REM dışı uyku sırasında, testosteron, büyüme hormonu ve prolaktin gibi moleküllerin düzeyindeki artış, bu teoriyi destekleyen bulgulardır. REM uykusu sırasındaysa, yeni oluşan nöron bağlantıları sağlamlaşarak öğrenilenler uzun süreli hafızaya atılır. Evrim kuramına göre uyku, çevreye uyum sürecinin bir sonucu olarak kazanılmış bir özelliktir. Uyku, avlanmanın zor ve tehlikeli olduğu gece boyunca vücudu dinlendirerek gereksiz enerji kaybını azaltan, yani enerji tasarrufu sağlayan bir mekanizmadır.

Uyku temel olarak iki farklı evreden oluşur. Bu evreler, göz hareketlerinin çok hızlandığı REM ve yavaşladığı REM dışı olarak adlandırılır. Yattıktan sonra ortalama 20 dakika içerisinde uykuya dalınır. İlk evre REM dışıdır.

Uykuya daldıktan yaklaşık 45 dakika sonra derin uyku başlar ve takiben REM uykusuna geçiş yapılır. REM uykusu daha hafiftir ve beyindeki EEG aktivitesi artar. Beyin, REM sırasında uykunun diğer evrelerine göre daha fazla çalışarak “teta” dalgaları oluşturur. Her 90-120 dakikada bir girilen REM uykusu, rüyaların görüldüğü evredir. İlk REM evresi 5-10 dakika sürer. REM evresi gece boyunca 4-5 kere tekrarlanır ve sabaha karşı süresi uzar. REM uykusundan sonra uyandırılan kişilerin çok daha dinlenmiş olarak kalktıkları tespit edilmiştir.

Uykunun yaklaşık dörtte biri REM, dörtte üçü de REM dışı uykudur. REM dışı uyku da kendi içinde dört evreye bölünür. Üçüncü ve dördüncü evrelerde uyku oldukça derindir ve bu evrelerde kişiyi uyandırmak güçtür. Kişinin sağlıklı bir uyku geçirmesi için REM ve REM dışı evrelerinin ritmik ve kesintisiz olarak tekrarlanması önemlidir.