Еще относительно недавно интерес ко сну был прикован в связи с проблемой обучения во сне (гипнопедией). Первые результаты казались обнадеживающими. Однако использование полиграфической регистрации функционального состояния человека во время сеанса показало, что успешная гипнопедия требует поверхностного сна или даже пробуждения с альфа-ритмом. Чем глубже физиологический сон, тем меньше возможности для гипнопедии. Т. е. этот метод нельзя считать полезным.

Функциональную значимость фаз «на (МС и ПС) изучали также методами депривации сна. При длительном тотальном лишении сна в опытах Хайнема-на до 116 ч наблюдались расстройства поведения, психических процессов, аффективной сферы, появление галлюцинаций, особенно зрительных. В первую восстановительную ночь преобладает глубокий медленный сон, тогда как после избирательной депривации ПС в восстановительную ночь обычно наблюдали удлинение ПС и увеличение БДГ. Первоначально полагали, что длительная депривация ПС приводит к изменениям поведения животных и человека, вызывая повышенное возбуждение, страхи, галлюцинации, нарушение моторных координации и т. д. Однако затем эффект депривации оказался значительно менее сильным, чем при депривации только МС. Кроме того, он зависел от индивидуальных различий. У тех испытуемых, у которых возникали сновидения, несмотря на депривацшо ПС, эта процедура не влияла на поведение и не вела к компенсаторному увеличению ПС в восстановительную ночь. Лица, у которых под влиянием депривации ПС возникали нарушения в поведении, испытывали страх, галлюцинации, во время процедуры многократно стремились к возобновлению ПС. По данным Т.Н. Ониани, ПС может быть заменен на бодрствование без большого ущерба для животного.

Наиболее ранними теориями сна были гуморальные. Экспериментально были выделены некоторые химические вещества, которые циркулируют в крови и способны вызывать сон, М. Монье, Л. Гёзли выделили путем диализа из крови спящего кролика вещество, вызывающее сон (пептид-дельта сна или «дельта-фактор»).