Орексинергическая (орексин/гипокретинергическая) система мозга и ее нейроны, довольно немногочисленны, однако они сильно ветвятся, достигая всех активирующих систем мозга. Активируя аминергические, холинергические и глутаматергические «центры бодрствования» орексин вызывает пробуждение и бодрствование. Именно поэтому орексин также называют «активатором активаторов». Сами же орексиновые нейроны активируются холинергическими проекциями базальной части переднего мозга и глутаматергическими нейронами гипоталамуса и тормозятся ГАМК-ергическими гипоталамуса и серотонинергическими нейронами ядер среднего шва.
Голубое пятно (LC) представляет собой скопление норадренергических нейронов, занимающих область между мостом и средним мозгом. Они (нейроны) направляют свои волокна ко всем отделам мозга, используют норадреналин в качестве нейромедиатора. Условиями для активации мозга голубым пятном являются стресс, принципиально новые стимулы и этап перехода от медленного сна к быстрому.
Дорсальные ядра шва (DR) – скопления серотонинергических нейронов продолговатого мозга. «Производительность» этих нейронов, а также уровень серотонина высоки в период бодрствования и принимают минимальные значения в период сна. При этом во время быстрого сна активность серотонинергических нейронов не наблюдается. Они играют важную роль не только в процессах бодрствования.
Холинергическая система педункулопонтийного ядра (РРТ), латеродорсального тегментума (LTD) и базальной части переднего мозга (BF) дугообразно направляет свои волокна к каждой структуре головного мозга. Выбирает нейромедиатор – ацетилхолин. Система активно работает во период бодрствования и в фазе быстрого сна. Ее активность заметно снижена во время медленного сна.
Супрахиазматическое ядро (SCN, «биологические часы») играет роль распределителя сна в суточном цикле. При разрушении этой структуры у лабораторных животных можно наблюдать периоды их сна в разное время суток, вместо характерного длительного периода в течение дня. Задний латеральный гипоталамус с нейромедиатором орексином (гипокретином), обнаруженным учеными в конце 20 века, выполняет свою основную функцию, а именно, поддерживает состояние бодрствования. Туберо-маммилярное ядро (TMN) является частью гипоталамуса с нейромедиатором гистамином. Наиболее активен в период бодрствования, относительно пассивен во время медленного сна и «не работает» в фазе быстрого сна.
Структуры, отвечающие за осуществление фазы медленного сна.
Серотонинергические нейроны ядер шва выполняют ряд важных функций в процессе засыпания.