重點提要
■許多研究發現，一夜好眠與好心情、良好記憶力與學習能力都有關係，一般人應該都有經驗。
■過去20年來，越來越多的實驗發現，睡眠機制會影響身體其他功能，包括內分泌激素的平衡與免疫系統的運作。
■儘管如此，研究人員仍無法解釋人類需要睡眠的根本原因，然而關於睡眠的不同生理功能，我們累積的知識已越來越多。
關於睡眠的必要性，最明確的證據來自1989年由美國瑞赫夏芬實驗室、目前任教於威斯康辛醫學院的艾佛森（Carol Everson）所發表的一項研究。艾佛森發現，睡眠完全受到剝奪的老鼠，會在一個月內全數死亡。事實上，她只要不讓老鼠進入睡眠的快速動眼期（rapid eye momvent, REM），就會出現這種致命的結果。但是1/4個世紀之後，研究人員仍無法解釋為什麼缺乏睡眠的老鼠會死？接下來幾年，一連串的實驗只能排除某些死因，例如老鼠並非因為壓力變大、消耗過多能量、喪失體內熱能調節功能或免疫系統失調而死。
剝奪睡眠致死，並不是只發生在老鼠身上，約30年前首度發現的「致死性家族性失眠症」（fatal familial insomnia），就是一種人類遺傳疾病，一如其名，患者會先出現持續失眠，最後導致死亡。1986年，義大利波隆那大學醫學院盧加瑞希（Elio Lugaresi）和馬杜利（Rossella Medori）所領導的研究團隊發表了一個研究案例，描述一位53歲男性在出現無法治療的失眠症狀後，數個月內死亡，而且他有許多兩代之內的親戚也都死於同樣的症狀。死後的病理解剖發現，這位病人大腦視丘中有兩個子區域有大量神經細胞消失。視丘位於中腦，大小如核桃，大致而言是感覺訊號傳入大腦時的轉運站。上述兩個子區域與情緒記憶有關，也與藉由腦電圖（EEG）在人腦睡眠時記錄到的「睡眠紡錘波」有關。
這類的視丘退化如何導致失眠或死亡，目前仍然未知。但是現在我們已經明白，這種退化會造成怎樣的傷害。1990年代初期，當時任職於美國凱斯西儲大學的馬杜利和同事發現，退化是由「普恩蛋白」這種結構異常的蛋白質所造成。普恩蛋白是羊瘙癢症和人腦出現牛海綿狀腦病（俗稱狂牛症）的元凶，只不過在致死性家族性失眠症中，普恩蛋白是透過遺傳機制傳給下一代，而非如其他兩種疾病是因為吃入環境中的普恩蛋白而感染。
幸好，沒有其他因為剝奪睡眠致死的人類病例（意外致死不算，例如司機因為睡眠不足而在開車時睡著，導致車禍致命），但是我們也沒有看過人類可以數月不睡覺的案例。因此長時間剝奪睡眠致死的案例只有兩種：實驗室中睡眠受到剝奪的老鼠以及人類的普恩蛋白遺傳疾病，而這兩種狀況，我們都不知道真正的死因為何？
不過我們知道，失眠一整晚或部份失眠，就會影響身體各種功能，例如內分泌激素的活動以及對疾病的免疫力。有兩項研究檢視人體對肝炎疫苗的免疫反應，並顯示剝奪睡眠會對免疫系統造成巨大影響。
第一項研究是在2003年，一群大學生在早上接受了以不活化病毒製成的標準A型肝炎疫苗後，其中一半的學生在晚上正常睡覺，另一半學生則剝奪睡眠。剝奪睡眠的實驗組一直要到第二天晚上才可睡覺。四週後，研究人員測量受試者的血液樣本中，免疫系統接觸疫苗病毒後產生的抗體數量。一般而言，血液中有較多抗體代表對疫苗有較佳反應，對將來可能接觸到的病原體有較強的免疫力。結果發現，睡眠正常的對照組在四星期後的抗體濃度比實驗組高出97%
即使只有一個晚上剝奪部份睡眠，也會出現明顯的負面結果。在第二項實驗中，成人在六個月內接受了標準的三劑B型肝炎疫苗（必須重複施打疫苗才能產生完整的免疫反應）。研究人員讓每位受試者配戴一種類似手錶的行動偵測器，以記錄他們在家中的睡眠狀況。透過比較受試者在施打第一劑疫苗那週的平均睡眠時數，以及施打第二劑疫苗後的抗體濃度，研究人員發現，每多睡一小時，抗體濃度就會增加56%。施打第三劑疫苗的六個月後，那些施打第一劑疫苗那週平均每晚睡眠時數少於六小時的受試者，體內出現低濃度抗體的比率，比對照組高出七倍，其抗體濃度之低，幾乎可以說對B型肝炎毫無免疫力。
「睡眠不足會破壞內分泌功能」的扎實證據，來自於史派格（Karine Spiegel）的一組實驗。當時她在芝加哥大學與梵高特（Eve Van Cauter）共同做研究，在一項實驗中，他們要求11名健康年輕男性每晚只睡四小時，五天過後，他們體內胰島素移除血糖的能力下降了40%。在另一項實驗中，史派格和同事以類似方法限制了12名男性連續兩天的睡眠，結果發現，受試者血液中的飢餓素（可以刺激食慾的一種激素）濃度上升了28%，同時，另一種稱為瘦身素（可以透過刺激大腦來抑制飢餓感）的激素濃度則下降了18%。毫無意外地，這些睡眠受到剝奪的男性受試者主觀回報的飢餓程度平均上升了23%。
整體來說，這些人體生理學的研究顯示，睡眠不足會導致體重增加。目前至少有50項研究支持這個理論：有好幾項研究發現，6~9歲的孩童如果睡眠少於10小時，肥胖的機率就會上升1.5~2.5倍。成人如果睡眠少於六小時肥胖的機率也會上升50%。也有研究顯示，睡眠不足可能會導致第二型糖尿病。
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