包括人类在内的哺乳动物的睡眠，分为有快速动眼期睡眠和非快速动眼期睡眠两种，而梦是在快速动眼期睡眠中产生的（人类总睡眠时间的大约 80% 是非快速动眼期睡眠，20% 是快速动眼期睡眠）。 以往的研究认为，非快速眼动睡眠期间的荷尔蒙环境有助于身体恢复，但快速眼动睡眠对于大脑和身体恢复是否有贡献则始终是个谜。
向大脑输送必需的血氧和营养物质以及收集不需要的二氧化碳和废物的物质交换是通过毛细血管进行的。 研究小组利用一种特殊的显微镜（双光子激发显微镜），建立了一种直接观察小鼠大脑微环境的技术，并观察了熟睡小鼠大脑毛细血管中红细胞的流动情况。
结果显示，在快速眼动睡眠期间，涌入大脑皮层毛细血管的红细胞显著增加（近两倍）。 据认为，在快速眼动睡眠期间，大脑皮层会进行活跃的物质交换，从而使大脑恢复活力。成年人快速动眼期睡眠比例低则会增加罹患痴呆症和其他疾病的风险，缺乏快速动眼期睡眠会损害大脑皮层在快速动眼期睡眠中的物质交换活跃性，这可能会导致痴呆症的发生。 研究还发现，腺苷受体（也是咖啡因的作用靶点）对快速眼动睡眠期间毛细血管血流量的增加非常重要。
这项研究的结果有望使人们更好地了解痴呆症的发病机制，并有助于开发一种针对快速眼动睡眠的全新治疗方法。