یک فرضیه قدیمی و رد آن
بسیاری از افراد فکر می‌کنند که خمیازه به منظور افزایش میزان اکسیژن خون یا خروج دی‌اکسید کربن اضافی ایجاد می‌شود. «اندرو گالوپ»، استاد بیولوژی رفتاری در دانشگاه «جان هاپکینز» ایالات متحده، در مصاحبه‌ای با روزنامه گاردین بیان کرد که این فرضیه هرچند به نظر منطقی می‌رسد، اما در آزمایش‌های علمی رد شده است.
در دهه ۱۹۸۰، مطالعاتی برای آزمایش این نظریه انجام شد که در آن سطح گازهای تنفسی داوطلبان به شکل مصنوعی تغییر یافت. نتایج نشان داد که این تغییرات هرچند بر الگوهای تنفسی تأثیر داشت، اما هیچ تأثیری بر تعداد یا نظم خمیازه‌ها نداشت. علاوه بر این، هیچ تفاوت معناداری در الگوی خمیازه کشیدن بین کسانی که به بیماری‌های تنفسی مبتلا بودند و افراد سالم وجود نداشت.
نظریه تنظیم دمای مغز
دکتر گالوپ با مطالعه مکانیسم فیزیکی خمیازه (که شامل باز شدن طولانی فک، دم عمیق و بازدمی کوتاه است) به این نتیجه رسید که این عمل ممکن است تأثیری مستقیم بر جریان خون در ناحیه جمجمه داشته باشد. او بر این باور است که خمیازه می‌تواند نوعی «کشش عضلانی» محلی برای ناحیه سر و گردن به حساب آید که جریان خون شریانی به مغز و بازگشت وریدی به قلب را افزایش می‌دهد.
گروه تحقیقاتی او نظریه «تنظیم دمای مغز» را مطرح کرده‌اند. طبق این نظریه، خمیازه با تنظیم سه متغیر اصلی – شدت جریان خون شریانی، دمای خون و گرمای ناشی از فعالیت عصبی – به خنک‌سازی مغز کمک می‌کند. این نظریه با مشاهده افزایش خمیازه در دماهای بالا و کاهش آن در هواهای خنک، تقویت شده است.
نظریه تغییر حالت مغز
در کنار نظریه تنظیم دما، فرضیه دیگری با عنوان «تغییر برانگیختگی» نیز وجود دارد. بر اساس این دیدگاه، خمیازه به مغز این امکان را می‌دهد که به سادگی بین حالت‌های مختلف – مانند گذر از خواب به بیداری، یا از بی‌حوصلگی به تمرکز – انتقال یابد.
«دکتر اولیویه والوسینسکی»، مورخ پزشکی و محقق در این زمینه، در این رابطه اظهار می‌کند: «به نظر می‌رسد خمیازه به جابه‌جایی فعالیت مغز از شبکه حالت پیش‌فرض – مرتبط با خیال‌پردازی و یادآوری خاطرات – به شبکه توجه – که مسئول آماده‌سازی برای فعالیت‌های هدفمند است – یاری می‌رساند.» یکی از مکانیسم‌های پیشنهادی برای این انتقال، بهبود گردش «مایع مغزی-نخاعی» در اطراف مغز و نخاع می‌باشد.