Razmerje med spanjem in termoregulacijo je bilo poudarjeno s številnimi raziskavami na ljudeh in različnih živalih. Pred prikazom rezultatov te raziskave je potreben kratek uvod v spanje, ki ga bodo mnogi vedeli, da ni enako ves čas njegovega trajanja, ampak je sestavljen iz dveh glavnih faz, ne-REM (ortodoksnega spanja) in REM ( paradoksno spanje). Analiza izraza REM nam omogoča, da cenimo bistvene razlike med tema dvema fazama; REM je pravzaprav kratica hitrih gibov oči = hitri gibi oči .
Nasprotno pa je za nespecifično spanje značilna zaspanost vseh avtonomnih funkcij, kar dokazuje EEG sled, za katerega so značilni veliki in počasni valovi.
Faze spanja REM, razporejene z daljšimi obdobji globokega spanca, trajajo vsakih 15-20 minut in se ponavljajo približno vsaki dve uri. Nočne faze ortodoksnega spanca se postopoma zmanjšujejo, trajanje REM tipa pa se povečuje v trajanju in intenzivnosti, vse do najdaljšega trenutka pred prebujanjem.
Glede na povedano ni presenetljivo, da pojav ne-REM spanca spremlja zmanjšanje presnovnih procesov, kar dokazuje zmanjšanje srčne aktivnosti in centralne telesne temperature ter povečanje kožne aktivnosti. Med spanjem, ki ni REM, je torej termoregulacija usmerjena k zmanjšanju same telesne temperature. Poleg tega se zdi, da je splošni upad metabolične aktivnosti posredovan s termoregulacijsko kontrolo, ki predvideva pojav spanja; zato se zdi, da zmanjšanje presnovnih procesov ni le posledica, temveč tudi nujna zahteva za spodbujanje spanja. Med fazo spanja brez REM-a telo ohranja svojo termoregulacijsko sposobnost; posledično, podobno kot se dogaja v budnem stanju, se odziva na povišanje temperature okolja s polipenijo, periferno vazodilatacijo, znojenje, zmanjšanjem metaboličnih procesov, ki so osnova opcijske termogeneze, in predpostavko držanja, ki daje toplotni disperziji; obratno, ko se temperatura okolja zniža, med spanjem, ki ni REM, je mogoče oceniti kožno vazokonstrikcijo, piloerekcijo, povečanje izbirne termogeneze in, omejeno na faze ena in dva, pojav drgetanja. Opisano stanje se ne pojavi v fazah REM spanja, med katerimi hipotalamus izgubi sposobnost termoregulacije, tako da omogoča paradoksalno vedenje s pojavom kožne vazokonstrikcije pri živalih, izpostavljenih toploti in vazodilataciji pri tistih, ki so izpostavljeni mrazu. Posledično se med spanjem REM edine rešitve za zaščito telesa pred čezmernimi temperaturnimi spremembami kažejo v prebujanju ali prehodu v fazo spanja brez REM. Cerri in sodelavci, 2005, so na primer pokazali, kako je izpostavljenost podgan hladnim okoljskim razmeram, ki vodijo do izgube termoneutralnosti, povzročila zmanjšanje za približno 80% v času trajanja REM spanca, normalno izraženega pri tej vrsti. .
