筑波大學和京都大學的研究小組在世界上首次成功地直接觀察到睡眠動物大腦毛細血管中紅細胞的流動。結果發現，REM睡眠期間毛細血管的血流量顯著增加。
包括人類在內的哺乳動物的睡眠由快速眼動睡眠和非快速眼動睡眠組成，在快速眼動睡眠期間夢境活躍（人類總睡眠時間的80%左右為非快速眼動睡眠，20%左右為快速眼動睡眠）。到目前為止，有人提出非快速眼動睡眠期間的荷爾蒙環境有助於身體的恢復，但快速眼動睡眠對大腦和身體恢復的貢獻一直是個謎。
物質交換通過毛細血管進行，為大腦提供血液中所需的氧氣和營養物質，並收集不必要的二氧化碳和廢物。課題組建立了一種利用特殊顯微鏡（雙光子激發顯微鏡）直接觀察小鼠大腦微環境的技術，觀察睡眠小鼠大腦毛細血管中紅細胞的流動情況。...
結果發現，在快速眼動睡眠期間，流入大腦皮層毛細血管的紅細胞顯著增加（接近兩倍）。人們認為，在 REM 睡眠期間，大腦皮層中的活性物質交換使大腦恢復活力。成人快速眼動睡眠率低會增加患癡呆症等的風險，但快速眼動睡眠不足會損害快速眼動睡眠期間大腦皮層的活性物質交換，這可能與癡呆症的發展有關。該研究還發現腺苷受體在增加快速眼動睡眠期間毛細血管血流量方面的重要性，腺苷受體也是咖啡因的目標物質。
預計這項研究的結果將有助於了解癡呆症的發病機制，並有助於開發針對快速眼動睡眠的全新治療方法。
