人為什麼要睡覺？
生理需求或生理構造上的原因是什麼？新增加的回答能不能再具體一點，再有說服力一點，再具有多一點來源？
此回答已被知乎日報收錄：真想有顆不睡覺也能連嗨三天的大腦，可惜時候還沒到
睡眠的主要功能是讓大腦休息和幫助我們記憶。
首先，很顯然，睡眠能幫助我們節約能量。
從進化的角度上來說，睡眠最開始可能只有一個簡單的功能，隨著演化的過程又不斷被賦予了新的使命。就好比當初手機是被發明用來打電話的，伴隨著科技的進步，我們逐步開始使用手機來拍照、上網、發郵件和聊微信等等。研究表明，睡眠不是具備大腦袋和複雜記憶的脊椎動物所獨有的，幾乎所有的動物都是需要睡覺的（圖1）。簡單如細菌也有著晝夜節律。因此，在睡眠的好處中，適用於最廣泛的物種的好處很可能就是其最原始的作用。
圖1. 不同動物每天的睡眠時長。一般來說，捕食者和睡覺時相對安全的動物的睡眠時間較長；在睡眠中可能遭到攻擊的動物睡眠時間較短[1]。
這個功能很可能就是保存能量。幾乎所有的動物都會在一天中的特定時間段表現出較高的效率。視力好的動物在白天更高效。而依靠超聲波生存的動物在夜晚更高效，更易捕捉獵物，而且不容易被天敵發現。睡眠時，哺乳動物體溫會下降1-2攝氏度，肌肉活動和腦力活動會大量減少，這能節省不少能量。在工作效率不高的時候睡眠可以幫助我們節約能量，這對在溫飽線附近掙扎的動物和原始人類是性命攸關的事情。在食物匱乏的季節，動物們會通過延長睡眠時間（甚至開始冬眠）來保存能量。
隨著進化的推進，某些物種擺脫了溫飽線的束縛，不再對終日為了填飽肚子而奔波，比如人類。甚至有人說睡一晚只能幫我們人類大約節省110卡路里，僅相當於一個熱狗麵包。那是不是說，我們每天只要多吃一個熱狗麵包，就可以不用睡覺了？很顯然，答案是否定的。這說明，除了幫助節約能量之外，睡眠對人類還有更重要的意義。
其次，睡眠能幫助我們修復身體和大腦。
為什麼如果睡眠被剝奪，我們的身心都會感到非常難受？因為睡眠有助於我們的身體和大腦進行自我修復。睡眠有助於身體健康，期間會促進蛋白質合成、細胞更新、生長激素的釋放和修復免疫功能等等。同樣，睡眠也有利於大腦清除代謝廢物，讓大腦更高效的運轉（圖2）。睡眠不足往往能給我們的身體和大腦帶來多方面的危害（圖3）。
圖2. 小鼠大腦中的細胞外（間質）空間是腦脊液流動的通道，會從清醒時的14％增加到睡眠時的23％，這允許大腦可以更快地清除代謝廢物和毒素[2]。
研究表明，在睡眠中，抑制性神經遞質GABA的釋放通常是增加的，如果睡眠被剝奪的話，GABA會積聚在神經元中[3]，並且會在覺醒狀態下大量釋放出來。覺醒時GABA釋放量增多通常會導致注意力功能的損害[4]。因此睡眠不足往往會導致我們的注意力渙散，會因此忽視很多重要刺激，比如遠處紅綠燈信號的變化。睡眠不足時工人發生事故、大學生學習成績不佳的主要原因之一。有人認為，在睡眠剝奪狀態下開車就如酒後駕車一般危險。
長期的睡眠紊亂會給我們帶來很多問題。比如在長期的太空旅行中，宇航員會感到抑鬱、易怒、警覺性下降、工作表現不佳。在南極工作的人，冬天睡眠也會很糟糕，並會感到抑鬱。一夜不睡就會激活人體免疫系統。似乎人體對睡眠剝奪的反應與對疾病的反應是一樣的。隨著睡眠剝奪時間的延長，人們會報告頭暈、震顫，並出現幻覺。
圖3. 睡眠不足會給身體和大腦造成廣泛而深遠危害。（圖片來自網路）
然而，個體對睡眠的需求存在差異。我們周圍有不少「夜貓子」，喜歡晚睡晚起。他們的大腦喚醒水平高於平均水平。研究表明，腺苷能在覺醒時不斷積聚，並引發睡意，在睡眠時則會被清理掉[5]。普通人通常比「夜貓子」更容易受益於咖啡因的提神效果。原因就是因為咖啡因作用機制是通過阻斷腺苷受體來提高覺醒度。
再次，睡眠能幫助我們鞏固記憶。
記憶的類型有很多，既包括陳述性記憶，也包括非陳述性記憶（詳見前文：記憶的分類及其理論模型）。可以說，記憶是我們應對複雜生存環境的基礎。睡眠不足的人的在記憶力任務中通常會表現不佳。相反，如果讓人先學習一些東西，然後馬上去睡覺，或者只是打個盹，他們的記憶通常都會得到提高[6]。因此給學生們的建議是：要在充分休息好的狀態下學習，睡前再做一些複習。
那麼睡眠是如何促進記憶的呢？研究表明，學習時的大腦活動模式會在睡眠期間「重放」（replaying）一遍，只不過速度更快一些（圖4）。並且，睡眠時這些腦區的活動水平與次日技能的提升高度相關[7]。在另一項有趣的研究中，被試的任務是記住幾個物體的位置。實驗組人群在充滿玫瑰香味的環境中做任務，對照組則在沒有香味的環境中做任務。晚上睡覺的時候，研究人員向實驗組被試呈現了玫瑰香味。結果，那些在記憶任務和睡眠中都問道玫瑰香味的人，記憶得到了提升。在被試清醒狀態下再次呈現玫瑰香味則不能帶來類似的效果[8]。這個結果表明，在睡眠中重現某些經歷有助於增強記憶。
圖4. 大鼠前額葉皮層中的神經元在學習任務時會一同被激活，並且在學習後的睡眠中也會再次被一起激活。圖中顯示，在學習後的睡眠中，神經元與神經元之間（神經元對）的交互相關性（cross-correlation）會呈現與學習過程中相似的模式[7]。這說明神經元可能在睡眠中 「重放」學習過的任務。（詳細分析請見之前回答：睡眠可以幫助大腦整理白天學過的知識嗎？）
