طبق یک مکتب فکری، عملکرد خواب تثبیت حافظه است. با این حال این دو ایتالیایی با اینکه هرگز نمی خوابند اما مشکل حافظه ندارند. یک مرد و یک زن، هر دو در پنجاه سالگی، در مراحل اولیه بیماری دژنراتیو سیستم عصبی به نام آتروفی چند سیستمی (MSA) هستند. مورد آنها سؤالاتی را در مورد هدف خواب ایجاد می کند. افراد سالم همیشه در یکی از سه حالت هوشیاری هستند:
1) بیداری
۲) با حرکات سریع چشم بخوابید (REM)
3) خواب غیر REM.
اما در بیماران ایتالیایی هر سه با هم مخلوط می شوند. روبرتو وترونیو از دانشگاه بولونیا و همکارانش اولین کسانی بودند که این دو را مبتلا به اختلال رفتاری REM، که فلج یا کاتاپلکسی است، تشخیص دادند که معمولاً مانع از ایفای نقش افراد در خواب در رویاهای خود یا ابراز احساسات در عمل می‌شود. وجود ندارد.
این وضعیت می‌تواند منجر به افتادن افراد در خواب REM، ناله کردن و گاهی اوقات بلند شدن و آسیب دیدن تخت شود. اما به گفته مجله Sleep Medicine، این بیماران خیلی زود این مرحله را پشت سر گذاشتند و وارد وضعیت عجیب تری شدند.
یکی از راه‌های اصلی اندازه‌گیری خواب، نظارت بر فعالیت امواج مغزی است که می‌تواند با قرار دادن الکترود روی جمجمه در تکنیکی به نام الکتروانسفالوگرافی (EEG) انجام شود. خواب غیر REM خود به چهار مرحله تقسیم می شود که صرفاً بر اساس الگوهای EEG تعریف می شوند. به دو مورد اول خواب سبک و دو مورد آخر خواب عمیق یا آهسته می گویند.
هنگامی که بیماران ایتالیایی به نظر می‌رسند که خواب هستند، EEG آنها نشان می‌دهد که مغز آنها بیدار است یا به سرعت بین خواب REM و خواب REM دیگر حرکت می‌کند. با این حال، هنگامی که تحت یک سری تست های عصبی روانشناختی قرار می گیرند، هیچ ضعف ذهنی نشان نمی دهند. به گفته مارک ماهاولد از دانشکده پزشکی دانشگاه مینه‌سوتا، که اولین نویسنده مشترک اختلالات رفتاری REM در سال 1986 بود، تثبیت حافظه هنوز در مغز دو بیمار ایتالیایی رخ می‌دهد و باعث ایجاد نقص در آنها می‌شود. آنها شناختی نمی شوند. یا دیوانه او می گوید: «آنچه با توجه به آنها نیاز به بازنگری دارد، تعریف خواب است.
دکتر مه ولد معتقد است که خواب در صورت نبود نشانگرهایی که در حال حاضر تعریف می کند نیز می تواند اتفاق بیفتد، یعنی این نشانگرها کافی نیستند. علاوه بر این، بیماران ایتالیایی این ایده را تایید می‌کنند که در سال‌های اخیر آنقدر رایج شده است که بیدار شدن و خوابیدن از یکدیگر جدا نیستند. به عبارت دیگر، مغز انسان می تواند همزمان بخوابد و بیدار شود.
شواهد این واقعیت به شکل فهرست رو به رشدی از بیماری‌هایی است که در آنها بیداری، خواب REM و خواب غیر REM به نظر می‌رسد در هم تنیده شده‌اند. یک مثال نارکولپسی است که در آن رویدادهای دارای بار عاطفی باعث کم آبی ناگهانی بدن می شود. هنگامی که عنصر رویا وارد بیداری REM می شود، که می تواند ناشی از کمبود خواب باشد، نتیجه خواب بیداری یا توهم است. زیرا چنین رویاهایی می توانند فوق العاده قانع کننده باشند. توضیح احتمالی دیگری برای این معمای ایتالیایی وجود دارد: اینکه خواب اصلاً برای حافظه ضروری نیست
جری سیگل از دانشگاه کالیفرنیا، لس آنجلس، عادات خواب بسیاری از حیوانات را بررسی می کند و فکر می کند که احتمالاً توضیح درستی است. همه اینها اطلاعات جدیدی را به محققان می دهد که می تواند آنها را در شب بیدار نگه دارد.