Четвёртая стадия характеризуется преобладанием в ЭЭГ медленных дельта-колебаний с частотой 2 Гц и менее, занимающих более 50% эпохи записи ночного сна.
Вместе эти две стадия, которые называются дельта-стадиями, продолжаются чуть больше 26% времени от всего ночного сна. Они составляют основу медленного сна (дельта-сна). Эти стадии, особенно, четвертая — наиболее глубокие стадии сна, характеризующиеся наивысшим порогом пробуждения и самым сильным отключением от внешнего мира, т.е. в этих стадиях разбудить человека достаточно трудно. При пробуждении в этой стадии человек с трудом ориентируется, в наибольшей степени компрессирует время (недооценивает длительность предшествующего сна).
Пятая стадия, отрытая в 1953 году Н. Клейменом и его аспирантом Е. Азеринским, характеризуется наличием на ЭЭГ быстрых колебаний электрической активности, близких по значению к бета-волнам, т.е. к признакам десинхронизации ЭЭГ. Это напоминает состояние бодрствования. Вместе с тем (и это было парадоксально!) в эту стадию человек находится в полной неподвижности вследствие резкого падения мышечного тонуса (при наличии мышечных подергиваний в отдельных группах мышц). Однако глазные яблоки под сомкнутыми веками периодически (5-50 раз) совершают быстрые движения (БДГ) с частотой 60-70 Гц. По структуре БДГ отличаются от движений глаз, которые характерны для рассматривания объектов в состоянии бодрствования. У здорового человека наличие БДГ по времени совпадает со сновидениями, а интенсивность БДГ пропорциональна яркости и эмоциональности сновидений. Если разбудить спящего во время быстрого сна (при этом порог пробуждения колеблется от высокого до низкого), то приблизительно в 90% случаев можно услышать рассказ о ярком сновидении, причем точность деталей будет существенно выше, чем при пробуждении из медленного сна. Вместе с тем у слепых от рождения людей, которым снятся только звуки и ощущения, БДГ во время этой стадии отсутствуют.
Статистика сновидений. Все взрослые люди каждую ночь во время быстрого сна и частично во время медленного сна видят сновидения — не менее 4-6 раз. Субъективная длительность сновидений соответствует объективной длительности периода быстрого сна. Таким образом, суммарное время «просмотра» сновидений составляет 60-100 минут за ночь.
Анализ содержания сновидений показывает прямую его связь с отображением в мозге человека его реального окружения, с условиями деятельности человека во время бодрствования, с биологической значимостью получаемой сенсорной информации. Содержание сновидений во многом зависит от типа ВНД, от эмоционального статуса, от уровня половых гормонов, состояния физического и психического здоровья. События и ситуации, отражаемые в сновидениях, иногда могут охватывать очень большие периоды в жизни человека (это особенно ярко проявляется у людей, длительное время, находящихся в стрессовой ситуации).