睡眠促進記憶還可能與睡眠期間的紡錘波（慢波振蕩）有關。紡錘波是一種頻率為12-14Hz的腦電波，主要出現在第二階段睡眠中，代表了丘腦（腦內信息的中轉站）與大腦皮層（存儲記憶的部位）間的信息交換。在學習任務之後，老鼠和人類的睡眠紡錘波的數量都會增加[9]。並且，睡眠期間的紡錘波數量與非語言智力測驗得分有較高的相關性。也就是說，紡錘波還能預測智商。
圖5.睡眠期間發生的神經元的再激活、慢波振蕩和突觸修飾被認為與記憶的增強相關[10]。（詳見之前回答：睡眠可以幫助大腦整理白天學過的知識嗎？）
睡眠增強記憶的另一個機制就是清除不必要的神經連接。我們日常生活中的經歷會強化突觸連接（腦細胞與腦細胞之間的連接），進而促進記憶，這就是所謂的長時程增強現象（Long-term
potentiation，LTP）。但是，隨著年齡的增加，我們大腦中的突觸連接會越來越多，而大腦的容量卻不會增加。如果任由突觸連接不斷增長，我們的大腦可能會因為不堪忍受持續不斷的活動而「燒掉」。因此，大腦需要在增強某些突觸連接的同時會代償性地削弱其他不必要的連接。這種削弱的過程通常發生在睡眠期間[11]。在清醒狀態下增強突觸連接，在睡眠中削弱不重要的突觸連接，這兩種效果相得益彰。這可能是睡眠促進記憶的最主要原因。
最後，稍微總結和展望一下。
睡眠作為動物們普遍共有的一項生命活動，它的早期功能可能僅僅是為了幫助生命體節約能量。伴隨著進化的進行，物種遇到新的機遇和挑戰，「大腦」不斷演化，睡眠也不斷被賦予新的使命。對於人類而言，通過睡眠來保存能量可能已經不是那麼必要了，恢復大腦的狀態和幫助鞏固記憶已經變成了睡眠的主要功能。或許，隨著科技的進步，大腦的修復和記憶的鞏固等功能今後可能也會不需要睡眠來執行。到那時候，我們還需要睡眠嗎？
一個小問題：未來的人類，是不是只要吃一個熱狗麵包、插入一張記憶晶元，然後就可以不用睡覺了呢？
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參考文獻：
1. Kalat, J., Biological psychology. 2015: Nelson Education.
2. Herculano-Houzel, S., Neuroscience. Sleep it out. Science, 2013. 342(6156): p. 316-7.
3. Gvilia, I., et al., Homeostatic regulation of sleep: a role for preoptic area neurons. J Neurosci, 2006. 26(37): p. 9426-33.
4. Akerstedt, T., Altered sleep/wake patterns and mental performance. Physiol Behav, 2007. 90(2-3): p. 209-18.
5. Rainnie, D.G., et al., Adenosine inhibition of mesopontine cholinergic neurons: implications for EEG arousal. Science, 1994. 263(5147): p. 689-92.
6. Stickgold, R., et al., Visual discrimination task improvement: A multi-step process occurring during sleep. J Cogn Neurosci, 2000. 12(2): p. 246-54.
7. Euston, D.R., M. Tatsuno, and B.L. McNaughton, Fast-forward playback of recent memory sequences in prefrontal cortex during sleep. Science, 2007. 318(5853): p. 1147-50.
8. Rasch, B., et al., Odor cues during slow-wave sleep prompt declarative memory consolidation. Science, 2007. 315(5817): p. 1426-9.
9. Eschenko, O., et al., Elevated sleep spindle density after learning or after retrieval in rats. J Neurosci, 2006. 26(50): p. 12914-20.
10. Euston, D.R. and H.W. Steenland, Neuroscience. Memories--getting wired during sleep. Science, 2014. 344(6188): p. 1087-8.
11. Vyazovskiy, V.V., et al., Molecular and electrophysiological evidence for net synaptic potentiation in wake and depression in sleep. Nat Neurosci, 2008. 11(2): p. 200-8.
