科学家认为睡眠是细胞从诞生至今固有的自然属性,但是并没有解释清楚睡眠时,身体发生了什么变化。在这方面,有许多理论。一个是睡眠节约大脑的能量,根据《睡眠医学评论》,在非快速眼动睡眠期间,大脑消耗的葡萄糖大约只有一个人清醒时的一半。但是,如果睡眠节约大脑能量的想法是正确的,那么睡眠与大脑能量使用之间的关系并不简单。例如,缺乏睡眠时,大脑中对能量的消耗并不是平均的,而是在某些部位增加,在某些部分减少。另一个理论认为,睡眠可以让大脑清除清醒时产生的有毒物质。大脑消耗身体能量的巨大消耗者,这意味着它也产生大量的废物。最近的一些研究表明,睡眠是大脑自行清洁的时间。还有理论认为,睡眠在大脑的连通性和可塑性中起着重要的作用。可塑性与学习记忆有关。尽管目前还不清楚到底是怎么回事,但是大量证据表明,失眠会导致记忆问题,特别是工作记忆。