Сначала казалось, что сновидения связаны только с ПС, так как у большинства людей после пробуждения от МС, как правило, не удавалось получить отчет о сновидениях. Однако более тщательное изучение показало, что в 64% пробуждений от МС человек рассказывает о психических переживаниях. Причем они скорее напоминают не сновидения, а мысли, рассуждения. Между сновидными переживаниями в МС и ПС существуют существенные различия. В МС во время сновидений зрительные картины менее четки, менее аффективны, менее длительны и более реальны. Тем не менее отчеты о сновидениях удалось получить не только после пробуждения от поверхностной (II) стадии сна, но и от глубокого сна (IV стадии).

Во время медленного сна имеет место своеобразная психическая активность. На это указывают приступы сомнамбулизма, которые возникают только во время МС. Во время снохождения по одним данным в ЭЭГ возникают большие дельта-волны, по другим — альфа-ритм, который, однако, отличается тем, что он не подавляется световыми и другими раздражителями, не исчезает при открывании глаз и в этом отношении сходен с альфа-ритмом при гипнозе. Возникновение ночных кошмаров у детей и взрослых также связано с МС.

Процессы, происходящие во время сна, имеют отношение к памяти. Хорошо известно, что заучивание материала перед сном помогает лучше его запомнить. Кроме того, если после заучивания материала следует 8-часовой сон, то его воспроизведение будет более успешным, нежели после 8 ч бодрствования. Особенно под влиянием сна улучшается запоминание бессмысленного материала. Запоминание улучшается главным образом после МС. Заученный материал лучше воспроизводится после первой половины ночи, чем после второй, когда преобладает ПС и почти отсутствует глубокий медленный сон. Однако позже было высказано предположение о важности ПС для запоминания. В основном это заключение основывалось на опытах с избирательной депривацией ПС, в которых было показано, что депривация ПС ведет к ухудшению формирования условных рефлексов у животных. Однако в лаборатории Т.Н. Ониани установили, что ухудшение обучения связано не с депривацией ПС, а со стрессом, которым сопровождается наиболее стандартная процедура депривации, когда кошку на длительное время помещали на маленькую платформу в бассейне, что не позволяло ей засыпать ПС (с атонией мышц). Если же депривацию ПС производить осторожным «подбуживанием» животного во время ПС, т. е. методом неэмоциональной и длительной (8-10 мин) депривации, то такая депривация не оказывает существенного влияния на обучение. Согласно Т.Н. Ониа-ни, значение ПС для памяти состоит в том, что во время ПС происходит воспроизведение прошлого опыта, оживление следов долговременной памяти и тем самым задержка процесса забывания. Другая точка зрения на функцию ПС в отношении памяти сводится к тому, что во время ПС запоминается преимущественно биологически значимый материал.