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東華君的知乎《文章目錄》
關於睡眠的重要性大多是通過發現睡眠不足的危害來證明的。
很多人都沒有意識到慢性病和睡眠不足有關，比如糖尿病、高血壓以及心臟病等等。有三種方式研究睡眠不足和疾病的關係。一是剝奪健康的受試者的睡眠，然後監測他們短期內可以導致疾病的身體變化，類似的研究表明睡眠不足會產生一系列害處，包括精神壓力增加，血壓增高，血糖難控制以及更多的炎症反應等等。
二是在大量人群中做問卷調查來獲得睡眠時間和某些疾病的關係，比如根據這種調查的結果，睡眠不足或者過度均和高血壓，糖尿病，肥胖有關。但是這種調查的因果性不好講，就是你不知道是疾病影響睡眠還是睡眠導致疾病。。。
最後一種也是最有說服力的，就是長期跟蹤開始是健康的人群，研究睡眠習慣和疾病的關係，睡眠不足可能會導致以下疾病：
- 肥胖 研究發現，每天睡眠少於6小時的人更有可能BMI超標，而每晚睡8小時的人BMI最低。睡眠和缺乏鍛煉以及暴飲暴食一樣，成為引起肥胖的重要因素。睡覺時我們的身體會分泌一些控制食慾、能量代謝以及葡萄糖加工的激素，睡眠不足會打亂這些激素的分泌。睡眠不足會導致皮質醇（一種壓力荷爾蒙）分泌增加，以及餐後胰島素分泌增加，胰島素可以調節血糖水平，促進脂肪合成。睡眠不足也會影響瘦素 (leptin) 的分泌，這種激素會告訴大腦「已經吃飽了，飢餓荷爾蒙 (ghrelin) 水平太高了」。
- 糖尿病 研究發現睡眠不足會影響血糖水平調節，導致II型糖尿病。一項短期的睡眠抑制實驗發現測試者睡眠從8小時變為4小時後身體加工處理葡萄糖的能力明顯下降。
- 心臟病和高血壓 研究發現，高血壓患者如果睡眠不足，第二天血壓就會增高。
- 情緒不穩定 如果前一晚沒睡，第二天會變得更加易怒。長期的睡眠不足會引起抑鬱、焦慮以及精神壓力
- 免疫力下降 動物試驗發現，睡眠充足的動物面對細菌感染時更容易存活。
- 壽命 通過對大量人口的調查發現，睡眠不足的人壽命大概比睡眠充足的人壽命短15%。
說了這麼多危害，再講講睡眠的意義。
- 節約能量 可能很多人不同意，因為我們現在是身處一個熱量超標的社會。但動物不是，以前吃不飽的我們也不是，生存下來的都是能量利用最大化的，睡眠可以減少能量消耗。
- 身體還原 睡眠時身體會自我修復，肌肉生長、組織修復、蛋白質合成以及生長激素的釋放都是發生在睡覺時。對大腦和認知功能來說，還原論同樣適用。清醒時，伴隨細胞活動，神經元會產生腺苷，腺苷會讓人產生疲勞感，睡眠時則會被清理掉。
- 大腦可塑 研究發現睡眠對大腦的可塑性至關重要。睡眠不足會影響我們學習、記憶的表現。學習與記憶通常可以用三個過程描述：獲得信息，信息的鞏固 (consolidation), 以及使用信息，也就是回想。信息的獲得與使用都發生在清醒階段，但是consolidation過程在睡眠時卻會發生。
我們為什麼要睡覺？
早在 2000 年前，醫學家蓋倫就試圖對睡眠做出一個解釋：當我們醒著的時候，大腦的動力——腦汁——會流出腦外，流到全身，然後讓身體活動起來；而當我們睡著的時候，身體的汁液會流回大腦，如此形成循環。這個解釋現在看起來雖然很荒謬，但卻意味著著，人類早在幾千年前就開始對睡覺這件事產生了好奇。
可惜的是，直到現在人類也沒能弄完全弄明白睡覺這件事，無法從科學的角度來正向解釋這個問題——我們為什麼需要睡覺，什麼時候需要睡覺。但是，在 2014 年，神經學家 Jeff Lliff 在一次名為《One more reason to get a good sleep》的 TED 演講里說到了一個實驗結論，解釋了「睡眠有什麼作用」，這在一定程度上解釋了睡眠的原因。
人體器官的持續運轉需要能量供給，遍布身體的血液循環系統就負責解決輸送營養的問題，利用血管傳送營養素和氧氣到全身的每個部位，給器官提供能量。在消耗完營養素之後，所有細胞也都會產生廢物，如何清理這些廢物？經過演化的淋巴系統負責解決這個問題，這套循環系統遍布全身，帶走細胞之間的蛋白質和其他廢物，相當於是一個「垃圾」清理系統。所以，這兩套系統就保障了器官的持續運轉。
但大腦是人體中一個特別的器官。大腦的能耗非常高，需要消耗全身能量的 20%-25%，雖然它只佔全身質量的 2%。大腦也是通過血液循環系統來輸送營養的，獲得能量供給。但是，大腦里沒有淋巴管，那麼問題來了，大腦所產生的廢物怎麼排掉？
好的，科普部分來了！
大腦裡面有一個巨大的「水池」，裡面充滿了乾淨、透明的液體，叫做「腦脊髓液」，學名 CSF（Cerebrospinal fluid），腦脊髓液充滿大腦，大腦產生的廢物會排到腦脊髓液里，然後跟著腦脊髓液一起流到血液里，把廢物排出。
但是，大腦里的液體和廢物，並不是隨便就滲透到腦脊髓液里的，而是通過一個特別的「開關」來控制這個過程，這個開關，很有可能就是睡眠。
Science 的一篇研究文章表明，在睡眠時，腦脊液更容易在腦內流動，因此人在睡覺的時候，可以高效清除大腦里的代謝廢物，讓大腦恢復活力。如下圖，黃色顯示清醒時的腦脊液分布，綠色顯示睡眠時的分布。
進一步研究發現，睡眠時腦內細胞間隙比清醒時更大，這意味著睡眠時腦脊液更容易進入腦內與組織間液進行交換。如下圖，同樣黃色代表清醒時，綠色代表睡眠時，波幅越大代表間隙越小。
所以，當我們睡覺的時候，大腦里的腦脊液便開始給大腦洗澡，洗掉積累了一天的代謝垃圾，這個過程一般需要持續 8 小時左右，正好符合人類最佳睡眠時間為 8 小時的說法。
所以，這個研究的結論就是告訴我們——睡眠是維持大腦運轉的必要條件，而大腦是維持生命運轉的必要條件。它通過探究睡眠的作用，告訴我們「不睡不行」。並且，當睡眠不夠，腦內的垃圾不能完全清除，就會積累到第二天，從而加重大腦的負擔，降低它的運轉的能量，而這種能量不足，表現在我身上就是無法集中注意力，無法思考。所以，當我們周末補覺的時候，就是在花更多的時間來給大腦定期做大掃除。
