Депривация сна может негативно отразиться на функционировании головного мозга.[4] В исследовании, проведённом в 2000 году в Калифорнийском университете в Сан-Диего, использовалась магнитно-резонансная томография для мониторинга активности мозга людей, выполняющих простые устные обучающие упражнения.[5] Активность лобных долей была выше у невыспавшихся людей — в зависимости от упражнения мозг иногда пытался возместить недостаток сна. Височная доля головного мозга, которая отвечает за обработку языка, активизировалась у отдохнувших людей, чего не наблюдалось у невыспавшихся. Активность теменной доли головного мозга, незадействованная у отдохнувших людей при выполнении устных упражнений, была выше у людей с депривацией сна.