Delfíni využívají takzvaný jednohemisférický pomalovlnný spánek: vždy jedna mozková hemisféra se vypne a odpočívá, zatímco druhá zůstává bdělá, aby zvíře mohlo vyplouvat k hladině pro vzduch a sledovat okolí.
Delfín, který se pomalu vznáší těsně pod hladinou, může na první pohled působit bděle. Ve skutečnosti ale pracuje jen polovina jeho mozku. Tento stav, označovaný jako jednohemisférický pomalovlnný spánek, umožňuje jedné mozkové hemisféře hluboce odpočívat, zatímco druhá si udržuje povědomí o dění ve vodě kolem i o nutnosti pravidelně se vynořovat kvůli nadechnutí.
Během tohoto typu spánku ukazují záznamy elektroencefalogramu v „odpočívající“ hemisféře pomalovlnnou aktivitu, zatímco druhá polovina mozku vykazuje vzorec činnosti typický pro bdělý stav. Oko na straně spící hemisféry se zavře, oko na aktivní straně zůstává otevřené a sleduje ostatní delfíny i možné predátory. Klíčové je, že bdělá hemisféra stále řídí vůlí ovládané dýchání a zajišťuje pravidelné výstupy k hladině, místo aby jeho kontrolu plně předala automatickým rytmům v mozkovém kmeni.
Střídání obou hemisfér vytváří jakýsi rotační režim zotavení. Udržuje synaptickou rovnováhu a základní metabolickou aktivitu mozkové tkáně, aniž by zvíře ztratilo ostražitost. Podobné vzorce byly popsány i u dalších mořských savců a u některých druhů ptáků, což naznačuje obdobné evoluční řešení problému spánku v prostředí, kde hrozí potopení, utonutí nebo napadení. V oceánu je odpočinek spíš pečlivě vyjednaný kompromis než úplné vypnutí.