reciente ha sido investigada mediante cuatro paradigmas:
1. Efectos de la privación del sueño sobre la consolidación de recuerdos;
2. Efectos del aprendizaje sobre el sueño post-entrenamiento;
3. Efectos de la estimulación durante el sueño sobre los patrones de sueño y sobre la memoria, y
4. Re-expresión de los patrones de comportamiento específico neuronal durante el sueño post-entrenamiento.
Estos estudios confirman convincentemente la idea de que el sueño está profundamente implicado en las funciones de la memoria en humanos y animales. Sin embargo, los datos disponibles aún son demasiado escasos para confirmar o rechazar inequívocamente la hipótesis recientemente expuesta de que la consolidación de memorias no-declarativa y declarativa respectivamente dependan de los procesos de sueño REM y NREM.
