Trong thế kỷ 20, khi sự hiểu biết về hoạt động của não bộ ngày càng phát triển, đã có nhiều giả thuyết sinh lý học thần kinh về giấc ngủ. Các giả thiết đầu tiên cho rằng sự ức chế là một trong các tác nhân chính. Nổi bật trong các giả thuyết này là quan niệm của Pavlov về “sự ức chế vỏ não”. Ông nhận định giấc ngủ là hệ quả của các ảnh hưởng ức chế phát sinh ở vỏ não. Các nghiên cứu sau đó đã chuyển các khu vực ức chế như vậy xuống phần dưới của não bộ và cũng chỉ ra rằng các khu vực kích thích chủ động cũng đóng vai trò quan trọng.
Ngày nay, khi được hỏi, chúng ta đa phần sẽ trả lời rằng chức năng của giấc ngủ là để nghỉ ngơi và hồi phục. Theo trực giác, nhận định này là đúng. Khi đi ngủ chúng ta cảm thấy mệt mỏi, kiệt quệ và khi tỉnh dậy sau một đêm ngủ, chúng ta thường cảm thấy khỏe khoắn, tràn đầy năng lượng. Tuy nhiên, nhận định rằng giấc ngủ chỉ để nghỉ ngơi và hồi phục lại quá đơn giản để có thể trở thành chức năng duy nhất của ngủ. Những câu hỏi còn lại bao gồm cái gì được phục hồi và tại sao giấc ngủ lại là phương pháp duy nhất hoặc tốt nhất để phục hồi điều đó. Chức năng phục hồi có thể là một phần của lý giải, nhưng chỉ là một phần.
Trong quá trình khám phá chức năng của ngủ, chúng ta hay xem xét lại một cách ngắn gọn các đặc trưng đặc biệt của giấc ngủ (theo Rechtschaffen, 1998). Giấc ngủ:
- Xuất hiện ở tất các các loài động vật có vú, các loài chim, và thậm chí cả bò sát; giấc ngủ cũng có thể xảy ra ở một số hoặc tất cả các loài lưỡng cư, cá và các loài động vật không xương sống.
- Không thể thay thế bởi trạng thái nghỉ ngơi khi đang thức
- Mang tính nội môi – sự thiếu hụt sẽ dẫn đến hồi phục
- Mang tính nhịp điệu – giấc ngủ thường diễn ra vào các thời điểm thường xuyên trong mỗi 24 tiếng
- Dẫn đến các thay đổi về thể chất và tâm thần mà không thể phát sinh dễ dàng bằng các phương thức khác
- Là thời điểm giảm ý thức với sự giảm tương tác đối với môi trường bên ngoài
- Được sản sinh một cách chủ động bởi não bộ
- Có hai thành phần cấu thành riêng biệt được thay đổi trong các loài động vật có vú
- Có sự phát triển đồng nhất giữa các loài động vật có vú
Về cơ bản thì giấc ngủ có phản ứng đối với những điều đã diễn ra trong ngày. Một số hoạt động khi thức đã được chỉ ra là có gây ảnh hưởng đến giấc ngủ, ví dụ như sự thay đổi nhiệt độ cơ thể như khi tập thể dục hoặc tắm nước nóng, hoặc việc tăng hay giảm trọng lượng cơ thể. Một phần cũng không kém quan trọng là các hoạt động khi thức không gây ảnh hưởng hoặc ảnh hưởng ít tới giấc ngủ. Trong số đó bao gồm thể dục, tăng tốc độ trao đổi chất, nghỉ ngơi trên giường kéo dài, kích thích giác quan mạnh
mẽ, thiếu cảm giác và các hoạt động kích thích tinh thần. Chắc chắn các ảnh hưởng của các hoạt động khi thức không hẳn là lý do vì sao chúng ta ngủ. Thay vào đó, giấc ngủ có vẻ là một nhu cầu riêng biệt. Trên thực tế, điều nhất quán nhất trong việc thiếu ngủ là trạng thái này sẽ làm tăng nhu cầu được ngủ và những điều xảy ra khi ngủ.
Một trong những quan điểm cổ đại và mang tính trực giác nhất đó là giấc ngủ là để hồi phục cả thể chất lẫn tinh thần. Khoảng thời gian đó dường như là khoảng lặng khi cơ thể có vẻ có thể đảo ngược lại mọi sự lão hóa khi thức giấc. Chúng ta cảm thấy mệt mỏi khi không được ngủ hoặc ngủ không đủ.
Trên thực tế, giấc ngủ có thể đã tiến hóa từ việc nghỉ ngơi giữa các hoạt động của các loài động vật. Có khả năng hình mẫu hoạt động này cho phép cơ thể đạt trạng thái nghỉ ngơi tốt hơn và thậm chí giúp tái tạo các mô và nội tạng đã bị lão hóa trong quá trình thức giấc.
Các nhà nghiên cứu giấc ngủ tự tin rằng giấc ngủ có một chức năng hồi phục nào đó bởi có sự hiện diện của một nhu cầu được ngủ ở tất cả các loài động vật cấp cao, sự thiệt hại khi bị thiếu ngủ và sự phản hồi sau khi thiếu ngủ. Càng thiếu ngủ thì tỉ lệ hồi phục khi ngủ bù càng cao. Mặc dù vậy, cần có sự nối tiếp liên tục khi ngủ để giấc ngủ có thể mang tính hồi phục. Ngoài ra, các nhà nghiên cứu còn khá chắc chắn rằng mức độ hồi phục cần thiết và đạt được có tỉ lệ với các hoạt động cơ bản khi thức giấc, và sự hồi phục diễn ra ở cấp độ tế bào hoặc mạch não.
Ngoài việc là một khái niệm trực quan, ý niệm về việc ngủ là để hồi phục cũng được hỗ trợ bởi thực tế rằng một số loại hormone chủ yếu được tiết ra trong giai đoạn đầu của giấc ngủ. Các hormone sinh trưởng được tiết ra ở mức độ cao nhất ở trẻ nhỏ ở lứa tuổi đang phát triển khi đang ngủ và chỉ xuất hiện vào giai đoạn đầu của giấc ngủ đối với người lớn. Nồng độ các hormone đồng hóa (prolactin, leutenizing liormone, testosterone) cũng là cao nhất khi đang ngủ. Trái ngược lại, các hormone dị hóa như corticosteroid thường có nồng độ thấp trong các giai đoạn ngủ bình thường.
Như vậy, có thể thấy có rất nhiều tác nhân có thể ảnh hưởng tới giấc ngủ và vai trò của giấc ngủ là cực kỳ quan trọng ảnh hưởng tới sức khỏe con người trong sinh hoạt nói chung và hiệu quả công việc nói riêng. Hiểu thêm về giấc ngủ dưới góc độ khoa học giúp chúng ta coi trọng giấc ngủ và không chủ quan khi thiếu ngủ ở độ tuổi còn trẻ. Đôi khi người trẻ rơi vào trạng thái phải chọn lựa giữa việc giảm bớt thời gian ngủ để hoàn thành công việc và việc ngủ đủ giấc để đạt hiệu quả công việc. Đó là bài toán nan giải làm sao để cân bằng giữa cuộc sống – công việc.
