Ett sömnelektroencefalogram (EEG) används för att studera sömnmönster. Bortsett från smärta, tros sömnproblem vara det näst vanligaste symptomet på sjukdom, och ett sömn-EEG används normalt för att avgöra om en patient går igenom alla fem sömnnivåerna. En EEG-maskin upptäcker och mäter hjärnaktivitet, som uppvisar olika mönster under olika sömnnivåer.
Den mänskliga hjärnan består av celler som måste kunna överföra information. De gör detta genom att använda svaga elektriska pulser, som ett EEG kan upptäcka och utvärdera. När en person genomgår ett sömn-EEG fästs små elektroder på hans hårbotten. Elektroderna överför aktiviteten av de elektriska pulserna till EEG-maskinen som sedan presenterar informationen, vanligtvis i form av en graf.
Sömncykler kännetecknas vanligtvis av snabba ögonrörelser (REM) och icke-REM, vilket normalt motsvarar EEG-aktivitet. Steg 1 sömn är en icke-REM-cykel som vanligtvis bara varar en kort stund, och som ibland kallas för att slumra. Under steg 1 sömn är människor vanligtvis mycket lätta att väcka. Den elektriska aktiviteten i hjärnan under detta skede är vanligtvis ganska låg.
När sömnen övergår från steg 1 till steg 2, börjar ett sömn-EEG att visa mycket större hjärnvågor. Sömn i steg 2 utgör cirka 45 procent av den totala tiden som spenderas i icke-REM-sömn. De flesta sömnstudier visar att ögonrörelserna har minskat kraftigt under denna sömnnivå.
Sömn i steg 3 är vanligtvis en introduktion till djupsömn. Under denna period visar detta test vanligtvis hjärnvågsaktivitet med mycket stora vågor, ibland avbrutna av små toppar som kallas ”delta”-vågor. Under denna nivå av sömn är det ofta svårare att få sovande att bli vaken.
När en person äntligen når steg 4 sömn, sover han normalt mycket djupt. Sleepers som väcks under denna nivå kan ta flera minuter att bli orienterade mot sin omgivning. De kommer vanligtvis att vara ganska groggy och förvirrade. Under denna nivå visar ett sömn-EEG huvudsakligen endast deltavågor.
Nivå 5 sömn uppstår när en sovande äntligen når sömn som producerar REM, och under denna nivå äger drömmar vanligtvis rum. Sleepers kommer ibland att uppvisa förändringar i andning, blodtryck och hjärtfrekvens. Under denna nivå visar ett sömn-EEG ofta en stor variation av vågmönster. De flesta läkare tror att den allmänna hälsan kan vara kopplad till hur lång tid en individ tillbringar på nivå 5.