این مطالعه همچنین نشان داد که این از دست رفتن تمرکز ناشی از خستگی، با تغییراتی محسوس در جریان خون و اندازه مردمک چشم نیز همراه است. تا پیش از این، مشخص نبود این واکنش‌های فیزیولوژیک هنگام «خاموشی» مغز بر اثر خستگی، چنین هماهنگ با هم عمل می‌کنند.
لورالویی لوئیس، استادیار علوم اعصاب در ام‌آی‌تی و یکی از نویسندگان این پژوهش، می‌گوید: «ما با اندازه‌گیری انواع گوناگون اطلاعات مغز به‌طور هم‌زمان، متوجه شدیم چیزهایی که ابتدا فکر می‌کردیم جدا از هم‌اند، در واقع همراه با هم حرکت می‌کنند.»
خواب برای حفظ سلامتی مغز حیاتی است و متخصصان توصیه می‌کنند بزرگسالان هر شب ۷ تا ۹ ساعت بخوابند. کمبود خواب هم بر سلامت روانی و جسمی تاثیر می‌گذارد و هم توانایی ما را برای تمرکز کردن مختل می‌کند. با این حال، پایه عصبی از دست رفتن توجه و وقفه در تمرکز ناشی از کم‌خوابی، هنوز به‌خوبی شناخته نشده بود.
محققان برای بررسی این موضوع، ۲۶ داوطلب سالم ۱۹ تا ۴۰ ساله را که ۱۹ نفر از آن‌ها زن بودند، زیر نظر گرفتند. همه شرکت‌کنندگان در دو شرایط مطالعه شرکت کردند که حدود ۱۰ روز از هم فاصله داشت: حالت خوب‌خوابیده و حالت محروم از خواب. در طراحی مطالعه، نیمی از داوطلبان ابتدا در حالت خواب کافی آزمایش شدند و نیمی دیگر آزمایش را با محرومیت از خواب آغاز کردند.
افراد در حالت استراحت کافی، بین ۶.۵ تا ۹ ساعت در خانه خوابیدند، در حالی که افراد محروم از خواب یک شب کامل در آزمایشگاه بیدار نگه داشته شدند. صبح پیش از هر آزمایش، پژوهشگران کلاه‌های مخصوص گرفتن نوارمغز را روی سر شرکت‌کنندگان قرار دادند تا امواج مغزی آنان را ثبت کنند. هم‌زمان، شرکت‌کنندگان تحت اسکن اف‌ام‌آر‌ای (fMRI) قرار گرفتند تا الگوهای جریان خون و جریان مایع مغزی‌نخاعی در مغزشان رصد شود. ردیاب‌های چشمی نیز اندازه مردمک‌ها را اندازه گرفتند.
سپس شرکت‌کنندگان برای سنجش توجه دیداری و شنیداری کارهایی را انجام دادند؛ مثلا باید به محض دیدن تصویر یا شنیدن صدا، دکمه‌ای را فشار می‌دادند. افزون بر این، پژوهشگران به مدت ۲۵ دقیقه فعالیت پایه مغز آن‌ها را در حال خواب ثبت کردند.
طبق انتظار، افراد در حالت خستگی دیرتر محرک‌ها را تشخیص دادند و تعداد بیشتری از نشانه‌ها را از دست دادند، اما آنچه محققان شگفت‌زده کرد، این بود که در مغز افراد خسته، جریان‌های شدید و ناگهانی (پالس) مایع مغزی‌نخاعی را مشاهده کردند؛ این حالت با آهسته شدن امواج مغزی همراه بود؛ یعنی همان نوع فعالیت مغزی که معمولا وقتی وارد خواب عمیق غیر REM می‌شویم، دیده می‌شود. لوئیس توضیح داد: «تا حالا چنین الگوهایی را فقط هنگام خواب دیده بودیم، نه در فردی که بیدار است.»
جریان مایع مغزی‌نخاعی با اندازه مردمک چشم هم رابطه نزدیکی داشت. به این معنی که هر بار مردمک چشم گشاد می‌شد، مایع با شدت بیشتری وارد مغز می‌شد و وقتی مردمک تنگ می‌شد، مایع از مغز خارج می‌شد. این هماهنگی در افراد محروم از خواب بسیار قوی‌تر بود؛ نشانه‌ای که ممکن است نشان دهد سیستم گردش خون بدن در این ارتباط نقش اصلی را ایفا می‌کند.
جریان‌های ناگهانی مایع مغزی‌نخاعی دقیقا در لحظاتی که فرد هنگام انجام دادن کاری، ناگهان تمرکزش را از دست می‌داد یا همان لحظات کوتاه حواس‌پرتی، هم دیده شدند.
زینونگ یانگ، نویسنده اول مطالعه، توضیح داد: «وقتی فرد برای لحظه‌ای توجهش را از دست می‌دهد، مایع از مغز بیرون رانده می‌شود و به محض اینکه توجه برمی‌گردد و فرد دوباره به محرک‌ها پاسخ می‌دهد، این مایع دوباره به داخل مغز جریان پیدا می‌کند.»
لوئیس اضافه کرد: «این پدیده‌ها چیزهایی نیستند که معمولا انتظار داشته باشیم کاملا هم‌زمان رخ بدهند. اینکه توانایی توجه ما و حرکت ساده مایع در مغز چنین ارتباط دقیقی داشته باشند، واقعا قابل‌توجه است.»
پژوهشگران می‌گویند این الگوها احتمالا نشان می‌دهد مغز بی‌خواب در حالی که فرد هنوز بیدار است، برای لحظاتی کوتاه به حالتی شبیه خواب می‌رود. این افت‌های کوتاه توجه هم در واقع شروع فرایندهایی شبیه خواب‌اند، اما پیش از اینکه فرد واقعا به خواب برود، قطع می‌شوند. با این حال، لوئیس تاکید کرد که هنوز مشخص نیست چرا جریان خون در این شرایط چنین تغییرات بزرگی را پیدا می‌کند. پژوهش‌های آینده می‌توانند بررسی کنند آیا این تغییرات بر روند پاکسازی مواد زائد و سمی حاصل از فعالیت سلول‌های مغز هم اثر می‌گذارند یا نه.