殘忍的睡眠剝奪實驗
科學家還嘗試通過反向邏輯的實驗來研究睡眠的作用，「如果不睡覺，會發生什麼？」於是，便有了睡眠剝奪實驗。
在這個試驗中，研究者把兩隻老鼠養在一個轉輪裝置中，用固定隔板隔開，並通過儀器和電腦程序持續監控老鼠的腦電波，並識別它們是否入睡。當實驗組老鼠的腦電進入睡眠狀態時，轉輪開始轉動，強迫實驗組老鼠醒來並隨著轉輪走動。而對照組的老鼠可以在實驗組老鼠清醒時自由睡眠。
結果就是，無法睡覺的老鼠吃的越來越多，體重卻越來越輕，時間長了，體溫也開始出現紊亂，整個能量代謝平衡被打亂、體溫維持和免疫系統維持都無法繼續，從而導致死亡。
跟上一個溫和的研究不同，這個實驗赤裸裸的告訴我們——不睡覺會死。
也有以人為實驗對象的睡眠剝奪實驗。當人持續 40 個小時不睡之後，會出現復視、耳鳴、皮膚針刺感等現象，並伴有輕度幻覺。當剝奪時間達到 120 小時，人就會頻繁產生幻覺，嚴重的則出現試聽障礙。
1965 年，17 歲的中學生蘭迪·加德納（Randy Gardner）在斯坦福大學睡眠實研究室工作人員監測下創造了 264 小時 12 分鐘睡眠剝奪吉尼斯記錄，此後考慮到有違健康原則，吉尼斯取消了對此類記錄的認證。
人類做過的最殘忍的睡眠實驗可能就是前蘇聯的「30 天不睡覺」實驗了。細節在這裡這我就不描述了，簡直殘暴，好奇寶寶自己去搜吧。
睡眠基因與精神疾病
隨著對睡眠研究的深入，科學家發現睡眠與精神疾病的發生非常相關。
既然大腦在睡眠時會清洗大腦排出的廢物，那麼都有哪些廢物呢？研究發現這其中包含一種叫作「乙型澱粉樣蛋白」的物質，這是大腦不斷產生的一種蛋白質。而阿茲海默症病患便無法正常清除乙型澱粉樣蛋白，它們會在患者大腦中不斷增加、聚集，囤積在大腦細胞之間的空隙。而這種乙型澱粉樣蛋白的不斷堆積，被認為是阿茲海默症的重要成因之一。
另外，在一些特定的精神疾病產生時，患者通常會提前表現出睡眠失調。比如，那些極容易患雙重人格的年輕人在診斷出雙重人格之前幾乎都已經有睡眠失常的表現。
睡眠神經科學家羅素·福斯特在 TED 演講《我們為什麼要睡覺》中提到：精神疾病和睡眠並不是簡單的直接因果關係，兩者是在腦部形成了生理上的連接——當那些能讓我們正常睡眠的重要基因發生變異時，人的心理健康也會更容易產生問題。但是，我們還不知道這些基因會在什麼情況下發生變異。
希望此刻看到文章的你們，今晚都能睡一個好覺。
本文出自張雨忻，來源極客公園。
謝邀～
關於為什麼我們睡覺，科學家們還沒達成一致的觀點。大概有幾十個不同的說法，Foster 提煉出了其中三個，一起來看。
1）「修復」說
一般來說，在白天我們用盡了自身所有精力，需要在夜間得到修復，更換，和重新生成。 這種假設這要追溯到2300年前的亞里斯多德時代。當時流行這種觀點的原因是人們發現只有在睡眠時，大腦內部的很多基因才會活動起來，而且這些基因與修復和新陳代謝的途徑相關聯。所以這就為這整個修復的假設觀點提供了證據。
2）「節約能源」說
這種假說認為，當你睡覺時，你是在保存熱量。但通過計算，這一點似乎很沒用說服力。因為如果你把一個晚上睡覺的人，與另一個熬夜但沒有做多少運動的人放一起比較，你會發現前者睡一晚上大約存了110卡路里熱量，也就是一個熱狗麵包的熱量。Foster認為，做了睡眠這樣一件複雜和必須的行為最後才換來一個熱狗麵包，實在是有點說不過去（不知道為什麼我餓了）。
3）「大腦處理和記憶整合」說
如果你在努力學習某項事物，但你的睡眠卻被剝奪了的話， 那麼學習這項事物的能力就被大大破壞。睡眠和記憶鞏固緊密相關。最重要的是，一晚上的睡眠會大大提升我們用新穎的辦法解決複雜問題的能力。
事實上，這帶給我們三倍的優勢！
睡覺增強了我們的創造力，在靜悄悄的夜裡，大腦中那些重要的神經連接將繼續加班加點工作，重要的突觸會連接在一起並得到增強，而那些不重要的東西會被弱化，顯得不那麼重要了。
如果不睡覺，你幾乎無法做成任何事情。但如今我們的社會卻拚命絕望地剝奪我們的睡眠。
數據表明，50 年代大多數人每晚睡 8 個小時左右。 現今，我們每晚少睡了 1.5～2 小時，也就是6個半小時.
對於青少年來說，為了大腦表現充分，其實他們需要睡夠9個小時，但事實上，很多青少年只睡 5 個小時。
大腦還會做一件事——沉溺於微睡眠：這是一種非自願性的睡眠，你根本無法控制它。微睡眠可能是致命的，據估計，31% 的司機一生中至少有一次在開車時睡著了。在美國，統計數字顯示驚人： 每年平均有 10 萬起高速公路上的交通事故與疲倦，放鬆警惕，和打瞌睡有關。
切爾諾貝利核泄漏事故、挑戰者太空梭失事都令人痛惜，而在隨後的調查中發現，由於輪班工作者延長的工作時間所造成的判斷力差、喪失警惕和疲倦是導致悲劇的主因。
發現了嗎？當你累了，缺覺了，你的記憶力變差，你的創造力降低，你容易衝動，你的整體判斷也會下降。
不睡覺或睡眠不足帶來的嚴重影響還不止以上提到的這些。我們需要認真對待睡眠。如果你有良好的睡眠，它能增加你的集中力， 注意力、 決策力、 創造力、 社會技能、和健康。 如果你入睡了，它能減少你的情緒變化，你的壓力，你的憤怒，你的衝動，也減少你喝酒和服用藥物的傾向。
作家吉姆·布契曾說： "睡眠是上帝。去崇拜它吧！」
我會建議我們都這樣做。
整理： @砍妹
武大心理學人，科普寫作者，戲劇實踐
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Sleep Drives Metabolite Clearance from the Adult Brain
Sleep: The Ultimate Brainwasher?
