早在1939年，美國(guó)芝加哥大學(xué)生理教研室有位古萊托曼教授，一生致力于睡眠的研究，對(duì)人在睡眠時(shí)眼球的活動(dòng)很感興趣：“人在睡眠時(shí)眼球活動(dòng)有什么規(guī)律呢？”他將此課題交給了手下一名研究生阿塞林斯基。阿塞林斯林思路極為活躍，他想：“與其僅僅觀察眼球活動(dòng)還不如順便將腦電和肌電圖也記錄下來(lái)。”
世界上有些重大發(fā)現(xiàn)，其實(shí)有時(shí)是產(chǎn)生在無(wú)意之間。正是古萊托曼—阿塞林斯基的這次實(shí)驗(yàn)，竟對(duì)睡眠科學(xué)研究產(chǎn)生了極其重要的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，睡眠中眼球激烈活動(dòng)(約每秒一次)，這種活動(dòng)每夜出現(xiàn)4～5次，平均每次持續(xù)20分鐘左右，持續(xù)時(shí)間越到后來(lái)越長(zhǎng)。每當(dāng)眼球急速運(yùn)動(dòng)時(shí)，腦電波類似于睡眠第1階段，即低幅快波。從肌電圖上看到肌張力是整個(gè)睡眠期間最低的，幾乎呈癱軟狀態(tài)，但手指、腳趾卻常出現(xiàn)不規(guī)律活動(dòng)。
要想把受試者叫醒，其難易程度(喚醒閾)與睡眠第2階段，即淺睡眠階段相似。醒來(lái)后絕大多數(shù)人會(huì)說(shuō)：“我正在作一個(gè)夢(mèng)，夢(mèng)見……”，然后繪聲繪色地講起來(lái)。
根據(jù)實(shí)驗(yàn)研究證明，快動(dòng)眼睡眠和腦干內(nèi)5－羥色胺、乙酰膽堿、去甲腎上腺素遞質(zhì)系統(tǒng)有關(guān)。快動(dòng)眼睡眠的發(fā)現(xiàn)，給睡眠科學(xué)帶來(lái)了一個(gè)大的飛躍，是睡眠科學(xué)研究中的一塊極為重要的里程碑。