Scopo principale di questa tesi è di fornire una metodologia per la caratterizzazione delle fasi del sonno attraverso una decomposizione empirica del segnale EEG, singolo canale, e tramite lo studio degli spettri di ordine superiore, o più nello specifico, del Bispettro. Sulla base di queste considerazioni, è stata poi progettata una rete neurale artificiale (ANN), volta alla classificazione automatica delle fasi del sonno. Il segnale è stato decomposto tramite Empirical Mode Decomposition (EMD). Questa metodologia, attraverso un processo di sifting, è in grado di decomporre il segnale come somma di un certo numero di Intrinsic Mode Functions (IMFs), funzioni con inviluppi simmetrici caratterizzati un contenuto frequenziale decrescente.