实验性地剥夺人或动物的睡眠是一种研究睡眠的生理意义及其必要性的可行方法。

　　剥夺全部睡眠 24～48小时后，脑电频率变慢，近似慢波相第1期，但外观行为正常。继续剥夺，则警觉性降低，严重的会发生幻觉、谵妄或梦呓。3～4天后，任其入睡，在第一夜中慢波第4期明显增多，而异相睡眠相应减少，在以后数晚，异相睡眠才代偿地增多。一例11天不睡的青年，入睡后，慢波第4期和异相睡眠都明显增加。相反，被剥夺睡眠的猫在第1夜增多的是异相睡眠，而不是慢波第4期睡眠。 　　剥夺部分睡眠 使受试者每天仅睡3～4小时，几天后，异相睡眠或分比平时睡眠头4小时内的异相成分加多。停止实验后，受试者连续数夜多次出现异相睡眠。在长期每天只睡4小时的受试者慢波第4期增多，第3期相应减少。在恢复睡眠过程中，慢波相无明显变化。如将受试者睡眠缩短到3小时以下，则会影响第4期睡眠的发展，从而严重影响受试者的工作能力。 　　选择剥夺睡眠某时相 如果选择剥夺慢波第4期睡眠，则在恢复过程会代偿地只增加第4期睡眠；如选择剥夺异相睡眠，也产生同样的代偿情况，许多心理学实验结果表明，长期剥夺异相睡眠不产生明显的心理紊乱；而长期剥夺全部睡眠的人，不能长时间工作，否则差错加多。这可能和大脑皮层不能持久维持警觉状态有关。此外，少数人还会发生短暂幻觉和荒诞行为。总之，这些实验结果似不支持长期不眠或严重失眠会导致精神变态的假说，可是从另一方面却表明，长期缺乏睡眠极易引起疲劳，注意力不集中以及视、触觉的错乱等。