Ερευνητές ισχυρίζονται ότι ο εγκέφαλος της γάτας εμφανίζει αρκετές ομοιότητες με τον ανθρώπινο, και πως είναι σχεδόν βέβαιο ότι και οι γάτες ονειρεύονται. Άλλωστε, σχετικές έρευνες κατέγραψαν την εγκεφαλική δραστηριότητα ποντικών την ώρα που ήταν ξύπνια, αλλά και κατά τη διάρκεια του ύπνου τους, και αφού τις συνέκριναν, κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι όλα θα θηλαστικά ονειρεύονται.
Ακόμη ένα στοιχείο, το οποίο πείθει τους επιστήμονες ότι οι γάτες ονειρεύονται, είναι η μνήμη. Οι γάτες σίγουρα μπορούν να εκπαιδευτούν, ώστε να θυμούνται και να ακολουθούν εντολές, όπως και να αντιδρούν με αποτελεσματικότητα σε καταστάσεις παρόμοιες με αυτές που έχουν αντιμετωπίσει στο παρελθόν.
Τα όνειρα, όπως έχει αποδειχτεί από μελέτες, παίζουν σημαντικό ρόλο στην ανάπτυξη και τη χρήση της μνήμης, οπότε είναι μια καλή ένδειξη ότι οι γάτες ονειρεύονται.
Επίσης οι γάτες εμφανίζουν παρόμοια συμπεριφορά με τους ανθρώπους, τους ποντικούς και τους σκύλους κατά τη διάρκεια του ύπνου. Τα μουστάκια τους κινούνται, όπως και οι πατούσες τους κάποιες φορές, ή κάνουν κινήσεις με το στόμα και τη μύτη.
Αυτές οι κινήσεις αποτελούν ένδειξη ύπνου σταδίου REM, δηλαδή του ίδιου σταδίου στο οποίο οφείλονται τα όνειρα στους ανθρώπους. Σε αντίθεση με τους ανθρώπους, βέβαια, οι οποίοι χρειάζονται περίπου 90 λεπτά για να ολοκληρώσουν έναν πλήρη κύκλο ύπνου (ελαφρύς ύπνος, βαθύς ύπνος, ύπνος REM), στις γάτες ένας πλήρης κύκλος ύπνου διαρκεί μόλις 22 λεπτά.