睡眠不足反而精神亢奋，主要是由于睡眠周期或者睡眠生物钟的作用而导致。正常人群在睡眠当中主要有两个阶段，一个是非快速眼动睡眠，此睡眠状态下伴有慢速眼动。还有一个是快速眼动睡眠，处于做梦阶段，主要进行精力的恢复。
正常的睡眠周期是90分钟，每个晚上要经历4-5个周期。如果睡眠不足，会导致大脑的神经递质分泌减少，主要是γ-氨基丁酸分泌减少，兴奋性氨基酸谷氨酸等分泌增加，促进新陈代谢的神经递质也会分泌减少。谷氨酸及大脑的胰高血糖素分泌会使血糖升高，促进人体的代谢、消耗，引起大脑兴奋性的改变，导致大脑处于兴奋的状态。
所以刚开始睡眠不足时，会出现这些激素的分泌异常，从而出现精神亢奋的症状。长期睡眠不足会引起兴奋性神经递质的耗竭，出现很困、精神亢奋，但又感到疲劳、失眠的现象，这是由于兴奋性神经递质的作用导致的神经衰弱。总的来说，睡眠不足的时候会出现精神亢奋，但是长期的亢奋，是一种神经衰弱的症状。