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据估计，全世界有 40% 的人难以获得充足的睡眠，并且越来越依赖咖啡因来缓解疲劳，因此了解影响睡眠的具体时间和数量至关重要。
研究人员进行了一项安慰剂对照、双盲、随机研究，涉及 23 名 18-40 岁的健康男性参与者。参与者必须是适度摄入咖啡因（每天少于 300 毫克），并且没有可能影响睡眠的疾病或习惯。为避免与激素周期相关的混杂影响，排除了女性参与者。
每位参与者在 21 天内完成了七项实验条件。这些条件包括在他们通常就寝时间前 12、8 或 4 小时摄入 100 毫克（大约相当于一杯咖啡）或 400 毫克咖啡因（或安慰剂）。参与者遵循一致的睡眠时间表，并通过可穿戴监视器和睡眠日记进行确认。在实验期间，咖啡因以胶囊形式给药，并收集唾液样本以验证体内的咖啡因水平。睡眠既通过经过验证的睡眠监测设备进行客观评估，也通过参与者报告的睡眠质量和持续时间进行主观评估。
研究结果强调了剂量依赖性关系，剂量越高，睡眠中断越明显。具体而言，100 毫克剂量对客观或主观睡眠结果均没有可测量的影响，即使在睡前四小时服用也是如此。相比之下，即使在睡前 12 小时内服用 400 毫克的咖啡因也会导致睡眠中断。
睡前 12 小时内摄入 400 毫克咖啡因会对睡眠产生负面影响，而且越接近睡前摄入咖啡因，影响就越严重，他们的睡眠结构明显受到干扰，尤其是深度恢复性睡眠（非快速眼动第 3 阶段）减少。此时，总睡眠时间略有减少，参与者在夜间醒来的次数略有增加。
睡前8小时摄入咖啡因时，这些影响变得更加明显。睡眠效率（以在床上睡眠时间的百分比计算）下降了 7%，参与者在最初入睡后醒来的时间更长。这个时间也导致夜间醒来的次数增加，深度睡眠时间进一步减少，会出现显着更大的睡眠碎片化。
最严重的睡眠中断发生在参与者睡前四小时摄入 400 毫克咖啡因时。入睡潜伏期平均增加了 14 分钟，总睡眠时间减少了约 50 分钟，深度睡眠时间大幅减少。
虽然很多人觉得自己喝咖啡并未影响自己的睡眠，但研究结果表明，即使个人没有察觉到它，但它也可能扰乱睡眠。
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