紐約羅徹斯特大學醫學中心的Lulu Xie、Maiken Nedergaard和同事給出了分子層面上的第一個直接的實驗證據，證明睡眠的基本功能是清除有毒的代謝產物。大腦在整個睡眠期間一直在進行自我清理，腦脊液充滿大腦通道，收集廢棄物。大腦可能無法同時清理有毒代謝產物和處理感覺輸入，而不睡覺則可能會對大腦造成傷害。
首先，要想了解睡眠，就要先了解覺醒。
人為什麼會醒著呢？（這是我比較關心的問題，畢竟我覺得睡覺是多麼舒服啊）
（一）覺醒狀態的維持
各種傳入衝動，經腦幹網狀結構（腦幹網狀結構是指在腦幹內除界限清楚、機能明確的神經細胞核團和神經纖維束外，尚有縱橫交錯的神經纖維交織成網，網眼內散布著大小不等的神經細胞胞體。）上行激動系統的傳導，並以乙醯膽鹼為遞質，使大腦皮層處於覺醒狀態。
圖1 軀體感覺傳導通路及脊髓橫斷面示意圖
A. 軀體感覺傳導通路； B. 感覺通路的脊髓橫斷面， S. 骶； L. 腰； T. 胸； C. 頸
圖2
由圖1看到感覺衝動的傳導通路：由外周感受器感受到刺激——傳入神經——丘腦（注意：丘腦是中轉站，對感覺進行分析、對比、綜合）——（腦幹網狀結構）（圖2）——大腦皮質
覺醒狀態可分為腦電覺醒（腦電波呈現快波表現）和行為覺醒（通常的清醒狀態下的各種行為表現）兩種狀態。它們的維持有不同的機制。動物實驗觀察到，單純破壞中腦黑質多巴胺遞質系統後，則動物在行為上不表現為覺醒狀態。對光、聲等新異刺激無探究行為，但腦電波仍可呈現快波的覺醒狀態。因此認為，黑質多巴胺系統對行為覺醒的維持有關。破壞藍斑上部的去甲腎上腺素遞質系統後，動物腦電的快波明顯減少，即腦電覺醒不能維持，因此認為藍斑上部的去甲腎上腺素遞質系統與腦電覺醒的維持有關。腦幹網狀結構上行激動系統的乙醯膽鹼遞質系統對上述作用起調製作用。
了解覺醒了嗎？反正我自己講的就暈暈乎乎的，主要是神經傳導包括各種遞質專有名詞感太強了，好吧，總結一句話：外界各種聲光電等的刺激，靠神經傳導到大腦，大腦產生了一種」化學毒品「（多巴胺、腎上腺素），然後你就興奮地睡不著覺。
OK，讓我們來看睡眠：
（二）睡眠產生機制
一句話：機制還不明確，但是：
現認為睡眠並非是腦活動的被動抑制，而是由腦幹尾端的睡眠中樞發出的上行抑制系統主動地將抑制過程向大腦皮層廣泛擴散，引起睡眠。並與上行激動系統（上面提到過，還記得嗎？）的作用相拮抗，從而調節睡眠與覺醒的相互轉化。
睡眠的產生還與中樞遞質有關，慢波睡眠主要與腦幹5-羥色胺遞質系統活動有關；快波睡眠主要與腦幹去甲腎上腺素、5-羥色胺和乙醯膽鹼遞質系統的功能有關。
所以現在就是僅僅知道不明確機制，但是那個睡眠的始動」開關「還沒有找到。
好吧，下面回答人為什麼要睡覺。
（三）人為什麼要睡覺？
讓我們首先來了解一下睡眠的時相：
睡眠可分為兩種不同的時相，分別稱慢波睡眠和快波睡眠。（在睡眠產生機制裡邊提到過一次）
慢波睡眠是指在睡眠周期中腦電圖表現為同步化慢波的睡眠時相；慢波睡眠時的一般表現為：各種感覺功能減退，骨骼肌反射活動和肌緊張減退、自主神經功能普遍下降，但胃液分泌和發汗功能增強，生長素分泌明顯增多。故慢波睡眠有利於促進生長和恢復體力。
快波睡眠，又稱為異相睡眠、去同步化睡眠或快動眼睡眠，是指在睡眠周期中腦電圖表現為低振幅去同步化快波的睡眠時相。各種感覺和軀體運動功能進一步減退。此外，還可有間斷性的陣發性表現：如出現眼球快速運動、部分肢體抽動、心率變快、血壓升高、呼吸加快等表現。此時易導致心絞痛、哮喘、阻塞性肺氣腫缺氧的發作。快波睡眠期間，腦內蛋白質合成增加，新的突觸聯繫建立，這有利於幼兒神經系統的成熟、促進學習記憶活動和精力的恢復。在快波睡眠時，將受試者喚醒，80％的人報告說正在做夢，所以做夢也是快波睡眠的一個特徵。
圖3.睡眠過程（慢波睡眠與異相睡眠交替進行）
成人睡眠開始後首先進入慢波睡眠，持續80~120分鐘後轉入快波睡眠，持續約20~30分鐘。然後又轉入慢波睡眠，如此互相交換，反覆4~5次即完成睡眠過程。（圖3）成人覺醒狀態只能進入慢波睡眠而不能直接進入快波睡眠，但兩種時相的睡眠都可以直接轉為覺醒狀態。
（四）總結
人為什麼要睡覺？因為睡覺可以：
- 有利於促進生長和恢復體力。
- 有利於幼兒神經系統的成熟、促進學習記憶活動和精力的恢復。
健身最重要的一條：按時睡覺。
美容最重要的一條：按時睡覺。
健康最重要的一條：按時睡覺。
審問最狠的方法：不讓睡覺。
人類的大腦其實非常複雜，某些方面遠遠超過高端伺服器。
看看伺服器，雖然7X24小時不間斷，但都有強大的供電，強大的通風散熱系統。
就算這樣，伺服器的理論無故障時間30年已經是很長了。
人類很多要到70多年。
能源靠血液供氧，散熱靠皮膚和出汗。
再不每天有個保養時間，怎麼能堅持陪你一輩子。
而且睡眠中，人體也在修復一天受到的傷害：皮膚的晒傷，肝臟的排毒，肌肉的排酸……
躺下來也放鬆一下承載了一身重量東奔西跑的骨骼肌肉，放鬆綳了一天的神經。
何況：基本上所有的動物都睡眠。
