過眠症（Hypersomnia）は、十分な夜間睡眠をとっているに関わらず、日中に制御不能な強い眠気が生じる、あるいは夜間睡眠時間が病的に延長する中枢性疾患群である。単に必要睡眠時間が長い体質（生理的長時間睡眠者）や、睡眠不足による過剰な眠気とは医学的に明確に区別される。

ナルコレプシー1型（NT1）は、視床下部外側野のオレキシン産生神経細胞が自己免疫的機序により特異的に脱落（約80〜100%消失）することで発症し、強烈な日中の眠気と、情動によって全身の筋力が抜ける「情動脱力発作（Cataplexy）」を主徴とする。ナルコレプシー2型（NT2）は情動脱力発作を伴わず、脳脊髄液中のオレキシン濃度も正常範囲に留まる。特発性過眠症（IH）はオレキシン濃度の低下を伴わず、夜間10〜12時間以上眠っても起床時に強い酩酊状態（Sleep Drunkenness）を呈する。

ロングスリーパーと過眠症患者の根本的な違いは、睡眠の質と日中機能の正常度にある。ロングスリーパーは必要な睡眠が確保されれば日中の覚醒は極めて正常だが、過眠症患者は睡眠時間をどれほど延長しても眠気が解消されない。

1998年、テキサス大学サウスウェスタン医学センターの柳沢正史教授と櫻井武教授らのチームは、機能未知のオーファンGPCRに結合する内因性リガンドの系統的スクリーニングを実施した。ラット脳抽出物から視床下部特異的に発現する新奇の神経ペプチドを発見し、脳室内投与で摂食行動を促進したことから、ギリシャ語で食欲を意味するorexisに因み「オレキシン」と命名した（スタンフォード大学のミノー教授らは同時期に独立して発見し「ヒポクレチン」と命名）。

柳沢らは逆遺伝学的手法でオレキシン前駆体遺伝子ノックアウトマウスを作出し、暗期に突然虚脱して動かなくなる行動を観察、これがヒトのナルコレプシーの情動脱力発作と一致することを発見した。ほぼ同時にミノー教授らが、遺伝性イヌナルコレプシーの原因遺伝子がオレキシン2型受容体の変異であることを突き止め、オレキシン信号系の障害がナルコレプシーの主因であることが確定した。

オレキシン産生ニューロンは視床下部外側野に局在し、脳幹のモノアミン系覚醒中枢（青斑核のノルアドレナリン系、結節乳頭核のヒスタミン系、縫線核のセロトニン系）や腹側被蓋野のドーパミン系へ広範に投射する。睡眠と覚醒は、視床下部前野のGABA作動性抑制系と覚醒系が相互抑制する「フリップ・フロップ・スイッチ」構造をとり、オレキシンはこのスイッチが不安定に動揺するのを防ぐスタビライザーとして機能する。更にオレキシンは、報酬系（VTAからのドーパミン放出を増強し目標指向行動を高める）、食欲・エネルギー代謝、ストレス応答・自律神経制御にも関わる、行動プログラム全体の統合システムである。

天然ショートスリーパー（Natural Short Sleeper: NSS／家族性天然ショートスリーパー：FNSS）は、「目覚まし時計等の外部的制約なしに、全生涯にわたって毎晩4〜6時間程度の短時間睡眠を維持し、かつ日中の覚醒レベル・認知機能・精神的身体的健康が完全に良好に保たれる個体」と定義される。一般成人の必要睡眠時間が7〜9時間であるのに対し、FNSSは正規分布の極端な左裾に位置する。彼らは慢性睡眠不足者に見られる心血管疾患リスクの上昇、糖代謝異常、免疫機能低下、認知機能減退、アルツハイマー病様アミロイドベータ蓄積等の病理的影響を受けないどころか、特定の変異モデルでは神経変性への耐性や寿命延長効果すら示されている。

カリフォルニア大学サンフランシスコ校のYing-Hui Fu教授とLouis Ptáček教授らの家系解析研究により、FNSSの原因となる希少遺伝子変異が特定されている。

DEC2遺伝子の384番目のプロリンがアルギニンに置換された点変異（P384R）は、CLOCK/BMAL1転写促進に対する抑制能を変化させ、オレキシン前駆体プロモーターの抑制を解除してオレキシン発現を増加させる。ヒトで発見されたこれらの変異を導入したノックインマウス・ショウジョウバエでは、いずれも睡眠時間が有意に短縮しながら記憶・学習能力の低下は見られず、変異が単に覚醒を強制するのではなく脳の修復・記憶再構成プロセスそのものを効率化させていることを示唆する。

睡眠ラボで客観的・長期的に測定され、健康に支障がないと科学的に実証された天然ショートスリーパーの睡眠時間は、最長でも4〜6時間程度である。臨床的に「1日数分〜2時間未満の睡眠で長期的に健康を維持出来ている人間」が確認された例は存在しない。

起きて活動していると本人が主張している時間帯でも、脳波レベルでは数秒〜数十分間の「マイクロスリープ」が頻発している。高密度EEG研究では、脳全体は覚醒波を示していても前頭葉や視床等特定領域のみが局所的に徐波を呈する「局所睡眠」も確認されている。逆に、本人が「一晩中ほとんど眠れなかった」と訴えていても、PSG検査では正常な徐波睡眠が6〜7時間観察される「睡眠状態誤認」も存在する。真に睡眠が不要な個体と、自覚がないだけの睡眠不足者を科学的に識別するには、高密度終夜睡眠多本図検査、アクチグラフィ、連続体温測定、持続覚醒下PVT、fMRIによる前頭前皮質負荷評価を組み合わせた統合検査が必須となる。

