睡眠在記憶與學習中佔有很重要的角色，過去的研究大多從間接觀察中，得到兩者的相關性，但大腦裡面到底發生甚麼事，沒有人看到。
最近美國神經科學家與生理學家，以雷射掃描式顯微鏡觀察老鼠的大腦，發現睡眠能促進大腦間細胞的連結，第一次從生理實驗證實睡眠與記憶的關係。
紐約大學（New York University）研究人員讓老鼠在跑滾輪上運動，在跑動過程中必須完成不同任務，之後讓這群老鼠休息，但其中一部分的老鼠睡眠受到干擾，另外一部分則有良好的睡眠品質，接著再以顯微鏡檢視老鼠的大腦。
結果發現，得到充分休息的老鼠，大腦內神經元連結加強，傳遞神經訊號的樹突棘（dendritic spine）形成，並隨著稍早前不同任務長出不同圖案，這些生理作用發生在非快速動眼期（non-rapid eye movement stage），同時，在任務過程中處於活動狀態的神經元，也重新被激活，穩定形成新的樹突棘。
這種爆發性的成長甚至持續到老鼠醒來，運動皮層中約有 5%的樹突棘在醒來後 8~24 小時間長出，研究人員表示，之前的研究證實這些新長出的樹突棘，約有 10％在往後幾個星期到幾個月間都還能繼續維持。
目前這項研究已刊登在 Science 期刊，它強調睡眠對學習與記憶的重要性，因此不需要認為睡覺是浪費時間的事，其實睡眠幫你把所有「關鍵的接點」都建立好。
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