據說在睡眠的基礎研究中有兩個巨大的謎團。

第一個是「為什麼一定要睡覺？」，第二個則是「什麼是睡意？」。

​​●為什麼一定要睡覺？​ 

我們會透過睡眠，定期讓大腦進行保養，但「睡覺就是休息」的想法或許不正確。

​​原因就在於大腦在睡眠中依舊會繼續活動。如果觀察睡覺時的「大腦皮質」神經細胞活動，就會發現這些細胞的動態和我們醒著的時候幾乎沒有差異。正因為腦細胞會持續活動，因此無法說睡眠就是「讓大腦休息」。

​​順帶一提，地球上擁有神經系統的動物都會睡覺。

由於睡眠中會失去意識並切斷與外界的連結，所以睡眠會讓野生動物暴露在極度危險的狀態。當然，人類也不例外。如果出現不需要睡覺的動物，那麼牠在生存上必定會有壓倒性的優勢，不過至今尚未發現有這種動物存在。

也就是說，我們可以推測睡眠的必要性是遠遠高於睡眠中可能遇上的風險。但「為什麼一定要睡覺？」這個問題，至今尚未有明確的答案。​ 

​​●什麼是睡意？ 

當我們醒著的時候，大腦會不斷計算「目前已經醒著多久」。雖然有個人差異，但一般大約是在起床後14小時至15小時左右就會開始想睡覺。

不僅如此，我們的大腦還會計算過去幾天以來累積的清醒時間（醒著的時間）。一旦清醒時間的累積量變多，我們就會產生睡意。

如果要消除睡意，除了睡覺以外別無他法。有別於勞累時只需要躺下來不動就能逐漸消除疲勞，睡意除了當下睡覺之外，絕對沒有其他辦法能消除。​ 

然而，睡意的機制具體上是在大腦的何處以何種方式運作？大腦又是以什麼方式計算時間？研究人員目前尚未找出這些問題的解答。

​​順帶一提，在最新的研究中有學者提出假說，認為腦內蛋白質的化學反應「磷酸化」有可能就是產生睡意的過程之一。