睡眠と覚醒の制御は、ボザリーの「2過程モデル」に代表される、サーカディアンリズム（過程C）と睡眠恒常性（過程S）の相互作用によって維持されている。過程Cは視交叉上核の体内時計が駆動する約24時間周期の振幅であり、過程Sは覚醒時間に比例して脳内にアデノシン等の睡眠物質が蓄積し、睡眠圧を高めるプロセスである。

覚醒と睡眠の移行は、オレキシン（覚醒系の安定化）、ドーパミン（覚醒度維持・報酬予測）、ノルアドレナリン（注意集中・緊急時の高覚醒）、ヒスタミン（全皮質への覚醒刺激）、セロトニン（安静覚醒）、アセチルコリン（覚醒・REM睡眠の駆動）、そしてGABA（覚醒中枢を直接抑制し睡眠を導入）という複数の神経伝達物質の調律によって実行される。

遺伝的FNSS変異の保有者には、単に睡眠時間が短いだけでなく「高エネルギー」「楽観的」「野心・タスク遂行志向が強い」「ストレス耐性が高い」といった行動・心理学的傾向が共通して高頻度で見られることが報告されている。

「睡眠時間の短さ」が「野心」を作り出しているのではなく、「特定のアドレナリン系・オレキシン系・ドーパミン系神経回路を強化する遺伝的変異が、覚醒維持能力の向上と報酬追求・動機付け行動の亢進を同時に引き起こしている（遺伝的多面発現：Pleiotropy）」という解釈が最も適合する。オレキシンニューロンはVTAのドーパミン作動性ニューロンへ直接結合しており、オレキシン刺激の強化は覚醒維持と共に新規刺激の探索や目標達成へのモチベーションを増強する。

「眠らなくても平気」という臨床像は、必ずしも健康な天然ショートスリーパーを意味しない。精神医学的疾患や過度なストレス、物質使用に伴う過覚醒状態との鑑別が必須である。

躁病エピソードでは「睡眠欲求の減少」が生じ、患者は睡眠不要を主張し活動し続けるが、観念奔逸や衝動的リスク行動を伴い、エピソード終息後は激しい抑うつや過眠へ移行する点が、生涯一貫しているFNSSと根本的に異なる。ストレス等でHPA軸が過剰駆動しコルチゾールが恒常的に高値となる状態や、カフェイン・精神刺激薬の摂取は、脳の疲労・睡眠圧を一時的に遮断しているだけであり、長期的には心血管系や免疫系への深刻なダメージをもたらす。

ある家系内に複数の短時間睡眠者が存在する場合、その遺伝構造を解明する為に三つのアプローチが用いられる。家系研究は顕性遺伝形式をとる短時間睡眠の解析に適しており、DEC2・ADRB1・NPSR1・GRM1等の希少な単一遺伝子変異の特定に成功している。双生児研究は一卵性・二卵性双生児の睡眠パターンを比較し、遺伝と環境の寄与率を分離する（睡眠時間・睡眠構造・chronotypeの遺伝率は20〜40%）。全ゲノム関連解析（GWAS）は共通一塩基多型を検索するが、同定される共通変異1個あたりの効果は「数秒〜数分程度」と極めて微小である。

一般集団における睡眠必要量は数百の遺伝子の微小な組み合わせ（ポリジェニック）で決定されており、特定家系で見られる「4時間睡眠で平気な天然ショートスリーパー」は、特殊な希少変異（メンデル遺伝的変異）による例外的な生物学的フェノタイプであると整理される。

人間社会において、睡眠時間の偏りや夢の体験は古来より宗教的・スピリチュアルな思想と結び付けられて来た。科学的事実と神秘主義的解釈は明確に分離される必要がある。スピリチュアル解釈においては、ショートスリーパーや不眠者は「魂の波動が高い」「次元上昇を果たした」「宇宙エネルギーを取り込んでいる為休養を必要としない」等と象徴化され、更に極端な主張として不食・不眠（ブレサリアン）の言説も存在する。ロングスリーパーは「カルマの浄化作業を行っている」、明晰夢は「幽体離脱や並行世界へのアクセス」と解釈されることもある。

睡眠必要量の個人差は、「睡眠恒常性（シナプス修復・代謝物洗浄）の処理効率」と「覚醒維持システムの推進力」の双方が、ゲノム上の多遺伝子構造および希少変異によって個体毎に異なってセットアップされていることに起因する。効率的な修復機構を持つ個体は、短時間の徐波睡眠で脳の初期化を完了させることが出来る。

「短時間睡眠が野心を生む」という直接的因果関係ではなく、「同一の神経回路（特にオレキシン系・モノアミン系・ドーパミン系）が、覚醒の維持と目標指向的モチベーションの双方を同時に駆動している」という遺伝的多面発現の基盤が存在する。ただしこの生物学的基盤を持つのは真の遺伝的FNSS（全人口の0.1%未満）に限られ、一般人が無理に睡眠を削った場合は逆に行動意欲と認知機能が崩壊する。オレキシンは視床下部からVTAのドーパミン系へ投射することで、覚醒・摂食・代謝・交感神経・報酬動機付けを一元的に統合するマスターレギュレーターであり、高覚醒状態と高モチベーション状態を同時に維持する架け橋としての役割を果たしている。