მეცნიერები ვარაუდოდბდნენ, რომ ტვინის აქტივობაძილის დროს რადიკალურად უნდა შემცირებულიყო, რადგან ძილში ადამიანის ფიზიოლოგიური პროცესები და მგრძნობელობა გამღიზიანებელზე შესუსტებულია.

ძილის მექანიზმში გარკვევა მეცნიერებმა ენცეფალოგრამის გამოყენებით შეძლეს. ეს ხელსაწყო ნეირონების აღგზნებისას აღმოცენებულ ელექტრულ აქტივობას აღრიცხავს და გრაფიკულად წარმოადგენს. სხვადასხვა ნეირონს სხვადასხვა სახის ელექტრული აქტივობა გააჩნია.

აღმოჩნდა, რომ ძილის დროს ტვინის მუშაობა უბრალოდ კი არ მცირდება, არამედ თვისობრივად იცვლება-სიფხიზლეში აღგზნებული ნეირონები, ძილში შეკავებულ მდგომარეობაში გადადის, სიფხიზლეში პასიური ნეირონები კი ძილში აწტიურდება. ძილი რამდენიმე ფაზად მიმდინარეობს.

ფხიზელი ადამიანის ენცეფალოგრამა ხშირი და მცირეამპლიტუდიანი რხევებით ხასიათდება. ენცეფალოგრაფი წამში 15-30 პიკს აღრიცხავს. თვლემისა და ჩაძინების დროს ენცეფალოგრამაზე ჩნდება მაღალი პიკები, რაც ტვინშიგანლაგებული იმ ნეირონების გააქტიურებას მიანიშნებს, რომელიც ძილს იწვევს. ძილის გაღრმავებისა და აზროვნების გაითიშვის პროცესში ენცეფალოგრამა იშვიათი სიხშირის, მაგრამ მაღალი ამპლიტუდის პიკებს აჩვენებს, რაც სხვა ნეირონების გააქტიურების შედეგია. ამ ფაზას "ნელ ძილს" უწოდებენ. ძილის ეს სტადია ყველაზე ღრმაა. ამ დროს ადამიანის გაღვიძEბა მხოლოდ ძლიერი გამღიზიანებლითაა შესაძლებელი. გამოღვიძებული ადამიანი ძალიან დაბნეულია, გონებას ძნელად იკრებს.

"ნელი ძილის" ფაზა ე.წ. "სწრაფი ძილის" ფაზით იცვლება. ენცეფალოგრამაზე ჩნდება ფხიზელი ადამიანისთვის დამახასიათებელი პიკები. ამ დროს მძინარე ადამიანს სახეზე უჩნდება ემოზიები, დახუჭულ თვალებს სწრაფად ამოძრავებს. თუ მას გააღვიძებ, გეტყვის, რომ სიზმარს ხედავდა და დაწვრილებით მოგიყვება მას. ფიქრობენ, რომ ამ ფაზაში ტვინი დღის განმავლობაში მიღებულ ინფორმაციას ამუშავებს. გრძნობათა ორგანოების უმოქმედობატვინის მუშაობას ამ პერიოდში უდრო ეფექტურს ხდის. ზოგიერთი ფიზიოლოგის აზრით, გონებრივი აქტივობა სწრაფი ძილისას, ღვიძილის დროს არსებულსაც კი აჭარბებს. ამიტომაა, რომ ადამიანი წინა დღეს წარმოქმნილ პრობლემას ხშირად მეორე დილით უკეთ წყვეტს. ხანდახან პრობლემის გადაწყვეტა ძილშივე ხდება. ცნობილია, რომ მენდელეევმა ქიმიურ ელემენტთა პერიოდულობის კანონი ძილში აღმოაჩინა.

ღამის განმავლობაში სწრაფი და ნელი ძილი რამდენჯერმე ენაცვლება ერთმანეთს.

სხვადასხვა ასაკში საერთო ძილისა და მისი ფაზების ხანგრძლივობა განსხვავებულია.

ახალშობილებს დღე-ღამის განმავლობაში 16 საათი სძინავთ. მოზარდებში ძილის ხანგრძლივობა თანდათან 10 საათამდე მცირდება. ზრდასრული ადამიანები ძილში 8 საათს ატარებენ.

ზრდასრული ადამიანის საერთო ძილის 80%-ს ნელი ძილი, ხოლო 20%-ს - სწრაფი ძილი წარმოადგენს.

ძილის მნიშვნელობის შესახებ მრავალი ჰიპოთეზა არსებობს. ერთ-ერთი ჰიპოთეზის თანახმად, ძილი ადაპტაციური ქცევაა, რომელიც ადამიანს ენერგიის ხარჯვისგან იცავს და ღვიძილისას დახარჯული ენერგია ძილის დროს შეივსება.