Bagi mamalia dan burung, penyukatan pergerakan mata ketika tidur digunakan untuk membahagikan tidur kepada dua jenis iaitu tidur gerak mata cepat (Bahasa Inggeris: rapid eye movement sleep, REM) dan tidur bukan gerak mata cepat (non-rapid eye movement sleep, NREM). Setiap jenis tidur berbeza sekali ciri-ciri fisiologi, neurologi dan psikologi.

Tidur dijalankan dalam kitaran REM dan empat tahap NREM, urutan biasanya seperti berikut:

Bagi manusia, kitaran ini mengambil purata masa 90 hingga 110 minit,[2] dengan sejumlah besar tahap 3 dan 4 pada awal malam dan lebih REM pada lewat malam. Setiap tahap ini berbeza fungsi fisiologinya. Ubat-ubat seperti pil tidur dan minuman keras boleh menjejaskan tahap-tahap tertentu dalam tidur (rujuk Kekurangan tidur). Ini boleh mengakibatkan tidur yang menampakkan kehilangan kesedaran tetapi tidak memenuhi fungsi-fungsi fisiologinya.

Allan Rechtschaffen dan Anthony Kales asalnya menggariskan kriteria membahagikan tahap-tahap tidur pada tahun 1968. Akademi Perubatan Tidur Amerika (The American Academy of Sleep Medicine, AASM) mengemaskini panduan pemeringkatan ini pada tahun 2007.

Tahap-tahap tidur

Kriteria bagi tidur REM bukan sahaja merangkumi gerakan mata cepat, bahkan juga elektroensefalografi (EEG) voltan rendah yang pantas. Sekurang-kuranya bagi mamalia, tona otot rendah turut diperhatikan. Kebanyakan mimpi yang mudah diingat berlaku di tahap ini. NREM merupakan 75–80% daripada jumlah tempoh tidur bagi manusia dewasa normal. Dalam tidur NREM agak sedikit bermimpi. NREM meliputi empat tahap: tahap 1 dan 2 dianggap 'tidur-tidur ayam', sementara tahap 3 and 4 pula 'tidur lena' atau tidur gelombang perlahan (slow-wave sleep, SWS). Tahap-tahap ini dibezakan dengan hanya berasaskan EEG, berbeza dari tidur REM yang disifatkan melalui gerak mata cepat dan ketiadaan tona otot. Dalam tidur NREM selalu berlaku penggerakan anggota badan, maka boleh terjadi parasomnia seperti menjalu (berjalan sambil tidur). Adakalanya di mana-mana tahap pun boleh diperhati corak selang-seli berkitar.

NREM terdiri daripada empat tahap, menurut piawaian AASM 2007 AASM:

• Pada Tahap N1, otak beralih dari gelombang alfa (biasa untuk orang yang terjaga, berfrekuensi 8 hingga 13 Hz) kepada gelombang teta (frekuensi 4 hingga 7 Hz). Kadang-kadang tahap ini bergelar somnolens atau "tidur mengantuk". Sentakan mengejut turut dikaitkan dengan permulaan tidur pada tahap N1. Sesetengah orang juga mengalami halusinasi hipnagogi pada tahap ini yang boleh menjadi agak menyusahkan. Di tahap N1, orang itu sedikit kehilangan tona otot dan kesedaran terhadap persekitaran luaran.
• Tahap N2 disifatkan oleh "spindel tidur" (12 hingga 16 Hz) dan "K-kompleks." Di tahap ini, kegiatan otot yang disukat melalui elektromiografi (EMG) menurun dan kesedaran terhadap persekitaran luaran lenyap. Tahap ini mengisi 45 hingga 55% jumlah masa tidur.
• Pada Tahap N3, gelombang delta atau ritma delta (0.5 hingga 4 Hz) mengisi kurang 50% dari jumlah corak gelombang. Ini dianggap sebahagian daripada tidur nyenyak atau SWS dan nampaknya berfungsi terutamanya sebagai peralihan ke tahap N4. Inilah tahapnya apabila berlakunya ketakutan malam, kencing malam, jalu dan tidur bercakap.
• Pada Tahap N4, gelombang delta mengisi lebih 50% semua corak gelombang. Tahap N3 dan N4 adalah tahap-tahap tidur yang paling lena; N4 menyerupai N3 cuma lebih lena lagi, iaitu sifat-sifat tidur lena seperti gelombang delta makin ketara.[3]

Tidur REM dan NREM tahap 3 dan 4 dipacu secara homeostatik, iaitu jika seseorang atau mana-mana haiwan kehilangan mana-mana satu tahap ini, maka ia berbalik apabila tidur tanpa gangguan dicapai semula. Ini menandakan bahawa semua tahap ini adalah penting kepada fungsi proses tidur.

