Solange wir wach sind, bewegen wir ständig verschiedenste Muskeln und nehmen unsere Umwelt aktiv wahr. Im Schlaf ­hingegen verharren wir die meiste Zeit wie ­gelähmt und verlieren das Bewusstsein. Der Unterschied zeigt sich im Elektroenzephalogramm (EEG): Eine Tiefschlafphase beispielsweise erkennt man an den langsamen großen Wellen; im Wachzustand sind die EEG-Wellen deutlich schneller und verlaufen mit geringerem Ausschlag.

Da schlafende Tiere eine leichte Beute für Fressfeinde sind, haben einige Spezies wie Delfine und Robben, aber auch manche Vogelarten eine besondere Eigenschaft entwickelt: Bei ihnen schlummert nur eine Hirnhälfte, während die andere wachsam bleibt. Dabei ­halten einige von ihnen sogar ein Auge offen. Manche Tiere verfallen lediglich in bestimmten Situationen in einen solchen halbseitigen Tiefschlaf (englisch: unihemispheric slow-wave sleep, kurz USWS), sonst schlummern bei ihnen beide Hirnhälften.

Einer der Ersten, die den halbseitigen Schlaf bei Tieren entdeckten, war der durch seine exzentrischen Selbstversuche bekannt gewordene Neurowissenschaftler John C. Lilly (1915–2001). In den 1960er Jahren hatte er beobachtet, dass Delfine in ihren Ruhephasen jeweils nur ein Auge schlossen. Lilly nahm an, die Tiere würden selbst im Schlaf noch ihre Umgebung im Blick behalten und Geräuschen lauschen. Was sich in ihrem Gehirn tatsächlich abspielt, brachten jedoch erst spätere Experimente ans Licht …