神经生物学认为脑皮质过度觉醒是原发性失眠症患者的生理学特征，是原发性失眠症重要的发病机制，降低脑皮质过度觉醒能有效改善患者失眠症状。
慢性失眠的过度觉醒机制研究由来已久。
早在1997年，Bonnet就提出了失眠的神经认知模型和过度觉醒概念。
在相同的睡眠压力刺激下，与正常睡眠的人相比，失眠的人表现出更明显的生理性过度兴奋。正是这种过度兴奋的生理变化所反映的过度觉醒状态导致了失眠的发生。
神经认知模型
生理-认知-皮层的过度兴奋表现通常被认为是慢性失眠症过度觉醒状态的表现。
失眠的人与正常睡眠的人对比，不光在中枢（皮层）神经系统显示出生理性的过度兴奋表现，也可以表现在认知和情绪方面。
Riemann 等人在3P模型和神经认知模型的基础上，2010年系统提出了 失眠的过度觉醒模型。
该模型认为，失眠是由一系列认知-行为和神经-生物层面的因素交互作用的结果。
认知-行为层面：
首先，突发的心理压力事件及伴随的焦虑情绪导致失眠问题的出现。
其次，由于对睡眠问题的担心，对睡眠的注意偏好导致不恰当的助眠行为（比如提前上床，日间补睡等）。
而这些行为会进一步导致睡眠问题恶化，最终形成条件性反射。
神经-生物层面：
心理压力事件会伴随着皮质醇、食欲肽等的升高和腺苷、5-羟色胺等的降低，这些神经递质的变化会导致促觉醒和促睡眠脑区的神经元活性改变。
这些会导致暂时性皮层过度觉醒和睡眠内稳态、昼夜节律的失调，而最终带来睡眠-觉醒系统的彻底改变和长期的皮层过度觉醒，造成失眠从急性逐渐向慢性转变。
总结下，过度觉醒是一个综合概念，包括认知过度觉醒、躯体过度觉醒和皮层过度觉醒三个层面。
过度觉醒既包括担心、紧张等认知觉醒水平的升高，也包括躯体、皮层等生理觉醒水平的升高，是认知、躯体和皮层都处于一种高紧张高活动的状态。
失眠群体过度觉醒的影响因素主要包括性别、完美主义、对睡眠的消极态度和信念、反刍等，而知觉压力及其伴随的焦虑情绪是否存在影响，还存在争议。
近年来，基于过度觉醒理论，睡眠专家也针对性开发了一些失眠解决方案，逐渐应用于临床并取得了一些积极的效果。
过度觉醒作为失眠的核心特征，或许会成为寻找失眠客观诊断指标的关键突破口，成为理解失眠发病机制和开展针对性治疗的关键。
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