在《美国科学院院刊》PNAS发表的名为：（Sleep loss drives acetylcholine- and somatostatin interneuron–mediated gating of hippocampal activity to inhibit memory consolidation ）的研究表明：当熬夜引发的睡眠不足，大脑中存储记忆的海马体中的抑制神经元活动会增加。
该研究通过给予小鼠恐惧刺激后，分别对比小鼠自由睡眠和剥夺睡眠两种不同情况的海马体磷酸化水平，发现自由睡眠的小鼠的海马体磷酸化水平比被剥夺睡眠的小鼠高，表明其记忆力比被剥夺睡眠的小鼠巩固。
此外，瑞典乌普萨拉大学的Christian Benedict教授还曾做过一项实验，他们将研究者分成2组，想借此观察缺乏睡眠，是否真会对脑部造成伤害。结果发现，整晚没睡的受试者，其脑部的化学物质NSE and S-100B会呈现上升趋势，而这正好是用来脑部损伤的标记物。