Мозг дельфина никогда не отключается полностью. Вместо этого одна полушария погружается в глубокий отдых, а другая остаётся достаточно активной, чтобы направлять движение, поднимать тело к поверхности за воздухом и непрерывно сканировать воду в поисках опасности.

Эта стратегия, известная как унигемисферный медленный сон, отчётливо видна на записях электроэнцефалограммы: одна сторона коры головного мозга показывает медленные, высокоамплитудные волны, характерные для глубокого сна, тогда как противоположная сторона демонстрирует активность, похожую на бодрствование. На поверхности такое расщеплённое состояние легко заметить. Один глаз остаётся открытым, им управляет бодрствующее полушарие и отслеживает обстановку вокруг. Второй глаз закрывается, пока соответствующая половина мозга проходит фазу восстановления, поддерживая синаптическое равновесие и базовый уровень обмена веществ, не «выключая» при этом всё животное.

Поскольку дыхание у дельфинов в значительной степени произвольно, а не полностью автоматическое, они не могут безопасно погружаться в полную мышечную неподвижность и фазу быстрого сна с быстрыми движениями глаз, как многие наземные млекопитающие. Унигемисферный сон решает эту задачу. Бодрствующее полушарие координирует регулярные подъёмы к поверхности, поддерживает мышечный тонус и дистанцию между членами стаи, сохраняя настороженность к хищникам и возможным столкновениям. Со временем полушария меняются ролями, так что общая потребность во сне удовлетворяется, но контроль над ситуацией в океане никогда полностью не теряется, а отдых превращается в непрерывные, тщательно выверенные переговоры с морем.