Populäre Sprüche können die Vorstellung widerspiegeln, dass neu geformte Erinnerungen am Morgen neue kreative Assoziationen hervorrufen und dass sich die Leistung oft nach einem Zeitintervall verbessert, das den Schlaf einschließt. Aktuelle Studien belegen, dass ein gesunder Schlaf zu einer deutlichen lernabhängigen Leistungssteigerung führt. Die Idee ist, dass Schlaf dem Gehirn hilft, sein Gedächtnis zu bearbeiten, nach wichtigen Mustern zu suchen und übergeordnete Regeln zu extrahieren, die als ‚the gist‘ bezeichnet werden könnten, und dies in das vorhandene Gedächtnis zu integrieren. Die Hypothese der synaptischen Skalierung legt nahe, dass der Schlaf eine wichtige Rolle bei der Regulierung des Lernens spielt, das im Wachzustand stattgefunden hat, und eine effizientere und effektivere Speicherung im Gehirn ermöglicht, wodurch Raum und Energie besser genutzt werden.

Gesunder Schlaf muss die richtige Reihenfolge und den richtigen Anteil von NREM- und REM-Phasen enthalten, die unterschiedliche Rollen im Prozess der Gedächtniskonsolidierung und -optimierung spielen. Während einer normalen Nacht des Schlafes wechselt eine Person zwischen Perioden von NREM und REM Schlaf. Jeder Zyklus ist ungefähr 90 Minuten lang und enthält einen 20-30-minütigen REM-Schlaf. Der NREM-Schlaf besteht aus den Schlafstadien 1-4 und ist dort, wo Bewegung beobachtet werden kann. Eine Person kann ihren Körper immer noch bewegen, wenn sie sich im NREM-Schlaf befindet. Wenn sich jemand umdreht, wirft oder rollt, bedeutet dies, dass er sich im NREM-Schlaf befindet. REM-Schlaf ist durch den Mangel an Muskelaktivität gekennzeichnet. Physiologische Studien haben gezeigt, dass abgesehen von gelegentlichem Zucken eine Person während des REM-Schlafes tatsächlich gelähmt wird. Beim motorischen Lernen kann ein Schlafintervall für den Ausdruck von Leistungssteigerungen entscheidend sein; Ohne Schlaf werden diese Gewinne verzögert.Prozedurale Erinnerungen sind eine Form des nichtdeklarativen Gedächtnisses, daher würden sie am meisten vom schnellen REM-Schlaf profitieren. In einer Studie wurde gezeigt, dass prozedurale Erinnerungen vom Schlaf profitieren. Die Probanden wurden mit einer Klopfaufgabe getestet, bei der sie mit den Fingern auf eine bestimmte Zahlenfolge auf einer Tastatur tippten, und ihre Leistungen wurden anhand von Genauigkeit und Geschwindigkeit gemessen. Diese Fingertippaufgabe wurde verwendet, um das Erlernen einer motorischen Fähigkeit zu simulieren. Die erste Gruppe wurde getestet, 12 Stunden später im Wachzustand erneut getestet und schließlich weitere 12 Stunden später mit Schlaf dazwischen getestet. Die andere Gruppe wurde getestet, 12 Stunden später mit Schlaf dazwischen erneut getestet und dann 12 Stunden später im Wachzustand erneut getestet. Die Ergebnisse zeigten, dass es in beiden Gruppen nach einer 12-stündigen Wachsitzung nur eine leichte Verbesserung gab, aber eine signifikante Leistungssteigerung, nachdem jede Gruppe geschlafen hatte. Diese Studie gibt Hinweise darauf, dass der REM-Schlaf ein wesentlicher Faktor für die Konsolidierung der motorischen Fähigkeiten und Erinnerungen ist, daher kann Schlafentzug die Leistung einer motorischen Lernaufgabe beeinträchtigen. Diese Gedächtnisabnahme resultiert speziell aus dem Verlust von Stadium 2, REM-Schlaf.

Es wurde auch gezeigt, dass das deklarative Gedächtnis vom Schlaf profitiert, jedoch nicht auf die gleiche Weise wie das prozedurale Gedächtnis. Deklarative Erinnerungen profitieren vom langsamen nREM-Schlaf. Es wurde eine Studie durchgeführt, in der die Probanden Wortpaare lernten, und die Ergebnisse zeigten, dass Schlaf nicht nur den Zerfall des Gedächtnisses verhindert, sondern auch aktiv deklarative Erinnerungen fixiert. Zwei der Gruppen lernten Wortpaare, schliefen dann entweder oder blieben wach und wurden erneut getestet. Die anderen beiden Gruppen taten dasselbe, außer dass sie auch Interferenzpaare lernten, bevor sie erneut getestet wurden, um zu versuchen, die zuvor gelernten Wortpaare zu stören. Die Ergebnisse zeigten, dass Schlaf eine gewisse Hilfe bei der Beibehaltung der Wortpaarassoziationen war, während Schlaf gegen das Interferenzpaar signifikant half.

Nach dem Schlaf gibt es eine erhöhte Einsicht. Dies liegt daran, dass der Schlaf den Menschen hilft, ihre Erinnerungen neu zu analysieren. Es wurde festgestellt, dass die gleichen Muster der Gehirnaktivität, die während des Lernens auftreten, während des Schlafes wieder auftreten, nur schneller. Eine Möglichkeit, wie Schlaf Erinnerungen stärkt, besteht darin, die weniger erfolgreichen Verbindungen zwischen Neuronen im Gehirn auszusortieren. Dieses Aussortieren ist wichtig, um Überaktivität zu verhindern. Das Gehirn kompensiert die Stärkung einiger Synapsen (Verbindungen) zwischen Neuronen, indem es andere schwächt. Der Schwächungsprozess tritt hauptsächlich während des Schlafes auf. Diese Schwächung während des Schlafes ermöglicht die Stärkung anderer Verbindungen, während wir wach sind. Lernen ist der Prozess der Stärkung von Verbindungen, daher könnte dieser Prozess eine wichtige Erklärung für die Vorteile des Schlafes für das Gedächtnis sein.

Untersuchungen haben gezeigt, dass ein Mittagsschlaf die Lernfähigkeit erhöht. Eine Studie testete zwei Gruppen von Probanden an einer nichtdeklarativen Gedächtnisaufgabe. Eine Gruppe beschäftigte sich mit REM-Schlaf und eine Gruppe nicht (was bedeutet, dass sie sich mit NREM-Schlaf beschäftigten). Die Forscher fanden heraus, dass die Probanden, die sich nur mit NREM-Schlaf beschäftigten, keine große Verbesserung zeigten. Die Probanden, die sich mit REM-Schlaf beschäftigten, schnitten signifikant besser ab, was darauf hindeutet, dass der REM-Schlaf die Konsolidierung nichtdeklarativer Erinnerungen erleichterte. Eine neuere Studie zeigte, dass eine prozedurale Aufgabe besser gelernt und beibehalten wurde, wenn sie unmittelbar vor dem Schlafengehen angetroffen wurde, während eine deklarative Aufgabe am Nachmittag besser gelernt wurde.