Dans les années 50, la physiologie est dominée le principe de l'homéostasie, selon lequel le milieu intérieur de tout être vivant tend vers un équilibre. Le sommeil, retour à l'équilibre, n'a aucun intérêt et une majorité de psychanalyste admet les hypothèses de Freud à propos des rêves. Cependant des laboratoires européens et américains étudient la vigilance et les rythmes de sommeil. Il s'agit en particulier d'améliorer les performances des pilotes, des équipages de sous-marins et des travailleurs de nuit. On connaît déjà les mouvements oculaires rapides (sommeil REM = rapid eyes movments des anglophones) des dormeurs.
En 1958, à Lyon, M. Jouvet observe un phénomène imprévu. Les mouvements oculaires des dormeurs s'accompagnent d'un tracé d'éveil cortical, d'une atonie musculaire complète et d'un sommeil très profond : le dormeur est très difficile à réveiller, son corps devient tout mou, son cerveau s'éveille et ses yeux bougent dans tous les sens. Il nomme ces périodes actives "sommeil paradoxal".
En quelques années, les propriétés essentielles de ce sommeil paradoxal (SP) sont étudiées chez le chat, chez l'homme et sur un grand nombre d'espèces animales dans des laboratoires du monde entier.