محققان متوجه شدند که کمبود خواب باعث می شود سلول های مغز نتوانند به شیوه مؤثری ارتباط برقرار کنند و در نتیجه می تواند منجر به وقفه های ذهنی موقت شود و همین امر بر حافظه و ادراک بصری اثرگذار است. به عبارت دیگر، این یافته ها از اینکه جرا بی خوابی شبانه فکر کردن و تمرکز کردن در روز بعد را دشوار می کند سرنخ های خوبی به دست می دهد.
به گفته یکی از جراحان مغز و اعصاب دانشگاه کالیفرنیا «یکی از کشف های ما این بود که محروم کردن بدن از خواب، توانایی عصب ها را برای عملکرد صحیح از بین می برد و این امر راه را برای وقفه های شناختی در چگونگی دریافت پیرامون ما و واکنش نشان دادن به آن باز می کند.» محققان برای مطالعه اثرات کمبود خواب، 12 بیمار را که دچار صرع بودند و الکترودهایی به مغزشان متصل بود بررسی کردند. این الکترودها به محققان امکان رصد کردن صدها سلول مغز را می داد.
در این مطالعه افراد مجبور بودند که تمام شب را بیدار بمانند تا در این مدت محققان بتوانند فعالیت مغز آنها را به هنگام انجام وظایف معین اندازه گیری کنند. کارهایی مثل گروه بندی کردن عکس هایی از چهره ها، مکان ها و حیوانات با سرعت هرچه تمام تر. هر تصویری منجر به تولید الگوهای مجزایی از فعالیت الکتریکی در نواحی خاصی از مغز می شد. به ویژه آنکه محققان بر فعالیت سلولی در لوب گیجگاهی تمرکز کردند که وظیفه تنظیم ادراک بصری و حافظه را بر عهده دارد.
نتایج نشان داد که هرچه بیماران خسته تر می شدند گروه بندی کردن آن تصاویر سخت تر و سرعت سلول های مغز آهسته تر می شد.در واقع برخلاف واکنش سریع عصب ها در شرایط عادی، پاسخ های آنها آرام تر شد و نقل و انتقال آنها مدت زمان بیشتری طول کشید. علاوه بر این، محققان متوجه شدند که کمبود خواب بخش های بیشتری از مغز را درگیر می کند. وقوع این پدیده یعنی ناحیه های خاصی از مغز بیماران درحال چرت زدن و دچار نسیان ذهنی است درحالی که بقیه مغز بیدار و فعال است.
از سوی دیگر، این یافته ها نشان می دهد که کمبود خواب می تواند با توانایی عصب ها در مغز برای کدگذاری اطلاعات و ترجمه ورودی های بصری به افکار هشیار مداخله کند. برای مثال وقتی یک راننده کم خواب، فرد پیاده ای را می بیند که جلوی ماشین او در حال قدم زدن است مدت زمان بیشتری برای آن راننده طول می کشد تا بفهمد درحال دیدن چه چیزی است، زیرا این عمل در مغز بسیار خسته او کند انجام می شود.