早期有关睡眠的发生机制有两类主要的假设，一是被动过程说，即睡眠是一个消极、被动的过程；二是主动过程说，即睡眠是一个积极、主动的过程。

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被动过程说认为，睡眠仅仅是觉醒状态的停止，是觉醒状态持续一段时间后出现疲劳的结果。动物实验中发现，在进行条件反射研究时，长时间重复单调的无关刺激(如节拍器)可导致睡眠的发生。说明无关刺激首先是引起大脑皮质的兴奋过程及探究反射，继而使皮质细胞进入抑制状态，当抑制过程在整个大脑皮质内广泛扩散，并扩散到皮质下中枢时就引起睡眠。因此感觉传人冲动是觉醒的必要条件，当传人冲动减少时，中枢的紧张性活动开始减退，继而使觉醒状态停止，产生睡眠。

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根据被动睡眠说，对失眠的治疗可以通过增加睡眠期与清醒期的刺激接受强度(如平日加强体育锻炼，减少卧床时间等)改善睡眠。有关的研究也支持了这一推论。研究提示，长期且规律的中等强度锻炼，每周进行4～5次30～40min的耐力训练，可以明显改善老年人的睡眠指标和质量。因此，临床上常采用行为矫正的方法用于失眠症的治疗，如睡眠约束和刺激控制训练。
睡眠约束(sleep restriction therapy)即限制睡眠，减少失眠者躺在床上的非睡眠时间，当睡眠效率超过90％时(睡眠效率＝实际睡眠总时间/躺在床上的总时间×100％)，允许增加15~20min卧床时间，睡眠效率低于80％时，减少15～20min卧床时间，睡眠效率在80％～90％时则保持卧床时间不变。
刺激控制训练(stimulus control thera-py)是遵循只在有睡意时才上床的原则，若上床15~20min不能入睡，则应起床，仅在有睡意时才上床。无论夜间睡多久，清晨应准时起床。
研究发现，采用以上方法能够明显缩短睡眠的潜伏期，从而改善入睡困难。


主动过程说认为，睡眠不仅仅是觉醒状态的停止，而是由于中枢神经系统内部发生的一个主动过程。实验发现，用低频电刺激动物脑内的某些区域能使动物入睡。进一步研究证实，在脑干尾端存在着能引起睡眠的中枢，这一中枢向上传导可作用于大脑皮质(称上行抑制系统)，从而抑制网状结构上行激动系统的活动，使动物从觉醒转为睡眠。正是上行抑制系统和上行激动系统的交相抗衡，起着调节睡眠与觉醒相互转化的功能。从刺激中枢神经系统
不同部位能诱发睡眠的一些实验研究中发现，颞叶梨状区、扣带回前部、视前区等边缘系统结构均与睡眠有关。这些部位的活动通过前脑内侧束下行而影响到低位脑干，而来自躯干和内脏感觉的上行冲动，也可抵达脑干尾端，下行和上行的冲动都可促使睡眠中枢的活动增强，从而诱发睡眠。在生理条件下的自然睡眠，可能就是在此种从皮质下行和脊髓上行冲动的影响下，低位脑干中与睡眠和觉醒有关的功能相互抗衡而形成的从觉醒向睡眠的一种转化过程。

随着神经生理学的研究进展，睡眠的主动学说得到了许多实证研究结果的支持。20世纪70年代中期，开始采用电睡眠疗法治疗失眠及其他精神障碍和心身疾病，甚至应用于宇航员的放松训练和麻醉。

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