Masa tidur

Masa tidur dikawal oleh jam sirkadian, melalui homeostasis dan keinginan (bagi manusia). Jam sirkadian ini, iaitu suatu alat dalaman yang menjaga masa, berubah-ubah suhu dan mengawal enzim ini, berfungsi seiring dengan adenosina, iaitu neurotransmiter yang menghalang kebanyakan proses badan yang dikaitkan dengan kebangkitan. Adenosina dihasilkan sepanjang siang, dan tahap adenosina yang tinggi akan menyebabkan rasa mengantuk. Bagi haiwan jaga siang, rasa mengantuk berlaku apabila unsur sirkadian menyebabkan keluarnya hormon melatonin dan pengurangan suhu badan teras secara beransur-ansur. Pengaturan masa ini dipengaruhi oleh kronotaip seseorang. Ritma sirkadian itulah yang menentukan pengaturan masa terbaik bagi satu episod tidur yang distrukturkan dengan betul dan berpulih.[4]

Jumlah tidur optima bagi manusia

Dewasa

Jumlah tidur optima bukanlah konsep yang bermakna melainkan pengaturan masa tidur itu dikaji berhubungan dengan ritma sirkadian seseorang. Satu episod tidur utama seseorang agak kurang cekap dan tidak mencukupi jika berlaku pada masa yang kurang sesuai. Pengaturan masa itu tepat apabila dua penanda sirkadian berikut berlaku sepelas pertengahan episod tidur itu sebelum bangun:[5]

• konsentrasi hormon melatonin maksima, dan
• suhu badan terasn minima.

Yayasan Tidur Kebangsaan di Amerika Syarikat mengesyorkan bahawa tidur selama lapan hingga sembilan jam bagi manusia dewasa adalah optima serta tidur yang mencukupi adalah bagus untuk kecergasan mental, daya ingatan dan penyelesaian masalah, serta kesihatan keseluruhan, dan juga mengurangkan risiko kemalangan.[6] Satu kajian yang dijalankan di Sekolah Perubatan Universiti Pennsylvania pada tahun 2003 menunjukkan bahawa prestasi kognitif menyusut jika tidur kurang daripada lapan jam.[7]

Bagaimanapun, satu kajian psikiatri terhadap sejuta orang dewasa oleh Universiti California, San Diego mendapati bahawa orang yang paling panjang umurnya melaporkan diri mereka tidur selama enam hingga tujuh jam setiap malam.[8] Satu lagi kajian mengenai tempoh tidur dan risiko kematian terhadap wanita turut memberi hasil sedemikian.[9] Kajian-kajian lain pula mendakwa bahawa "tidur melebihu 7 hingga 8 jam sehari sering dikaitkan dengan peningkatan risiko kematian", namun kajian ini membayangkan puncanya mungkin faktor-faktor lain seperti kemurungan dan darjat sosio-ekonomi yang turut berkorelasi dalam statistik.[10] Pernah difikirkan bahawa korelasi antara tidur lebih singkat dan pengurangan risiko kematian hanya berlaku dengan sesiapa yang bangun selepas kurang tidur secara semula jadi berbanding sesiapa yang memakai jam loceng.

Tempoh tidur mengikut usia

Kanak-kanak memerlukan lebih masa tidur sehari berbanding dewasa agar dapat mengembang dengan betul: selebihnya 18 jam bagi bayi baru lahir, dan masa tidur beransur berkurangan sambil kanak-kanak itu membesar.[6][11] Seorang bayi baru lahir menghabiskan hampir separuh masa tidur dalam keadaan REM. Apabila mencecah usia kira-kira lima tahun, cuma dua jam lebih dihabiskan dalam keadaan REM.[12]

Hutang tidur

"Hutang tidur" adalah kesan kekurangan rehat dan tidur; hutang sebegini yang besar boleh mengakibatkan keletihan mental dan fizikal. Para saintis tidak sebulat suara mengenai berapa banyak hutang tidur yang boleh dikumpul atau kejadian hutang tidur di kalangan orang dewasa makin menjadi-jadi di negara-negara berindustri atau pada zaman-zaman terkini. Ada kemungkinan bahawa kanak-kanak masyarakat Barat zaman sekarang makin kurang tidur berbanding zaman dahulu.[13]