O estudo da relação complexa entre memória e sono mostra correlação direta entre quantidade de sono e qualidade da memória. A privação causa comprometimento cognitivo. Habilidades de memória são diretamente afetadas, manifestando-se como dificuldade de foco, retenção prejudicada, tempo de reação mais lento e até fala afetada.
O cérebro precisa de descanso para funcionar. Privação prolongada impede descanso e reconstrução. Quando cansado, até tarefas simples ficam difíceis, forçando o cérebro a trabalhar mais. Torna-se difícil completar uma tarefa, quanto mais várias. Vias neurais lutam para processar informação, resultando em dificuldade de foco.
Se pessoa privada de sono supera foco limitado, ainda pode ser desafiador reter informação. O cérebro precisa de sono para armazenar efetivamente o que aprende durante o dia. Retenção ocorre logo após adormecer. Até cochilo curto ajuda, pois o cérebro processa fatos e armazena adequadamente.
Quando o cérebro não funciona bem por privação, tempo de reação é prejudicado. Cérebro privado não processa informação e reage tão rápido quanto quando descansado. Estudantes obrigados a tarefas rápidas e precisas, recordando aprendizado e reagindo apropriadamente, têm dificuldade, pois cérebro não funciona otimamente.
Quando áreas cerebrais associadas à fala são sobrecarregadas por privação, qualidade da fala é afetada. Cérebro tem dificuldade em recordar palavras complexas ou imaginativas quando privado de sono. Frases simples são usadas e repetidas de modo que não aconteceria se descansado. Fala pode ficar arrastada, monótona ou mais lenta.