Ένα κύμα δέλτα είναι ένας τύπος εγκεφαλικού κύματος που παρατηρείται κατά τη διάρκεια του ύπνου στο Τρίτο Στάδιο, επίσης γνωστό ως ύπνος αργών κυμάτων ή βαθύς ύπνος. Αυτό το στάδιο του ύπνου πιστεύεται ότι είναι σημαντικό για τη φυσιολογική λειτουργία. Μελέτες έχουν δείξει, για παράδειγμα, ότι μετά τη στέρηση ύπνου, οι άνθρωποι βιώνουν περισσότερο ύπνο στο Τρίτο Στάδιο, σαν ο εγκέφαλός τους να προσπαθεί να αναπληρώσει την περίοδο της στέρησης. Οι άνθρωποι τείνουν επίσης να είναι εξαιρετικά μπερδεμένοι όταν ξυπνούν από αυτό το στάδιο του ύπνου, υποδεικνύοντας ότι η συνείδηση ήταν πολύ μακριά από τον κόσμο της εγρήγορσης.
Όπως και άλλα εγκεφαλικά κύματα, το κύμα δέλτα μπορεί να αναγνωριστεί σε ένα ηλεκτροεγκεφαλογράφημα, στο οποίο η ηλεκτρική δραστηριότητα στον εγκέφαλο καταγράφεται με αισθητήρες στο τριχωτό της κεφαλής. Τα κύματα Δέλτα χαρακτηρίζονται από το υψηλό πλάτος και τη χαμηλή συχνότητά τους, που φαίνονται σημαντικά διαφορετικά από άλλα εγκεφαλικά κύματα, όπως τα κύματα γάμμα. Ένα κύμα δέλτα έχει πλάτος από ένα έως τέσσερα Hertz και συχνότητα που εμφανίζεται περίπου έξι φορές το δευτερόλεπτο.
Σε υγιείς ανθρώπους, τα κύματα δέλτα δεν παρατηρούνται σε έναν ξύπνιο εγκέφαλο. Ωστόσο, άτομα που είναι μεθυσμένα από ορισμένες ουσίες ή σε κατάσταση παραλήρημα μπορεί να έχουν δραστηριότητα κυμάτων δέλτα ακόμα κι αν είναι ξύπνιοι, και ορισμένοι τύποι ψυχικών ασθενειών χαρακτηρίζονται επίσης από την παρουσία κυμάτων δέλτα στον εγκέφαλο που ξυπνάει. Οι ενήλικες με άνοια μπορεί να επιδεικνύουν δραστηριότητα κυμάτων δέλτα και κατά τις ώρες αφύπνισης, όπως έχει αποδειχθεί σε μελέτες εγκεφάλου σε αυτά τα άτομα.
Κατά τη διάρκεια του ύπνου, η δραστηριότητα των κυμάτων δέλτα εμφανίζεται κατά τη διάρκεια του ύπνου χωρίς γρήγορη κίνηση των ματιών (REM). Λέγεται ότι οι άνθρωποι βρίσκονται σε ύπνο βαθιών ή αργών κυμάτων όταν τουλάχιστον το 20% της εγκεφαλικής δραστηριότητας αποτελείται από κύματα δέλτα. Ενώ σε αυτή την κατάσταση, το επίπεδο της αισθητηριακής εισροής που απαιτείται για την αφύπνιση του κοιμώμενου είναι πολύ υψηλό. Το ελαφρύ άγγιγμα ή οι απαλοί θόρυβοι μπορεί να μην καταφέρνουν να ξυπνήσουν κάποιον, με τους ανθρώπους γενικά να χρειάζονται δυνατούς θορύβους, έντονα φώτα ή σταθερό άγγιγμα όπως τρέμουλο. Μόλις διεγερθεί, ο κοιμώμενος εμφανίζεται συχνά νωθρός και αποπροσανατολισμένος.
Τα άτομα που αντιμετωπίζουν προβλήματα ύπνου μπορεί να κληθούν να συμμετάσχουν σε μια μελέτη ύπνου, στην οποία η εγκεφαλική δραστηριότητα και άλλες φυσιολογικές διεργασίες παρακολουθούνται κατά τη διάρκεια της νύχτας σε ένα εργαστήριο ύπνου. Κατά τη διάρκεια της μελέτης, ο ασθενής φοράει εξοπλισμό που καταγράφει τις φυσιολογικές διεργασίες και μεταδίδει τα αποτελέσματα σε έναν σταθμό παρακολούθησης. Εξετάζοντας πράγματα όπως η εγκεφαλική δραστηριότητα, ο ρυθμός αναπνοής και ο καρδιακός ρυθμός, ένας γιατρός μπορεί να διερευνήσει γιατί ο ασθενής αντιμετωπίζει δυσκολίες ύπνου και να κάνει συστάσεις για να βοηθήσει τον ασθενή να κοιμηθεί καλύτερα.