睡眠是每个人每天的一部分，然而我们对睡眠的意义和睡眠在进化中的作用知之甚少。
现在的睡眠研究主要有两类：神经科学家经常研究人和实验室动物的睡眠，少数生态学家研究经常只研究睡眠行为。 这两种方法都错失了动物王国里睡眠的构成和持续时间的多样性和复杂性。我们需要生态生理学：关于多种物种在自然环境下的睡眠的神经生理的研究。
发表在生态进化趋势（Trends in Ecology & Evolution）上的一篇文章认为我们不应只是在实验室里从人类行为上研究睡眠，而应该使用新的方法研究睡眠。具体的说，是把研究神经系统和生态研究这两个领域的研究合并起来作为研究睡眠的新方法。
睡眠本质上来说是中央神经系统的一种状态。睡眠有三个特点：降低反应能力，改变大脑状态和稳态调节（稳态调节是指缺乏睡眠时，人会通过睡得更久更深来进行补偿）。 就科学家们所知，所有的动物都睡觉—但它们不一定用人类的方式睡眠。对于人类来说，睡眠是一种很好识别的行为。我们一般会躺下，闭眼并且数小时不动。
识别其它动物的睡眠则比较困难。一些动物，比方说树懒，即使醒着时也一动不动因为这样可以避免被捕食者发现。另一些动物，比方说牛，在睡眠时也仍然站着并且还会反刍。一些鸟则每天会睡数百次“微型睡眠”。同时，海豚可以一边游泳一边让一半的大脑进入睡眠。
动物的不同睡眠方式可以揭示睡眠的功能。如果海豚可以在游泳时一半的大脑进入睡眠，那么睡眠除了对身体有意义外，肯定还对大脑有特定的作用。
在食物链下层的哺乳动物们倾向于花费较少的时间进行较深的，快速眼动睡眠。这揭示了捕食者的威胁影响到了睡眠方式的进化。这个发现对了解睡眠很重要。
许多睡眠研究有一个重大的局限：被研究的动物都是被关着的。如果睡眠行为可以这么多变和不可靠，那么我们是怎么判断动物是否在睡觉呢？最好的方法就是记录大脑的活动。哺乳动物和鸟类（也许还有蜥蜴）有两种睡眠：快速眼动睡眠和非快速眼动睡眠。 这两种睡眠状态以及清醒状态可以通过测量大脑活动和肌肉紧张度来测量。但是直到现在，研究者们仍只能记录被关着的动物们的睡眠神经生理。 这是一个很大的缺陷，因为动物所处的环境对它们的睡眠影响很大。
即使动物的社会环境也可以影响睡眠。当一群鸭子睡成一排时，在两端的鸭子睡觉时会睁着一只眼。这种行为帮助鸭子发现和躲避危险。研究者们最近还在人类身上发现了类似的现象：当在不熟悉的环境里睡觉时，人一半的大脑会睡得较浅，因为这样可以帮助他们更快的对环境暗示做出反应。
为了更好的了解睡眠，我们需要在自然的环境下记录睡眠神经生理。最近神经生理科学的突破让记录自然环境下的睡眠成为可能。
第一个对于野生动物的睡眠神经生理的研究是关于三脚趾树懒的。在关起来时，这种树懒每天睡16个小时。然而野生树懒每天只睡9.5个小时。其它的关于野生动物睡眠的研究也很吸引人。 雄性胸鳍鹬在极地的夏天争夺交配权时几乎不睡觉。在数星期里，每天睡眠少于两小时的雄性胸鳍鹬有最高的繁殖成功率。这项观察完完全全的反驳了睡眠对于清醒时的表现至关重要这一观点。