Khoa học thần kinh giấc ngủ
Chức năng ngủ

Chức năng của giấc ngủ và sự cần thiết của một quá trình như vậy đối với sinh vật; là những thứ mơ hồ trong giới nghiên cứu khoa học giấc ngủ. William C. Dement, nhà sáng lập nên Trung tâm Nghiên cứu về Giấc ngủ của Đại học Stanford, trải qua 50 năm nghiên cứu cũng như có đầy đủ tầm hiểu biết sâu rộng về lĩnh vực này, khi ông được hỏi những lý do vì sao con người phải ngủ, thì ông điềm nhiên trả lời rằng là: "Trong phạm vi kiến thức mà tôi có được, thì duy chỉ có một nguyên nhân giải thích cho sự cần thiết của ngủ đối với chúng ta thực sự, thực sự đến nỗi không thể chối cãi được đó là bởi vì chúng ta buồn ngủ." Khả năng mà giấc ngủ đã tiến hóa không chỉ để thực hiện một số chức năng nguyên thủy bản năng, mà còn phát triển và cải biến thêm nhiều chức năng sinh học hơn nữa theo thời gian (cũng giống như thanh quản là cấu trúc kiểm soát sự lưu thông của thức ăn và không khí, theo thời gian cơ quan này tiến hóa (di chuyển xuống cổ) để phát triển những năng lực ngôn ngữ).
Nhiều giả thuyết đưa ra nhằm giải thích chức năng ngủ, nhưng chỉ là phản ánh cái biết mang tính chủ quan và không hoàn toàn đúng. Trong khi một số chức năng ngủ đã được khám phá ra, thì nhiều chức năng liên quan khác lại chưa thể chứng minh được như vậy không thể thấu hiểu một cách trọn vẹn. Sớm có sự nảy sinh cho một vài ý tưởng rằng là hầu hết (nếu không muốn nói là tất cả) các đáp ứng của sinh vật đối với môi trường ngoài đã dừng lại trong quá trình ngủ. Ban đầu, người ta cho rằng việc ngủ chỉ đơn giản là cơ chế giúp cơ thể có cơ hội "nghỉ giải lao" và làm giảm đi sự hao mòn của các cơ quan. Những quan sát có được trong trạng thái ngủ sau đó, đã phát hiện ra rằng các hoạt động chuyển hóa vẫn diễn ra trong não với tốc độ chậm, dường như ngụ ý rằng có sự chuyển hóa xảy ra trong quá trình ngủ. Lý thuyết này không hoàn toàn đầy đủ, bởi các nghiên cứu sau đó chứng minh giấc ngủ làm giảm chuyển hóa cơ sở đến 15% (chứ không chỉ 5–10%). Cùng với sự phát triển của kỹ thuật EEG, thật đáng ngạc nhiên là hầu như các xung điện năng mô não nội sinh vẫn tiếp tục vận hành trong quá trình ngủ, dẫn đến khái niệm rằng chức năng của nó chính là tái tổ chức hay chuyên hóa các mạch nơron, hoặc là gia tăng sự nối kết giữa các nơron thêm vững chắc. Những giả thuyết như thế này hiện vẫn đang được khảo sát và đi tìm các chứng cứ xác thực. Người ta cũng đề ra những chức năng quan trọng khác của giấc ngủ đó là giữ cân bằng hệ thống hormone, điều hòa nhiệt độ và duy trì nhịp tim.
Theo như y văn nghiên cứu đã qua hệ thống bình duyệt về sự mất ngủ và các yếu tố cản trở giấc ngủ, trong đó những đối tượng tham gia nghiên cứu có thể đối mặt với các hậu quả tiêu cực ngắn hạn và dài hạn. Hậu quả ngắn hạn bao gồm có đáp ứng với stress tăng lên, và nảy sinh các vấn đề tâm lý xã hội, chẳng hạn như là tổn thương nhận thức, hiệu suất học thuật giảm và trầm cảm. Thực nghiệm đã chỉ ra rằng là ở trẻ em và người lớn khỏe mạnh bình thường, chính sự gián đoạn của giấc ngủ hay mất ngủ sẽ làm tăng hoạt tính giao cảm, điều mà được cho là có thể phá vỡ tâm trạng và hủy hoại nhận thức. Đặc biệt khi vấn đề tiến triển dài hạn sẽ làm rối loạn quá trình chuyển hóa, làm sụp đổ hệ cân bằng glucose máu hay thậm chí nghiêm trọng hơn là kết tập khối u và tăng nguy cơ ung thư.