1953년 시카고 대학의 유진 아세린스키와 나다니엘 클레이트먼은 수면 중 눈동자가 빠르게 움직이는 구간이 있다는 사실을 발견하고 이를 REM(Rapid Eye Movement) 수면이라 이름 붙였습니다. 이 단계에서는 근육이 거의 마비 상태에 가깝게 이완되지만, 뇌파는 깨어 있을 때와 매우 유사하게 활발히 움직입니다.
사람은 하룻밤 수면 동안 렘수면을 여러 차례 반복해서 거치며, 새벽으로 갈수록 렘수면 구간이 길어집니다. 대부분의 생생한 꿈은 바로 이 렘수면 구간에서 발생합니다.
하버드 의대의 앨런 홉슨과 로버트 맥칼리가 제안한 활성화-합성 이론에 따르면, 렘수면 중 뇌간에서는 무작위에 가까운 신경 신호가 계속 발생합니다. 대뇌피질은 이 조각난 신호들을 그냥 두지 않고, 우리가 아는 기억과 감정을 동원해 그럴듯한 하나의 이야기로 "합성"하려 시도합니다. 꿈이 종종 앞뒤가 맞지 않거나 갑작스럽게 장면이 바뀌는 것은 바로 이 때문입니다.
수면 연구자 매슈 워커의 연구에 따르면, 렘수면 중 뇌는 낮 동안 있었던 감정적 경험을 다시 불러와 처리합니다. 이때 스트레스 호르몬인 노르에피네프린의 분비가 억제된 상태이기 때문에, 감정 기억을 마치 "무통 상태"에서 재생하듯 다루며 그 감정의 날카로운 강도를 서서히 무디게 만든다고 설명됩니다.
또한 렘수면은 낮 동안 학습한 정보를 장기 기억으로 옮기는 과정과도 밀접하게 관련되어 있습니다. 시험이나 중요한 발표를 앞두고 충분히 자는 것이 실제로 기억 정착에 도움이 되는 이유입니다.
누구나 렘수면 중 꿈을 꾸지만, 모두가 그것을 기억하지는 못합니다. 꿈은 렘수면이 끝나고 얕은 수면이나 각성 상태로 넘어가는 그 순간에 깨어나야 비교적 선명하게 기억에 남습니다. 밤중에 자주 깨는 사람이 꿈을 더 잘 기억하는 경향이 있는 것도 이 때문입니다.
꿈을 더 잘 기억하고 싶다면, 눈을 뜨자마자 몸을 움직이기 전에 잠시 눈을 감은 채로 방금 전 꿈의 장면을 떠올려보는 것이 도움이 됩니다. 완전히 깨어난 후에는 대부분의 꿈이 몇 분 안에 급격히 잊혀지기 때문입니다.