שעון ביולוגי
הקשר בין השעון הביולוגי לבין שינה ותפקוד במערכת החינוך

לאורך השנים עסקו מחקרים שונים באופן בו השעון הביולוגי של תלמידים במערכת החינוך קשור לשעות השינה שלהם ולתפקודם בבית הספר, בין השאר בשל השלכות יישומיות שונות כגון קביעת שעות הלימוד והשינה האופטימליות. מחקרים מוכיחים כי קיים קשר ישיר וחיובי בין מספר שעות השינה של תלמיד, לבין יכולתו לקלוט ולעבד מידע המועבר אליו במהלך יום הלימודים. יתר על כן, חסר בשעות שינה הוא בעל השפעה שלילית גם על ההתנהגות החברתית של התלמיד, כלומר על האינטראקציה שלו עם מוריו ועם חבריו ללימודים.
קיימים שינויים התפתחותיים בשעון הביולוגי הפנימי המשנים את דפוסי השינה והערות בקרב בני נוער. למשל, ילדים בגיל ההתבגרות חשים צורך לישון בשעה מאוחרת יחסית בלילה, וממשיכים להיות עייפים לאחר השכמתם עד שעה מאוחרת יותר בבוקר. מחקרים הראו שבמהלך גיל ההתבגרות קצב הגוף נמצא במצב של מעין "אתחול" ומסמן לבני הנוער ללכת לישון מאוחר ולקום בשעה מאוחרת בבוקר; זאת מכיוון שהורמון המלטונין מופק בגיל זה מאוחר יותר בשעות הלילה מאשר בקרב ילדים ומבוגרים. שינויים אלו בקצב הגוף לא עולים בקנה אחד עם הדרישות האקדמיות הרבות הניצבות בפני המתבגרים, שאמורים להתחיל את יום הלימודים בבית הספר מוקדם בבוקר. בנוסף, ישנם תחומים נוספים בהם מתבגרים לוקחים חלק פעיל, כגון ספורט, עבודה, פעילויות חברתיות והתנסות בפן הרומנטי; פעילויות אלה מפחיתות את זמן השינה של המתבגרים וגורמות לחסך מצטבר של שינה החיונית להתפתחותם התקינה.
עיכוב השינה של המתבגרים הוא תהליך ביולוגי טבעי אשר מאפיין את אוכלוסיית המתבגרים, ואינו דומה לדחיית שינה לא-רצונית של מתבגרים ומבוגרים הנחשבים "ציפורי הלילה" ומתאפיינים בעיכוב משמעותי אף יותר של שעת ההרדמות. מכיוון שבית הספר פעיל משעות הבוקר המוקדמות, ניצבים קשיים בפני מורים ותלמידים המאופיינים כ"ציפורי לילה", שמובילים לירידה ניכרת בתפקוד הבית-ספרי. לפיכך נראה שחשוב לאפשר לתלמידים ולמורים אלו להתחיל את יום הלימודים מאוחר יותר, כדי לאפשר ניצול יעיל יותר של משאבי בית הספר ללא צורך בהקמת בתי ספר נוספים או הקצאת משאבים נוספים. בנוסף, ההכרה בעייפותם של התלמידים בשעות הבוקר המוקדמות תאפשר למורים להתאים את המשימות הלימודיות, תוך התחשבות והכרה ברמת הריכוז והתפקוד של תלמידים אלו.
במחקר שנערך בקרב תלמידי כיתה ח' בישראל, נמצא כי חסך שינה פוגם בתפקוד המוחי של בני הנוער. בניסוי החלה כיתה אחת את יום הלימודים בשעה 7:30 והאחרת החלה שעה מאוחר יותר. לאחר שבוע נערכו מבחנים קוגניטיביים שתוצאותיהם הראו בבירור כי לשעת התחלה מאוחרת יש השפעה מיטיבה על יכולת הקשב והריכוז.
בני נוער זקוקים לתשע שעות שינה בממוצע ביממה. בפועל, הם ישנים במהלך השבוע מספר שעות שינה נמוך יותר ממה שהם נזקקים לו, ומשלימים זאת במהלך סוף השבוע. נראה כי מדיניות "שעת האפס" המונהגת בבתי הספר התיכוניים ברחבי הארץ גורמת לאיבוד שעת שינה נוספת, החשובה להתפתחותם התקינה של מתבגרים. חסך זה של שינה עלול לפגוע ביכולתם הרגשית וההתנהגותית, למשל פגיעות לדיכאון וחרדה, עצבנות והיפראקטיביות, וכן ביכולתם הקוגניטיבית, למשל ירידה ביצירתיות, זיכרון והיכולת להתמודד עם משימות מורכבות. אלו עלולים לפגוע בתפקודם האקדמי בבית הספר. השפעה נוספת על שעות השינה קיימת למרחק מגורי התלמיד מבית הספר ומידת ניידותו (תלמיד שגר במרחק ניכר מבית הספר צריך לקום מוקדם עוד יותר על מנת להגיע בזמן לשעת האפס).
בשנת 2003 ביטל משרד החינוך את שעת האפס בתיכונים, בעקבות תוצאות מחקרים בארץ ובעולם שהצביעו באופן חד-משמעי כי משך השינה ואיכותה הם מרכיבים קריטיים בהתרעננות ותפקוד קוגניטיבי בבית הספר, וכן כי עייפות וחוסר ערנות עלולות לסכן את התלמידים במעורבות בתאונות דרכים. חרף החלטת משרד החינוך, ישנם מספר לא מבוטל של בתי ספר שלא אוכפים את החלטת חוזר מנכ"ל בנושא זה, ומאלצים את התלמידים להגיע בשעה שבע בבוקר.