連植物都會夜深花睡去呢。睡眠一直以來沒有得到文化上的充分尊重，它真的是被人類視為到某個固定的時間躺下來消磨時間，什麼都不做地浪費時間。一個準備寫碩士論文的學生，總是想著如何能夠少睡一點還能保持精神，這樣能更好地完成學業；一個處在創業階段的商人，所有精力都放在賺錢上，睡覺，那只是一個理所當然被消耗的時間，但不是每個人都是撒切爾，這就是問題所在，人們總認為睡眠是浪費時間，睡覺總冠上懶惰的標籤，冠以羸弱、不受信用的標籤，令人唏噓。
那麼人為什麼要睡覺呢？
一個突然生病的朋友請求我開他的摩托送他回家。我從來沒有開過摩托車，送他回家需要在高架上開一個小時，我沒有頭盔，還要載一個人。我說我們不上高架，在路邊的街道，他說不。我問以最慢的速度回家要開到多少時速，他說80km/h。我說我做不了。周圍的人這時候極力勸說我騎自行車，我想自行車的速度太慢肯定到不了，於是我說我會叫一輛優步。我聰明到知道自己不會去騎那輛自行車，但蠢的是我不知道自己其實是在做夢。
當我醒了之後，我很驚訝。一方面，我在夢中推理，用複雜的想法合理地處理；另一方面，我沒有基本的現實感，不知道自己身處夢境。這兩個方面的事實在同一時間發生，這意味著：我們假設的「自我」並不統一，是一個多重的心智，每一個都涉及到大腦的不同的區域和系統。
我所有的生活都被我的大腦迷惑了。
大腦是我們感知世界的機制，據我們所知，這是宇宙中最複雜組織的物質。
It"s matter aware of itself——這關乎於個體自我存在的意識。
I think，therefore I am——我思故我在，我對世界產生思考，是我存在的價值。
我懷疑，做夢和睡眠，是探尋人類生理和心理最深度的線索。
從睡眠開始說，當我感到疲倦，睡覺是一種自然行為，但從進化的角度看，睡覺行為應該是出乎意料的。每天花費完全失去意識的6～8個小時——很容易造成繁殖期死亡（pre-procreation death），物種在繁殖時是種族延續的關鍵時刻，而睡眠會大大降低生存警惕性。一個簡單的標誌為飢餓的捕食者和社會的敵人，從現代的眼光看，遠古世界是充滿暴力和殘忍的。那麼，選擇生物進化，睡眠是必要的嗎？
至於夢境，人們總是迷惑。各種各樣的民間傳說和迷信都來源於夢境，包括難以統計的宗教心得，甚至整個宗教。一些人聲稱，即使在今天，夢境是通往更高層級現實的窗口。
有時候，我害怕睡覺。主動去讓自己進入無意識狀態——走入一個從存在通向非存在的通道，想起來就異乎尋常。這並不是我擔心自己無法醒來，是我對醒來後腦海一片空白這種現象肅然起敬，對我在非做夢時那一片純粹虛無的潛意識的肅然起敬。我沉醉在意識的神秘之境，黑暗與虛無的對立面，我這種主觀的內在意識是怎麼來的？
哈佛醫學院睡眠研究員Robert Stickgold，告訴我們，「當我們睡眠時，我們大腦做的「工作」和清醒時旗鼓相當，這可能說明，大腦每花2個小時「在線」，接受新的信息，那麼就需要1個小時「離線」，去弄清楚這意味著什麼。」
人為什麼睡覺-closer to truth
（鏈接是來自羅伯特·勞倫斯·庫恩，「closer to truth」網站的創辦者，一個公共電視／互聯網系列節目，與世界領先的思想家探索人類最深的問題，目前國內網站暫且沒找到，我已將視頻盡量地翻譯好了）
Robert Stickgold說，我們的大腦需要「離線」——關掉其他信息，這樣我們才可以內部處理我們已經獲得的信息。大腦——關閉了外部輸入，切斷了外面的世界，這樣它可以做它需要做的事。
就像你正在看這篇文章，你覺得有用，你需要作為一個有用的信息留在大腦里，當你以後思考某些事情時，你就需要回想這篇文章，但我們的大腦無法再不過渡、吸收信息的情況下直接在大腦內部思考，我們沒辦法同時做「吸收」、「思考」這兩件事。
睡眠的好處（其他答主已經說了很多）不僅適用於大腦更好地管理信息，也確保我們身體機能更好地發揮作用。例如，一個良好的睡眠能使疫苗產生一個良好的抗體反應。有證據表明，睡眠不足會改變胰島素的產生（這可能幫助解釋肥胖的日益流行）。同時，睡眠似乎也影響認知增強和情緒調節。
不知道你有沒有類似的體驗，回想我們高中背單詞時，專註地背了2個小時的單詞，再回頭將中文遮上考考自己，發現已經想不起來了，然後上床睡覺到第二天早上。再次拿起本子回憶起單詞，發現能記住了。
研究證實，睡眠能鞏固學習記憶，刺激免疫系統，對抗疾病，同時調節情緒，或許還可以控制肥胖。一個人可以沒有食物活較長的時間，但持續地不睡覺，你會死。
到底在睡眠的時候發生了什麼？有兩種基本類型的睡眠階段——快速眼動（REM，rapid eye movement sleep），在此期間我們有最頻繁豐富的夢境；而非快速眼動睡眠期，大腦活動幾乎沒有，我們很大程度上不是在做夢（對大多數人來說就是在睡覺）。
人為什麼睡覺-closer to truth（ 波士頓大學的神經學家Patrick McNamara用REM睡眠的角度來闡述人為什麼要睡覺）
波士頓大學的神經學家Patrick McNamara告訴我們，「夢是創造性的」——夢境會採取一些基本的元素，再結合一種不同尋常的方式，並生成一個完全不同的、反事實的世界。參考人盡皆知的高分懸疑電影《穆赫蘭道》，對夢境有一個比較真實的詮釋。
繽紛強烈的夢境比創造力更離奇。但根據Patrick McNamara，如果你叫醒一個正在REM期（快速眼動睡眠期）的人，讓他們描述自己的夢境，絕大多數是創造性的，並不離奇。
