哺乳动物为什么需要睡眠，它们睡眠不足也会“补觉”吗？
动物为什么需要睡眠？
动物的睡眠一般是在两种不同的状态之间切换。第一种称为慢波睡眠，特征是整个大脑中同步发生的长而起伏缓慢的电波活动。另一种则是快速眼部活动睡眠，特征是急剧的大脑活动，跟清醒时的脑电图差不多。它的外部表现也很明显：眼球快速活动，肌肉则处于几近麻痹的状态。在进化过程中，快速眼动睡眠在爬行动物、鸟类中已经开始出现，而普遍存在于哺乳动物。
传统观点认为，睡眠的作用是为了休整、补充机体的能量，或是为了修复大脑神经中枢的连接，现在许多研究人员更乐意承认睡眠有多种作用。最新的研究还认为，睡眠不仅仅是一个休整和恢复的过程，而且在大脑处理信息、分类和存储记忆甚至创造性思维中起着重要作用。实验表明，快速眼动睡眠对重新组织及前后对照我们的记忆至关重要；而慢波睡眠期在强化我们的记忆方面发挥着更大作用。
研究表明，鸟儿的确能够在夜晚入睡时，“回放”白天学习鸣唱的情况，可以解释为它们在主动“温习”功课，也可解释为它们担心完不成课程，所以要“加加班”。人类更是常常有这种情况：当在面对难题时，如果将问题留到第二天睡醒后解决，往住会找到更好的解决方案。
这个问题的答案在于我们的大脑在我们安睡时仍在隐秘活动。在睡眠的不同阶段，我们的大脑会将思维与经验拼凑起来，然后以颇有条理的方式将它们归档，使我们获得更清晰的记忆，并最终做出更明智的判断，所以我们“一边睡觉，做梦；一边学习，记忆。”
“瞳睡虫“当真存在吗？
在动物体中究竟是哪种物质对睡眠行为起决定作用呢？
以前，人们一直认为存在着类似“瞌睡虫”的物质，称它为“睡眠素”。科学家曾经多次对狗的血液进行实验，试图分离出确切的“睡眠素”物质，但均遭失败。到20世纪中期，这项研究被搁浅了。近年来，睡眠素学说东山再起，并取得连续性突破。事实上，科学家已找到了好几种不同结构的“睡眠素”，它们在睡眠过程中所起的作用也不相同。
现在，科学家已经知道，大脑中至少有3种物质——复合胺、肾上腺素和组胺含量水平的上升和下降对睡眠过程有影响。它们下降会引起身体的困倦感，它们上升则会清醒。科学家曾一度认为，这3种化学物质起的作用完全相同，但以患有频睡病的实验狗为研究对象的实验结果表明，这3种物质所起的作用各不相同。复合胺、肾上腺素作用于肌肉的伸缩和弯曲程度，以保证进入睡眠状态时身体不乱动，而组胺则控制何时醒来。
睡眠为什么要闭眼？
在睡眠时，动物身体机能的某些改变可能会帮助它们维持长时间的睡眠，使身体得到休息。例如，睡觉时，大多数鸟类、哺乳动物都会闭上眼睛，也就是说，在它们睡眠的时候，大脑的高级神经中枢受到了抑制，所以失去了对眼睑肌肉的控刺。由于在睡眠时，动物对外界环境的防备是有限的，而眼睛的作用是无与伦比的，闭上眼睛可以对它起保护作用。只有紧闭双眼才能隔断光线的刺激，神经系统才能得到安静的休息。此外，由于眼睛需要水分，闭上眼睛可以使它保持足够的湿润。
而且，在人或动物睡眠的时候，视觉中枢同样休眠了，即使睁着眼睛，物体在眼睛中的成像大脑也是无法感知的。正因为这样，虽然《三国演义》里的张飞睁着眼睛睡觉，可他还是被暗杀了。
此外，人及一些动物在睡眠时听力和嗅觉也会下降。这些交化的结果是，小的环境改变不会使它们从睡眠中醒来。一些身体反应，如打喷嚏或咳嗽也不会出现。这也许是由于鼻子和喉咙的敏感性降低了。
