Để  hiểu sâu bản chất của bóng đè, các nhà khoa học đi vào nghiên cứu các  giai đoạn của giấc ngủ. Ở các loài động vật có *, giấc ngủ được chia làm  hai khoảng thời gian: REM (rapid eye movement) và NREM (non-REM).

Trong  REM, mi mắt của chúng ta cử động nhanh và đây là khoảng thời gian chúng  ta nằm mơ. Giai đoạn này, mi mắt hoạt động như thể chúng ta đang “nhìn”  những sự vật, sự việc trong giấc mơ của mình vậy. Còn ở giai đoạn NREM,  chúng ta ít khi nháy mi mắt nhưng có thể trở mình trên giường, thậm chí  mộng du và nói chuyện trong giấc ngủ.

Mỗi  khi bắt đầu một giấc ngủ, ta bước vào giai đoạn NREM trong 80 phút và  nối tiếp sau là 10 phút ở giai đoạn REM. Chu trình 90 phút này cứ lặp đi  lặp lại trong suốt giấc ngủ của chúng ta.  

Tại  giai đoạn REM (mi mắt chuyển động nhanh), cơ thể tắt đi các liên hệ  thần kinh giữa não bộ. Nếu như điều này không xảy ra, chúng ta có thể  dùng tay chân lặp lại y hệt những hành động diễn ra trong giấc mơ của  mình. Chẳng hạn, một người đàn ông từng mơ thấy mình bị quái vật tấn  công và đánh trả lại chúng trong mơ. Nhưng trên thực tế, ông ta đang vô  thức đánh người vợ nằm bên cạnh mình.

Nếu bất  ngờ tỉnh ngủ đúng vào giai đoạn REM, chúng ta sẽ bị bóng đè do các  đường liên hệ thần kinh đang tắt. Vậy còn những hình ảnh và âm thanh ma  quái? Các nhà khoa học cho rằng đó thực chất chỉ là những ảo ảnh tạo ra  tại vùng vỏ não xử lý hình ảnh và âm thanh. Các nơron thần kinh bị kích  thích đã tự động tạo ra những gì chúng ta tưởng là “nghe” hoặc “nhìn”  thấy. Sự căng thẳng và lo lắng là nguyên nhân chính dẫn đến việc kích  thích các nơron này.