O sono com movimento rápido dos olhos, abreviado sono MRO ou sono REM (em inglês: Rapid eye movement sleep) é uma fase única do sono presente em todos os mamíferos e aves e em alguns répteis. Esse estado de sono é caracterizado por movimentos rápidos aleatórios dos olhos, acompanhados por baixo tônus muscular em todo o corpo e pela propensão do dorminhoco a sonhar vividamente.
A fase REM também é conhecida como sono paradoxal (SP) e às vezes sono dessincronizado ou sono sonhador, devido a semelhanças fisiológicas com estados de vigília, incluindo ondas cerebrais dessincronizadas rápidas e de baixa voltagem. A atividade elétrica e química que regula esta fase parece ter origem no tronco cerebral e é caracterizada principalmente por uma abundância do neurotransmissor acetilcolina, combinada com uma ausência quase completa dos neurotransmissores monoamínicos histamina, serotonina e norepinefrina. As experiências do sono REM não são transferidas para a memória permanente devido à ausência de norepinefrina.
O sono REM é fisiologicamente diferente das outras fases do sono, que são coletivamente chamadas de sono sem movimento rápido dos olhos (sono não-REM, sono sincronizado). A ausência de estimulação visual e auditiva (privação sensorial) durante o sono REM pode causar alucinações. O sono REM e não REM se alternam em um ciclo de sono, que dura cerca de noventa minutos em humanos adultos. À medida que os ciclos de sono continuam, eles mudam para uma proporção maior de sono REM. A transição para o sono REM traz mudanças físicas marcantes, começando com rajadas elétricas chamadas "ondas ponto-genículo-occipitais" (ondas PGO) originadas no tronco cerebral. O sono REM ocorre quatro vezes em um sono de sete horas. Organismos no sono REM suspendem a homeostase central, permitindo grandes flutuações na respiração, termorregulação e circulação que não ocorrem em nenhum outro modo de dormir ou acordar. O corpo perde abruptamente o tônus muscular, um estado conhecido como atonia REM.
Em 1953, o professor Nathaniel Kleitman e seu aluno Eugene Aserinsky definiram o movimento rápido dos olhos e o vincularam aos sonhos. O sono REM foi descrito posteriormente por pesquisadores, incluindo William Dement e Michel Jouvet. Muitos experimentos envolveram o despertar de cobaias sempre que eles começaram a entrar na fase REM, produzindo assim um estado conhecido como privação de REM. Indivíduos autorizados a dormir normalmente costumam experimentar um rebote REM modesto. Técnicas de neurocirurgia, injeção química, eletroencefalografia, tomografia por emissão de positrões e relatos de sonhadores ao acordar, têm sido usados para estudar essa fase do sono.
