Le sommeil paradoxal est cette partie du sommeil où l’on fait des rêves et qui est dit paradoxal parce que si les muscles sont complètement relâchés, les yeux bougent et l’activité cérébrale est intense. Ainsi chez le  chien, le sommeil paradoxal n’occupe que 6% du temps total de sommeil, chez le chat visiblement plus intelligent, il occupe 15% et chez l’homme 20%. A noter que les oiseaux et les reptiles n’ont pas de sommeil paradoxal.

Si on prive l’homme de ce type de sommeil, donc de ses rêves, la première fonction qui est perturbée est la mémoire. On  sait bien  que si on a peu dormi, il est difficile de se concentrer mais également de mémoriser correctement quelque chose. A l’opposé, quand on apprend à un animal un nouveau comportement, son pourcentage de sommeil paradoxal augmente.

Une bonne quantité de sommeil paradoxal est nécessaire pour que le cerveau puisse recueillir et stocker des informations.  

Le sommeil paradoxal est plus important en fin de nuit qu’en début, cette partie étant essentiellement réservé à la récupération physique. Puis au bout de 6 heures d’endormissement, la quantité de sommeil paradoxal augmente, permettant la récupération intellectuelle et préparant pour ainsi dire le cerveau à de nouvelles acquisitions. Meilleur exemple de ce besoin : le nouveau né : son cerveau est tout neuf et doit recueillir et stocker des millions d’informations : son sommeil paradoxal représente la moitié des 18 à 19 heures passé chaque jour à dormir. A un an, il ne représente plus que le quart et à partir de 15 ans un cinquième comme chez l’adulte; majorité des apprentissages sont faits. A noter que chez la personne âgée, la durée de sommeil paradoxal est réduite à 16% de la totalité, signe que bien que pouvant encore emmagasiner des informations nouvelles, les capacités du cerveau sont quand même hélas, considérablement réduites.