Così come respirare e nutrirsi, il sonno è una funzione biologica di base. Durante il sonno, la reattività dell’intero organismo si abbassa per un meccanismo detto “decremento della risposta”, che è presente già nel feto; il cervello resta sempre attivo, i neuroni semplicemente lavorano in una maniera diversa: si riducono frequenza cardiaca e funzioni neurovegetative, e il respiro si fa meno profondo.
Le funzioni più importanti del sonno sono il risparmio energetico e l’auto cura: dormendo si ha una riduzione fino al 10% del metabolismo, ma anche il ripristino e la riparazione di funzioni biologiche come la riparazione muscolare, la crescita dei tessuti, il rilascio di ormoni. Si osserva anche il rallentamento dell'invecchiamento dei telomeri, le sostanze che proteggono i cromosomi.
Nel 2012 la neuroscienziata Maiken Nedergaard ha analizzato e definito il funzionamento di quello che ha definito “sistema glinfatico”, il sistema neurocerebrale che si attiva durante lo stato di sonno e lavora per rimuovere le sostanze tossiche accumulate durante la veglia. Il sistema linfatico è responsabile della rimozione delle proteine extracellulari, dei fluidi in eccesso e dei prodotti di scarto del metabolismo dai tessuti periferici; il flusso glinfatico svolge lo stesso lavoro nell'encefalo, attivando un meccanismo di pulizia nei compartimenti interstiziali del cervello e del midollo spinale, per mezzo dello scambio tra liquido cerebrospinale e fluido interstiziale che viene stimolato dalle pulsazioni arteriose e regolato, durante il sonno, dall'espansione e dalla contrazione dello spazio extracellulare.
Anche la plasticità cerebrale ha bisogno del sonno: soltanto mentre si dorme si permettono la riorganizzazione neuronale e la crescita del cervello. Un compito chiave nello sviluppo cerebrale di neonati e bambini, che hanno quindi molto più bisogno di dormire degli adulti.
