醒睡之间的差异研究以及睡眠研究，均把醒态和睡眠态作为意识的两个独立态。对于认知睡眠基本规律而言，醒态和睡态之间的变换是睡眠研究的基本问题之一。但是，转换机制的研究仍然处于争论中。从细胞分子水平出发，醒态到睡态之间转换，存在两种对立观点：跃迁观点(flip-flop switch)和脑态平稳过渡观点(smooth change)。这些观点出发点均把脑行为理解为单细胞行为。但这种行为并不一定完全和脑整体功能相对应。因此，有必要从功能角度对脑态变换进行探测和分析。这将有可能在整体水平揭示脑态变换特性。然而，由于方法学限制，通用方法(EEG、睡眠报告等)难以对脑态描述，也就难以对脑状态探测。因而，探测醒、睡之间变换是平稳变换还是离散变换也就更加困难。本文分两个步骤对脑态变换问题进行研究。①发展监测脑态变换中的微行为和微结构的实验方法，并寻找脑态变化描述的“量”。②以此为基础，探测脑态转换阶段脑实时加工特性。论文首先综述了该问题研究的进展和本论文工作赖以开展理论基础，包括，睡眠研究已有成果和最新进展。在考察通用监测方法缺陷基础上，设计了一种实时的、定量认知探针。排除了可能影响信息加工的两个关键参数：感觉信号传入时间、决断信号输出时间。寻找到了醒睡转换中描述脑加工的物理量。利用该物理量变化，探测脑实时加工变化。结果显示，通过PSQI标准获取正常被试者，在本论文发展的实验方法下探测，入睡正常，且能观测到实时变化，表明实验方法是有效的。从脑信息加工的三级模型出发，监测刺激信源和大脑信息通讯过程，获得信息流通过程的互信息量，来分析脑信号加工的信息通道特性。对比分析人脑处于清醒态和醒睡转换中的特性差异，证明了醒睡转换是一个不同于觉醒态和睡眠态的独立阶段。通过监测醒态和睡眠态的“信息加工率”，获取信息加工率时间序列。利用相空间重构技术和GP算法，对脑信息加工过程进行脑状态萃取。结果显示，人脑完全清醒时的脑加工特性和醒睡变换中的脑加工特性完全不同。分离结果表明，醒睡转换之间，存在特殊的不同于清醒态时的脑信息加工状态。这也意味着，醒睡之间存在特殊的中间变换机制。