生命就是一种学习过程，不单指人类，几乎所有动物都一样。在快速变迁的现代化社会，人们特别强调终身学习，就是对自己的生命负责。
学习关系到记忆，心理学中有很多关于记忆方法的论述，而睡眠一再被强调。历来学者在这一方面的研究颇多，如《纽约时报》（The New York Times）刊登比纳迪克·凯利（Benedict Carey，2007）的一篇专稿，论述很多睡眠对学习与记忆的影响。
一、记忆的光圈在睡眠中打开
（1）据2007年5月的一份研究报告称，美国哈佛和麦基尔大学（Harvard＆Mc Gill University）的研究人员利用需要运用大脑思考组合的游戏测验学生，多数被试研究这些组合测验约20分钟，即可轻松过关，即使在第二天再测也可以过关。不过，也有部分模糊不清的被试。研究人员指出，玩完游戏后上床睡觉的人在接受第二次测验时，比未睡者分数高出许多。这很明显地说明，睡眠中被试把醒时不清楚的地方想通了。
因此，人们对日常中的事物，遇到困难先冷静下来，稍晚再行思考，将会得到答案。学生在校时，对难解的数学或实验，当时无解，睡一夜后，说不定就会柳暗花明。
（2）柏克莱大学（Berkeley University）神经学家麦修·华克（Dr。Matthew Walker，2007）说，睡眠中人们会打开记忆的光圈，看得更宽广，许多这种洞察力，只有人们在进入睡眠时才会发生。
（3）一些神经科学家指出，睡眠至少有一项和学习以及记忆息息相关的重大功能。一连串以动物与人类为对象的实验发现，在储存重要记忆上扮演关键性角色者是睡眠，有些在醒着时看不见的关联，很可能在睡眠中看得出来。证据就在这里，婴儿睡着时，仍会做吸吮动作，闭上的眼睑也会颤动，仿佛眼球有它自己的生命。
二、不同阶段的睡眠处理不同的信息
（1）20世纪50年代初期，芝加哥大学的一群科学家在一个实验室里发现快速眼动期的睡眠状态后，将研究的重点移到认知的层面。最新的研究指出，不同的睡眠阶段，似乎各自处理某些特定形式的信息。如波士顿贝丝以色列女执事医院（Beth Israel Deaconess Medical Center in Boston）史提克高尔特实验室（Stickgold Lab Center）的麦修·塔克博士（Dr。Matthew Tucker）曾从事小睡片刻对词汇记忆的影响研究发现，睡过午觉，中间出现过缓慢波阶段睡眠，代表有过熟睡期的人，在做“明示记忆测验”（declarative memory test）时比没有睡午觉的人表现好。这种明示记忆测验要求被试必须记忆事实数据，如词汇组合等。
（2）一个健康的人，他的正常睡眠通常在20分钟后即可进入熟睡状态。研究显示，事实上早睡早起要比半夜两点才睡来得好。
研究显示，入夜较晚才会大幅出现的快速眼动期睡眠，在形态认知方面，如学习文法、下西洋棋等，显得格外重要。
（3）2003年，圣地亚哥大学（San Diego University）的萨拉·梅尼克（Sara Mednick）研究指出，参与实验的被试73人，上午9时进入实验室，学习辨认一系列具有特定结构的图形。下午2时，有些被试约睡了一个小时的午觉，其他人则未睡，晚上7时重做实验，结果是睡过午觉的一组表现较佳。在所有人均睡过一晚，次日上午再做测验时，午休过的一组得分高出许多。午睡时，这些人均有快速眼动睡眠与熟睡两种状态。梅尼克认为，有两种状态的午睡，在巩固记忆上，效果和夜间睡眠相仿。
