早在20世纪80年代，唐荣江在研究冬虫夏草与百灵胶囊的药理作用时，就发现对神经系统的镇静作用，两者均与戊巴比妥钠有协同的作用，能显著增强戊巴比妥钠的中枢镇静作用。1988年，张力等人发现冬虫夏草可加强氯丙嗪的镇静作用，可抵抗苯丙胺对中枢神经系统的兴奋作用可对抗烟碱引起的小鼠强制性惊厥，减少死亡率可显著延长的士宁引起惊厥的潜伏期，可使动物体温明显下降。
大量研究发现，人体免疫系统在调节睡眠方面发挥了重大作用。免疫系统通过改变各种免疫细胞发生细胞因子表达水平，而相关的细胞因子又通过与机体神经系统和内分泌、激素相互作用参与睡眠调节。
沈南英冬虫夏草可以通过调节内分泌激素体内平衡，间接参与人体睡眠-清醒的调节。最近发现，生理水平的雌激素促使TH1/TH2的平衡向TH1的方向发展，药理水平的雌激素促使TH1/TH2的水平向TH2的方向发展，而冬虫夏草可以温和的调节激素水平。
因此，沈南英冬虫夏草可以通过中枢神经系统、内分泌系统和免疫系统发挥作用改善睡眠的作用。
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