研究人员从五个现有的数据集中提取数据，将134名参与者的数据分为四组:完全睡眠剥夺(一晚没有睡眠)、部分睡眠剥夺(一晚在床上睡3小时)、慢性睡眠剥夺(每晚在床上睡5小时，持续5个晚上)和对照组(每晚在床上睡8小时)。其中每个人每晚都要做一次核磁共振，以便研究人员比较他们睡眠不足前后以及整晚休息后的大脑情况。
研究人员使用的是一种名为brainageR的机器学习算法来确定参与者大脑的表观年龄。这种公开的算法根据一个人的大脑核磁共振成像 (MRIs）,基于健康的大脑在特定年龄时的组织和液体容量来预测一个人的实际年龄。在过去的测试中，研究人员发现brainageR可以准确预测大约四年内的年龄。
在这项新研究中，研究人员发现，对于一晚没睡的那组人，brainageR估计他们比基线时的平均年龄大一到两岁。但幸运的是，经过一夜的恢复性睡眠后，这些变化就消失了。换句话说，如果熬夜几乎没怎么睡，那么第二天及时补觉是能够逆转这种异常的。
此外，与对照组相比，部分睡眠剥夺组和长期睡眠剥夺组在预测年龄方面没有显著差异。这些结果与早期关于睡眠不足对大脑影响的研究相吻合。有证据表明，睡眠不足的人的大脑会发生几种类型的变化，包括液体分布和灰质体积的变化。
研究资深作者David Elmenhorst博士表示，大脑形态的广泛变化也可以用这种大脑年龄的方法捕捉到。但重要的是，他将机器学习算法结果解释为推断的衰老的变化，并非实际一夜就真的衰老了2年。