第二阶段睡眠对人类学习只有另外一些影响。加拿大川特大学（Trent University in Canada）的卡莱尔·史密斯博士（Dr。Carlyle Smith）研究发现，一个人第二阶段睡眠的数量，与动作学习能力的进步程度有重大关联。
音乐家就有这样的体认，长久以来，在晚间练习时，老跟手指头过不去的一首曲子，常在早上练习时有如行云流水。
学习心理学早有结论：技能学习采用分段法优于集中练习，如跳高、跳远等都不是一蹴而就能达到高峰，都要经历漫长时间练习、休息和再练习。又如背诵一篇较长的文章，分段分节的部分法优于一气呵成的全部法，因为在分段分节期间获得充分休息，睡眠有利于这些学习与记忆。
（4）波士顿大学医学院（Boston University School of Medicine）神经医学家苏比莫·达塔（Subimal Datta）的研究侦测到快速眼动睡眠与醒时大脑的化学物质变化不同，快速眼动睡眠前，脑干的一小撮细胞即开始提高活化化学物质——谷氨酸的浓度，促进蛋白质合成和其他改变，以支持长期记忆的储存。
达塔说：“醒时，千百件事同时发生，图书馆是爆满的，我们不可能全部处理。”人醒着时，大脑会在人不知不觉中下意识地搜集许多有用信息。睡眠时，人们才会出现这种清除超载的特殊状态，这有助于储存重要信息。
科学家相信，很可能在快速眼动期睡眠中，大脑开始作混合、配对和寻找隐秘的联结，让整个世界变得合情合理。这可能是晚上睡得好才会有灵感的原因。据说，俄罗斯科学家门捷列夫（Dmitri Mendeleev）的元素周期表（periodic table of elements）就是睡眠中排列出来的（王丽娟，2007）。
三、睡眠不佳会影响智力表现
睡不好、睡不够。不但影响孩子生长发育，也可能影响其智力表现，智力是孩子学习的重要元素。台湾长庚医院心智科主治医师黄玉书（2007）发现，有一对双胞胎兄弟，罹患睡眠呼吸中止症的弟弟，智力测验就比哥哥少20多分，治疗改善后，成绩立刻赶上。
这对双胞胎兄弟就诊时约4岁，哥哥智力测验100分，弟弟只有76分，而且晚上睡觉不好，打呼、呼吸声音很大，睡觉时呼吸一顿一顿的，有中止现象。经治疗后，睡眠状况改善，白天精神也比较好，再做智力测验，竟从76分进步到98分。
四、补睡对记忆无补
研究指出，试图记忆一件新事物，30小时内睡个好觉，是为未来几周内能够很好地回忆起这件事物的前提条件。美国哈佛医学院的罗伯特·斯蒂克戈尔德教授进行的一系列睡眠研究指出，第一夜的睡眠就开始记忆巩固过程……睡眠是能使记忆深深扎入脑内的有效方法。如果允许被试者在记住一件事后的当晚睡个好觉，他就能比较容易记住这件事。但是，对于那些当晚不被允许睡觉的人来说，以后的睡眠，再也无法弥补因为当晚未睡好觉造成的损失。
斯蒂克戈尔德教授领导的研究小组，在布满水平条纹的计算机屏幕上设置3个闪烁1/60秒的倾斜条块，让24个被试识别这3个条块的指向。当晚，让一半被试睡觉，另一半不睡；在第二天和第三天的晚上，让第一晚两组被试都睡觉，以弥补他们之间在疲劳程度上的差异。
结果显示，第一天晚上睡觉的被试一致对上述试验有较好的记忆，另外的一组被试尽管第二、三天晚上补睡了，却没有显示出有较好的记忆改善的迹象。
德国吕贝克大学的科学家进行的另一项研究指出，记忆是在晚上的两个阶段储存起来的。第一阶段是慢波深度睡眠期，通常在上半夜；第二阶段是在噩梦期间，重要性仅次于第一阶段。当人没有上半夜的睡眠时，其记忆巩固程度几乎如同完全没有睡觉一样。
据2007年3月《科学期刊》的报道，科学家在研究睡眠如何影响记忆时发现，熟悉的香味能让沉睡的脑子把前一天学到的东西记得更牢，在学习时闻玫瑰，入睡后再闻到这种香味，能把记忆测验的成绩提高将近一至三成。
