下载掌阅APP，畅读海量书库
立即打开
人体为什么需要睡眠？这一问题迄今人们尚无最终结论。目前多数观点认为，机体通过睡眠，可以保存能量、促进代谢产物排出、增强免疫、促进生长发育和增强记忆巩固。
慢波睡眠期人体各种生命活动降到最低程度，基础代谢维持在最低水平，耗能最少，此时副交感神经活动占优势，合成代谢加强，有助于能量的贮存。脑糖原是大脑的主要能量储备物。随着觉醒时间延长，脑糖原水平逐渐降低。睡眠剥夺时，脑糖原水平会进一步降低。睡眠后，脑糖原水平恢复。睡眠中涉及体内热量从内部到外周的重分布。与觉醒状态相比，睡眠时体温主动调节到一个较低水平。在温度不高或寒冷环境下，可观察到成人睡眠启动时直肠温度的降低和皮肤温度的升高。水分蒸发、战栗和皮肤血流量等体温调节方式在睡眠过程中发生相应的变化。在温暖环境中，睡眠启动时会出现出汗速率的增加。NREM睡眠1、2期比3、4期出汗的速率要高。人的温度调节反应在REM睡眠时受到强烈抑制。在温暖环境下，在REM睡眠开始后，蒸发失水快速降低至最低水平，在REM睡眠终止时，则又迅速升高。在寒冷环境下睡眠时，战栗仅出现于NREM睡眠的1、2期而不会出现在NREM睡眠的3、4期或REM睡眠期。当机体准备入睡时，外周血管舒张程度可增加30%～40%。
2013年，Xie L等人对睡眠的功能有了新的发现。白天大脑脑内代谢产物不断积聚，睡眠时大脑可高效清除代谢产物，从而恢复脑活力。大脑内排出代谢产物部位位于细胞间隙，其作用类似淋巴系统。觉醒期间，细胞代谢产生的废物积聚在细胞间液，睡眠时，脑脊液沿着动脉周隙流入脑内组织，与脑内组织间液不停交换，并将细胞间液体的代谢废物带至静脉周隙，随即排出大脑。
许多人在发生感染时常会有思睡的现象，充足的睡眠有助于从感染中康复。睡眠状态下免疫系统的生理功能变化通常用睡眠剥夺的方式来研究。长期睡眠剥夺对宿主防御能力的影响很显著。此外，正常人的血浆细胞因子水平与睡眠和觉醒周期相关。
在一定条件下，少量的睡眠剥夺可能与更有效地启动免疫相关。睡眠剥夺可增加肠壁对细菌和细菌产物的通透性，进入体内的少量细菌细胞壁产物如内毒素和肽聚糖，则能激活免疫细胞，从而有效地增强宿主非特异性防御功能。
慢波睡眠期是影响生长激素分泌的主要时期，因此良好的睡眠是保证生长发育的关键。在睡眠的不同时相中，REM睡眠在进化进程中出现较晚，并非与NREM睡眠同时出现。REM睡眠的进化体现了物种对环境的适应，不仅表现在身体和行为特征的良好调节，而且涉及调节后代的数量和幼崽的成熟时间。出生时较成熟的物种（如羊）其REM睡眠百分比低并且已接近成年水平，而出生时尚不成熟的物种（如鼠和猫，需较长时间后天发育），生后其REM睡眠百分比很高并且在发育成熟后仍保持较高水平。大量的调查也指出，40%～65%的REM睡眠疾病患者会患上神经退行性疾病，提示REM睡眠与神经元的发育高度相关。与此类似，若早期剥夺REM睡眠可造成大脑功能的永久性损伤或发育障碍。同时，研究提示，婴儿早期REM-NREM睡眠结构异常对其日后神经系统发育状况有预测作用，可能是神经系统发育落后的早期表象。Arditi-Babchuk H等人的研究也从反面支持了这一观点，足月前觉醒或哭闹多而REM睡眠较少的早产儿，其6月龄时的智力发展指数较低。
记忆过程包括获得（学习）、巩固、存贮与提取几个阶段。睡眠期间也具有获得新信息即学习的能力，例如人在婴儿阶段的NREM睡眠期能通过声音和吹气的配对刺激学习获得声音引起的眨眼条件反射。成人NREM睡眠期能通过声音和气味的配对刺激学习获得声音引起的吸气条件反射。然而，这种学习的类型是有限的，可能与特定通路在睡眠中的活动能力有关。
近年来睡眠的记忆巩固功能取得了一些突破性的进展。实验反复证实，如果努力学习一段时间后，立即进入睡眠状态，对于所学的内容和记忆有加强作用。因此，记忆巩固依赖于学习后的睡眠。各种睡眠剥夺实验也证实睡眠对记忆长期巩固的关键影响。