還有一位哈佛醫學院的心理學家Deirdre Barrett和其他的夢境研究人員，同意這種說法，理由是有充分證明的實例說明夢境可以解決一些看起來棘手的實際問題。有利條件包括：當有一個視覺空間的問題，看到一些生動的東西重新定位的問題，或者當傳統觀念是錯誤的，一個需要跳出固有的思維模式。「做夢直接導致了兩個諾貝爾獎。」
Deirdre Barrett說。
夢境的新科學-closer to truth
這裡有一個很大的疑問：夢境是具有本身的意義，是神秘主義者和心理治療師參考和治療的方式？還是夢境就是睡眠純粹的生理功能附帶的副產品？
無論哪種方式，夢境可以激發創造力的，也許通過做一些奇怪的連接，變出離奇的想法？
所以，這就是睡眠，看似普通，但包含兩個激進元素：無意識的徹底黑暗和扭曲的現實。
荒誕不經的夢境。
Nicholas Humphrey，一個英國心理學家，曾經解釋人的意識也是通過進化得到，他說，夢境的形式與現實生活的形式類似，這允許我們能在一個安全的環境中與現實交錯替代。我們可以使醫生和護士，也可以是牛仔或者印第安人，各種各樣的遊戲，成人遊戲等等，我們可以體驗我們從未經歷過的角色。
我們可以玩一個晚上，在夢境的劇院里，非常安全。自然地讓我們麻痹脖子以下的身體從而不必真實上演夢境——我們可以飛，可以戰鬥，可以做愛，不管它可能是什麼，在完全的全新情況下，與新朋友、老朋友以不可預料的形式互動。
睡眠是一種小型的「死亡」，這個「死亡」告訴我們什麼是生存：我們睡覺，我們的意識消亡了，我們正在被抹殺，但是毋庸置疑的是，第二天我們重建自己。這是再正常不過的事情，當然，我們覺得理所當然，但這是一種奇蹟，我們失去意識，然後就從徹底的虛無中找回了一切。
這就像一種大爆炸，宇宙從虛無中憑空產生，我們每天醒來都重複一次。
睡眠的秘密-closer to truth（英國心理學家 Nicholas Humphrey）
總結,我們為什麼要睡覺?
為了良好的健康和思維。
為什麼做夢呢?
因為奇怪的創造力和適應性——在奇思妙想中暢遊，沒有傷害地進入別人的思想。同時也是做夢只是大腦生物學上的副產品，大腦的夜間管家。
睡眠是否是進化過程中必要的么？
在天敵潛行的時候進入完全失去知覺的狀態，這是一個薄弱的適應機制，是不適合傳向延續的後一代的。但是，睡眠也許可以加強清醒時的狀態。
睡眠是死亡之後的世界？
因為我們失去意識時,有些人認為是瀕臨死亡的時候。我們總是在睡眠後十分清醒，所以一些人認為死後我們將同樣清醒。但是作為死後生命的說法，我想說恐怕睡眠和死亡之間是不可類比的。
睡眠是奇思妙想的窗口么？
我更喜歡的說法是通過體驗熟睡中的虛無空白來讚賞潛意識。
題主問的是一個很宏觀的問題，但不知道出發點是希望借答案來減少睡眠，把時間放在其他事情上，還是關注到睡眠了，如果是前者，那麼希望這篇回答可以幫到你。
實際上，睡眠的那短短几個小時內可能是一天24小時當中最有效的一段時間，我們只是默認了他的發生，但從來沒在意過他的作用。注重睡覺的儀式感，尊重它，你會得到不一樣的精氣神兒。
安利一下自己的睡眠公眾號：享睡（eroadcare），關於精氣神兒，填寫睡眠的日記，注重睡眠的形式感，你一生三分之一的時間比啥都重要。
本周四在《科學》(Science)期刊上發表的兩篇論文提供了一種觀點：我們睡覺是為了忘掉一天中學習的東西。
為了學習，我們必須增加大腦神經元之間的連接，或者叫突觸，信息儲存在神經元的突觸上，這些突觸能讓神經元之間互相聯繫。一個神經元會通過突觸發送信號分子，這些信號分子被另一個神經元突觸上的受體蛋白質「捕獲」，從而完成信息傳遞。但是一個神經元接收信號分子的總容量是有限的，如果受體蛋白質已經接受了足夠多的信號分子，就會失去正常處理信息的功能。
在深度睡眠期間，電波減慢。 托諾尼博士和奇雷利博士認為，這種變化是由突觸縮小帶來的。他們發現，睡眠小鼠腦中的突觸比清醒小鼠的突觸小18％
而一項實驗：
科學家對普通小鼠進行了記憶測試。他們把這些動物放在一個房間里，如果它們走到地板的某一部分，就會受到輕微的電擊。
當天晚上，科學家將一種化學物質注入若干小鼠的腦中。在實驗室中，這種化學物質已被證明可以阻止神經元減少其突觸。
第二天，科學家把所有小鼠都放回之前所在的房間。兩組小鼠大部分時間都是一動不動，恐懼地回憶起電擊的記憶。
但當研究人員把老鼠放入不同的房間，他們看到了很大的區別。普通組的老鼠好奇地到處嗅著。另一邊，在睡眠期間被阻止減少大腦突觸的小鼠再次一動不動。
迪林博士認為，受注射的小鼠不能把記憶縮小到它們遭受電擊的特定房間範圍內。沒有夜間的修剪，它們的記憶最後變得模糊。
在他們自己的實驗中，托諾尼博士和同事們發現，修剪並不是針對每個神經元。1/5的突觸沒有改變。有可能這些突觸之中編碼了已經良好地建立起來、且不應被修改的記憶。
該項試驗可證明：大腦可能在睡眠期間修剪突觸，而修剪突觸意味著喪失一些已存儲的學習的東西，其中有1/5的突觸沒有改變，有可能這些突觸之中編碼了已經良好地建立起來、且不應被修改的記憶。
參考：
- Homer1a drives homeostatic scaling-down of excitatory synapses during sleep