这项研究首次测验香味对人类入睡后的记忆的影响，了解睡眠中大脑如何处理新学到的东西，并加强其记忆的过程。
参与这项研究的科学家说，人在学习注意到特定事物时，如果受到某种刺激，脑部皮质会重新启动同一神经组织细胞，海马区则会据启动顺序记录回皮质层，因而加强这个记忆。
脑部的嗅觉管道比视觉或听觉管道更直接通向海马区。味道与记忆如此相连，并可能重新引发早已遗忘的喜悦、羞辱和其他往日记忆，原因可能在此。
德国的研究也显示，不同种类的信息，可能在不同的睡眠状态中纳入脑部记忆，如玫瑰香气并不能加强新学到的“弹手指顺序”的记忆。另外，在浅睡状态，玫瑰芳香对增强记忆似乎没有什么帮助。
五、睡眠中学习
人在睡眠中还能学习到新的知识，人之所以成为万物之灵，是因为人有一个超级容量的头脑，能容纳很多知识。大脑约3磅重，占我们体重的2%，却用到我们身体20%的能源。
科学家发现，假如你始终好学不倦，那你的大脑在一生中能贮存的各种知识，当可50倍于美国图书馆里的藏书，约可容纳5亿册书籍的知识，但一个人如果能加上夜间睡眠时的学习，他脑子所容纳的知识当不止5亿册书籍（熊纯生，1976）。
科学已经证实，一个健全人的大脑，就好比一座时钟一样，一分一秒也不会休息，尽管身体中某些器官在睡眠中已经停止活动，可是大脑始终在工作。但是，人也需要真正睡眠的时刻，而在此时他的学习系统并没有完全关闭，通常视人的心理动机和下意识是否接受外界的暗示而定。心理学家曾指出，人的学习系统即使在关闭状态，对外界的刺激仍有某种程度的反应，尤其是对他“最关切的刺激”，反应的程度会更强。例如，一位困倦的母亲在喧闹的环境里睡着了，尽管喧闹声不断，她始终不会惊醒，可是，只要睡在身边的婴儿轻轻地哼一声，她就会立刻醒来。
研究发现，睡眠学习效果如何，完全取决于一个人的睡眠清醒程度与心意集中状况。如果在睡眠中具有某种程度的清醒状态，而且心意集中，则睡眠学习将很有效。反之，如果睡眠学习不是他所关切的，虽未熟睡，但心意不能集中，则学习效果不会理想。
英国心理学家史塔克曾在伦敦创设睡眠学习学校，使学生在睡眠中学习建筑学、弹吉他、弹钢琴和唱歌剧。史塔克说，对于纠正有自卑感、失眠症、吸烟、酗酒以及增进自信心等与心理作用有关的现象，睡眠学习特具效果（熊纯生，1976）。
美国北卡罗来纳州立大学欧利荷教授曾将40位学生分成两组，每组20人，第一组在睡眠中用唱片教他们学15个英文生字，在一夜中教30遍。第二组则安睡不教，第二天一早，分组让他们认识这15个生字，发现第一组的20位学生，一会儿就能将这些生字完全默写出来（熊纯生，1976）。
睡眠学习所采用的方法，可利用录音机，将连接的喇叭放置在学习者的枕头下，然后在睡眠中或将要就寝时将录音机打开播放出所要学习的内容。声音不可太高或太低，略高于耳语，以能进入耳鼓又不吵醒为度。
睡眠学习会不会影响睡眠而有损健康？睡眠障碍医生对此持慎重态度，但心理学家则认为脑波的活动不可能停止，就如同做梦一样，是十分正常的现象，所以利用深睡来学习是一种很理想的学习方法，绝不致妨碍健康。大脑具有“用进废退”的特性，例如，盲人没有用其视觉皮质，在实验中已发现，盲人在读点字时，视觉皮质被触觉征召过去使用。正常人眼睛蒙住5天，就会改变他的视觉皮质，去做听觉、触觉方面的事。1999年，神经学家发现，管记忆的海马回的神经细胞会长出新的神经元，大脑会不停地因外界需求而改变内在神经回路的连接（洪兰，2009）。由此可见，睡眠中的脑细胞会随着外界的刺激而转移，在睡眠中学习是一件可能的事。