许多人都经历过睡眠不足带来的影响：感到疲倦、烦躁，或难以集中注意力。睡眠对大脑的重要性可能超乎你的想象。
虽然入睡时看起来像是“关机”了，但大脑远非处于不活动状态。通过研究大脑电活动的模式，我们知道，睡眠期间，大脑会在两种主要模式之间循环：快速眼动（REM）睡眠和慢波睡眠。
慢波睡眠多出现在夜间前半段，其特点是大量脑细胞的电活动呈现缓慢节律（每秒发生一至四次）。随着夜晚推移，快速眼动睡眠所占时间越来越多。在快速眼动睡眠期间，我们常会做生动的梦，大脑呈现出与清醒时相似的活动模式。
睡眠时，我们的大脑在做什么？
睡眠有许多不同的功能。其中之一是帮助我们记住白天经历的事情。人们认为，快速眼动睡眠对情绪记忆很重要（例如涉及恐惧的记忆），也可能对程序性记忆（例如如何骑自行车）很重要。另一方面，人们认为慢波睡眠反映了所谓“陈述性”记忆的储存；这类记忆是对自身经历和所知内容的有意识记录（例如早餐吃了什么）。
我们还知道，经历会在睡眠期间在大脑中“重演”——这些经历的记忆就像电影片段，可以倒回再向前播放。重演发生在海马体的神经元中——海马体是与记忆密切相关的脑区——相关研究主要在学习走迷宫的大鼠身上开展。大鼠完成迷宫探索后休息时，大脑会重演它穿过迷宫的路线。重演有助于增强脑细胞之间的连接，因此被认为对巩固记忆很重要。
不过，记住早餐吃了什么真的那么重要吗？可能并不重要——这就是大脑需要有选择地保存记忆的原因。睡眠让大脑筛选记忆，忘掉一些事情，从而记住重要的内容。大脑可能通过“修剪”或“缩减”不需要的连接来做到这一点。
一种关于睡眠功能的主流理论——“突触稳态假说”——认为，睡眠期间，大脑中广泛发生连接减弱（这些连接称为“突触”）。
人们认为，这可以抵消清醒学习时连接整体增强的现象。通过修剪多余的连接，睡眠实际上为大脑“清空空间”，让我们第二天能够再次学习。干扰这一缩减过程有时会导致记忆变得更强烈（或许也更令人不快）。
睡眠对于维持大脑的最佳活跃状态至关重要；随着年龄增长，睡眠模式发生变化，或许正反映了这一点。婴儿和儿童的睡眠时间远多于成年人，这可能是因为他们正在发育的大脑需要学习更多，也在接触新的情境。
到了晚年，睡眠时间会减少，睡眠也变得更加碎片化。这可能反映了睡眠需求减少（因为学习减少），也可能是随着年龄增长，睡眠过程出现了问题。
睡眠还有助于大脑做一些“日常清理”工作。一项近期的小鼠研究发现，睡眠会清除大脑中的毒素，这些毒素在清醒时不断积累，其中一些与神经退行性疾病有关。睡眠期间，脑细胞之间的空间会增大，使有毒蛋白质得以排出。睡眠或许能通过清除这些毒素，帮助防止阿尔茨海默病等神经退行性疾病。
一晚没睡好会有什么后果？
充足睡眠对于我们清醒时的注意力和学习能力十分重要。睡眠不足时，我们无法专注于大量信息，也难以长时间保持注意力。我们的反应速度会变慢。解决问题时，我们也较难发挥创造力，或发现隐藏的规律。
睡眠不足时，即使你还醒着，大脑也可能迫使自己停止活动几秒钟。在这种“微睡眠”期间，你可能会在毫无察觉的情况下失去意识几秒钟。驾驶时困倦是机动车事故的主要原因之一；睡眠不足对大脑的影响与饮酒一样严重。睡眠不足还可能导致工作场所发生致命事故，这对轮班工作者来说是个重大问题。
睡眠对注意力和专注力的益处对儿童尤为重要：睡眠不足时，他们在课堂上常会变得过度活跃、扰乱课堂秩序。一项研究发现，连续数晚每晚只少睡一小时，就可能对儿童在课堂上的行为产生不利影响。
长期会有什么影响？
出于伦理原因，睡眠不足对人类的长期影响更难研究，但慢性睡眠障碍已被发现与一些脑部疾病有关，例如精神分裂症、自闭症和阿尔茨海默病。我们尚不清楚睡眠障碍是这些疾病的病因还是症状。
总的来说，现有证据表明，保持健康的睡眠模式是维持大脑健康和正常运作的关键。