- http://cn.nytstyle.com/science/20170207/sleep-memory-brain-forgetting/?_ga=1.72712531.1302937571.1486733040
一般的兩個功能，保存和恢復：
保存。節省體力，避免在不需要食物，工作和尋找配偶時浪費能量，為突發事件做好體能準備
恢復。身體經過一天的損耗，軀體在睡眠時以某種方式使自身得到恢復。比如神經遞質的回收利用
下面這條是我自己想的：
由於人的知覺系統太過於牛逼，而人類小水管般信號輸入（到CPU），這就使得人類這個東西的臨時文件越來越大，雖然你吃飽穿暖但一天中的大部分時間過去，你腦子就會反應遲鈍。
先不評價好壞，但是睡眠似乎有清除感覺記憶緩存的功能，踢出去那些沒能進去你的「法眼」的垃圾，這就是為啥第二天清晨你能滿血復活，神清氣爽的原因。
那些睡眠不足（一般認為不足7小時）的人不在此列，都是同一流水線下來的，性能都一樣，明明要七個小時才能做到的內部修理，垃圾回收你怎麼能四個小時完成！！！活該萎靡不振！！！
一個人，光喝水能活半個月。
一個人，不吃不喝大概能活一個星期。
一個人，不睡覺，只能活三天。
人為啥要睡。
因為不想死唄。
系統維護中
現實如此殘忍，美夢自有解藥。
接收的信息太多，處理不過來。
腦子轉得太快，身體跟不上。
你有沒有發現，其實基本上身體的器官都有自己的淋巴系統，淋巴系統眾所周知是用來「排毒」的咯，就是排出細胞產生的廢物。 可是問題就來了，大腦這麼強大、每天消耗人體攝入25%多能量的器官，為什麼會沒有淋巴系統呢？它不用排毒的嘛？
其實原因在於他有一種更高大上的物質幫助他「排毒」，那就是腦脊液（CSF）。 腦脊液是像水墊一樣的東西保護大腦避免顱骨對他的傷害。但它還有一個很重要的功能就是幫助腦細胞運輸廢物垃圾。它神奇之處就在於可以沿著腦細胞的各種支支幹干緊密流動，在這個過程中，細胞排出的廢物就會被它帶著運輸排出去。
腦脊液運輸排出廢物的這個活動可以說是一直進行的，但是，在白天是非常微弱的。它只有在晚上人睡覺的時候才會大量且高效的運輸，就像清洗大腦一樣，排出一天產生的廢物，所以第二天醒來你就會覺得頭腦清醒。這就是為什麼如果你徹夜不睡覺就會感覺整天腦袋不清楚，很混沌。
所以嘛，要睡覺「洗腦」嗒！
再加之現在醫學上有種說法是關於長期不睡覺，或者睡眠質量不好的人容易患老年痴呆。因為常年睡不好的人腦脊液工作受影響，就會促成腦內分泌的一種叫做澱粉狀蛋白的累積，而這種蛋白的累積被認為是促成老年痴呆的原因之一。
所以說少年們，要睡覺啊，不要熬夜dota啦，也不要熬夜看劇啦，快睡覺「洗腦」去，不然以後很可能就變呆萌啦。
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有人說這個不專業
我覺得是要說明一下。人要睡覺的原因有很多，至於我所說的只是原因之一，而且的確是有很多專業的回答可以解釋，我只是覺得這個理論最容易懂，也比較能被大眾所接受。
所謂的「排毒」、「洗腦」， 我是應該把它們用雙引號照起來的，因為並不是真正的「排毒」、「洗腦」，我只是想把這個過程說的更生動好玩一點。
也請理解一下咯。
人可以比喻成一台機器，吃飯就是給它通上電/倒入油，用久了機器會發熱，再接著用的話效率越來越低並且會對機器本身造成傷害，所以必須花一段時間等他冷卻(睡覺)。
睡覺的確可以減少人的情緒記憶積累，實現偽ZS——畢竟第二天醒來又是新的一天。
如果醒不來，那麼記憶將會完全清除，第二天應該就更加嶄新了，不但是人的全新，人類的全新，甚至是宇宙的全新。
許多人怕死不就是怕這個記憶消除么。
摘自：《zs學》
首先，所有說睡眠能夠讓大腦和身體休息（休息說），從而能夠恢復體力、促進代謝、清楚緩存等等之類的，都是經不起推敲的。
如果要休息的話，為什麼非得睡著呢？安靜的坐著不行嗎？為什麼非得進去潛意識狀態呢？
大部分支持休息說的理論都是一種還原論，它們擺出了各種神經圖和腦電圖來解釋睡眠的作用，然而，這就好比解釋為什麼火會把水煮沸，還原論答道：因為熱量加速了水分子的運動。這其實並沒有解釋問題，只是迴避了。
所以，我的答案是，關於人為什麼要睡眠，目前沒有任何一個具有說服力的理論去解釋它。
但是我們能知道的就是，人超過一周不睡眠的話會死，並不是立即死亡，而是身體各項機能會迅速下降，免疫力也會迅速下降，然後就會患上各種病，然後就死了。這是我自己做的夜間桌面：
簡單說，睡覺是為了活下去。
太多的體內調節和排毒工作都是只有在睡眠時間才可以進行的。睡覺時可以將你在白天興奮時能量供給後殘留下來的垃圾清除體外，可以在安靜的環境下生長骨骼、肌肉，修復受損的身體組織等等。
還想要刨根問底的同學，我這裡放上睡眠機制的思維導圖吧：
因為人體內細胞在不斷分裂不斷衰老,而細胞分裂通常都要消耗大量能量,所以通常都在人消耗最小的時候,就是睡覺的時候分裂 小孩子的睡眠時間要很長就是因為小孩子正在長身體的時候,分裂的細胞比成人多得多 而老年人通常睡幾個小時就醒了,是因為老年人身體正在衰老,並沒有太多細胞需要分裂,所以睡覺時間自然就短了。
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