שינה היא קריטית לתפקוד קוגניטיבי מיטבי, ומחקרים מצביעים על כך כי שינה מספקת חיונית לתהליכי למידה וזיכרון.
במהלך השינה, המוח מעבד ומגבש מידע חדש, שהוא קריטי לשמירה ואחזור מידע זה בהמשך. תהליך זה, המכונה קונסולידציה של זיכרון, כולל העברת מידע מהזיכרון לטווח קצר לזיכרון לטווח ארוך, מה שמחזק את הקשרים בין נוירונים ומשפר את הזיכרון.
מגוון רחב של מחקרים מצביעים על כך כי יש קשר חיובי בין למידה ושינה מיטבית. לדוגמה, במחקרם של Stickgold et al. (2000) נמצא כי משתתפים שישנו 8 שעות לאחר שלמדו משימה חדשה הצליחו במשימה למחרת יותר מאשר אלו שלא ישנו מספיק.
מחקר אחר של Rasch and Born (2013) מצא ששינה חשובה לגיבוש זיכרונות, בעקבות משתתפים שישנו לאחר שלמדו מידע חדש הראו זיכרון טוב יותר מאלה שלא ישנו. בנוסף, לגיבוש הזיכרון, שינה חשובה לשימור הלמידה. מחקרים הראו שאנשים שישנים שנת לילה לאחר שלמדו מידע חדש מסוגלים לשמור מידע זה טוב יותר מאשר אלה שאינם ישנים מספיק.
מחקרם של Diekelmann and Born (2010) מצא ששינה סייעה לגבש למידה של מיומנויות מוטוריות. במחקרם נמצא כי כאשר משתתפים שישנו לאחר שלמדו מיומנות מוטורית חדשה נראה גם שימור טוב יותר של המיומנות מאשר אלו שלא ישנו.
לשינה יש גם תפקיד ביצירתיות ובפתרון בעיות. במהלך השינה, המוח מסוגל ליצור קשרים חדשים בין רעיונות ומושגים, מה שמוביל לתובנות יצירתיות ופתרונות לבעיות. במחקרם של Wagner et al. (2004) מצאו כי משתתפים שישנו לאחר שלמדו משימה חדשה היו מסוגלים ליצור קשרים יצירתיים בין מושגים שאינם קשורים יותר מאשר אלו שלא ישנו.
יתר על כן, שינה חשובה לשמירה על קשב ומיקוד החיוניים ללמידה. חוסר שינה עלול להוביל לירידה בתשומת הלב והמיקוד, מה שמקשה על למידה ושימור המידע החדש. מחקרם של Lim and Dinges (2008) מצא שחוסר שינה הוביל לירידה בקשב ובביצועים קוגניטיביים.
הראיות המדעיות מצביעות על כך ששינה חיונית לתפקוד קוגניטיבי מיטבי וששינה מספקת היא קריטית לתהליכי למידה וזיכרון.