干细胞疗法在改善失眠方面的应用主要基于其潜在的细胞再生和修复能力。干细胞具有分化为多种组织细胞的能力，包括神经元和胶质细胞，这些细胞与大脑的睡眠-觉醒周期密切相关。一些研究认为，通过干细胞移植或细胞治疗，可能有助于修复受损的神经网络，提高大脑对睡眠调节剂的反应，从而改善睡眠质量。
人胚胎干细胞或诱导多能干细胞（iPS细胞）可以被引导分化成特定的神经细胞，用于替换或补充在失眠患者中可能受损的神经元。这种方法可能会减轻由于慢性压力、神经退行性疾病或创伤导致的失眠症状。
目前干细胞治疗失眠的研究仍处于初级阶段，大部分是实验室研究和小规模临床试验，大规模临床应用尚需进一步验证。效果因个体差异而异，且可能存在潜在的风险和副作用。因此，对于失眠的治疗，常规的药物治疗、心理咨询和生活方式调整仍然是主要的治疗手段。