在快速眼动睡眠中(即做梦时)，某些醒着时认为是理所当然的身体机能可能会失去，特别是失去了调节体温的机能，即使所处环境太热，大脑也不启动降温机能；即使所处环境太冷，大脑也不启动升温机能。关闭这一身体机能，可能是为了在睡眠时储存能量而出现的进化。在快速眼动睡眠状态，大脑还向运动神经元发出信号降低其兴奋度，使许多肌肉麻痹。这种麻痹使我们感受到所做的梦，不论梦境多么兴奋，肌肉都一动不动。如果这一系统失灵，人或动物就会将梦中的动作表现出来，有时甚至造成伤害。
睡眠怎样被唤醒？
与此同时，动物的感觉器官还要保证在受到强烈外部刺激时能把它们叫醒。不少哺乳动物睡觉时，耳朵却像雷达天线一样在不断地转动，周围传来的细微声息都会通过它传入大脑。
就连它们耳廊边缘上的细茸毛也能感觉到外界的动静。很多食草哺乳动物的睡眠也是很浅的，它们对哪怕是很小的危险都很警觉，并能做出迅速而强烈的反应。对大象的观察表明，它们在睡眠中对来自同伴的较大扰动毫无反应，但对它们所不熟悉的轻微声响却极为敏感。这说明，睡眠中的动物仍然保留着对环境刺激的辨别能力，而且对刺激的反应比苏醒时有更大的选择性。
人类在睡眠时同样存在“警戒点”。人在酣睡期问，整个大脑皮质处于抑制状态，但其中有某个不受抑制并处于兴奋的部位，通过这个“警戒点”，睡着的人就可以保持与外面的联系。其中，被动性的“警戒点”是通过外界的刺激而被唤醒的，自己本身并没有自动从睡梦中醒来；而主动性的“警戒点”不需外界的任何刺激或提醒，可以自动地从睡眠状态恢复到清醒状态。
生活中这样的事例很多，比如平日里习惯早晨6点钟起床的人，某日需要4点钟起床搭乘火车，那么他很可能不用闹钟也会提前起床。
科学家已经发现，大脑中含有化学物质“组胺”的脑细胞，可能对人从睡眠中自然醒来起关键作用。他们通过对患发作性睡眠的狗进行实验时发现，狗在发病进入深度睡眠状态时，产生去甲肾上腺素及血管收缩素的脑细胞都中断了工作，但产生组胺的脑细胞却仍保持“正常工作”，这种现象被认为，产生组胺的脑细胞活动可能与保持人或动物的清醒有关。
动物睡眠不足也会“补觉”
什么动物睡的时间最长？在我国三峡库区，曾在一座东汉古墓的陶罐里发现了一只活蟾蜍，它已经沉睡了上千年。而苏联地质学家在冻土中发现的两栖动物——西伯利亚鲵，则已经在－10℃的低温条件下，在7米深的冻土里沉睡了将近5000年！
相反，在自然界里虎鲸和宽吻海豚的幼仔可以在出生后一整月不睡觉，同样不睡觉的还有看护它们的虎鲸妈妈和宽吻海豚妈妈。这是为了适应生存环境，避免在它们睡觉的时候受到伤害而形成的特殊生活习性。
雄牲帝企鹅在整整3个月的孵卵期内也可以不睡觉。一种北美洲的鸣禽每年从其夏季栖息地阿拉斯加迁徙到加利福尼亚，长途飞行4500多千米，它们在迁徙时几乎一直醒着。人最多可以多久不睡觉呢？
曾经一个英国人经历11个不眠不休的昼夜后，终于合上双眼，进入梦乡。尽管他未能刷新世界纪录(比现有纪录少了10个小时)，但其行为仍令世人惊讶不已。
不过，对于普通人来说，睡眠不足的后果还是比较严重的，这会使“生物钟”的活动规律受到破坏，首先会导致抑郁症，如烦躁不安，郁郁不乐，眼睛刺痒和灼痛，视线模糊，食欲大增，容易疲倦，丧失幽默感，不愿交往，交得易怒……等等。
长期的昼夜颠倒会造成人体生物钟紊乱，使有抑制前列腺癌细胞增殖作用的褪黑激素分泌量下降，也更容易患上心脏病、抑郁症及乳腺癌等。严重的睡眠不足，还会导致死亡。动物也是如此。在实验室里，如果长时间不让老鼠睡觉，接受实验的老鼠就会死亡。
因此，动物在睡眠不足时也会“补觉”。夜晚被打扰后，鱼类都喜欢唾个懒觉。大雁等候鸟在迁徙的时候由于要“赶路”，虽然睡眠时间减少了，但是它们中途也要停下来休息，打个吨。就连实验室里的果蝇，如果被研究人员“吵醒”，它们也会在随后的几天通过多睡一会儿的方法来弥补，这种情况与人完全一样。