[4] Antes y durante el sueño MOR se presentan las ondas PGO (ponto-genículo-occipitales), originadas en diversos grupos de neuronas del tallo cerebral, son explosiones de actividad eléctrica que pueden presentarse como potenciales individuales o en grupos.[6] La energía cerebral, medida en términos del metabolismo de la glucosa y el oxígeno, equivale o excede a la utilizada en la vigilia.Es habitual despertarse durante muy poco tiempo al final de una fase MOR (unos segundos).El ornitorrinco, cuyos recién nacidos son completamente dependientes y no están desarrollados, tienen 8 horas de sueño MOR por noche.En los delfines, cuyos recién nacidos son completamente funcionales, prácticamente no hay nada de sueño MOR.
Registro polisomnográfico del sueño MOR. Los movimientos rápidos oculares se reflejan por la línea roja.