Вначале считалось, что сновидения являются продуктом возбуждения коры головного мозга и что быстроволновой сон возникает в коре головного мозга. На самом деле, исследования подтверждают, что ткани, расположенные над головным мозгом, не производят быстроволновой сон, а скорее быстроволновой сон производится головным мозгом и тканями, расположенными ниже головного мозга. Различные части понс поддерживают различные проявления REM-сна. Ретикулярное ядро головного мозга в основном поддерживает десинхронизированные мозговые волны быстроволнового сна, а центральная часть nucleus accumbens иннервирует быстрые движения глаз, вызываемые ретикулярной формацией головного мозга. Каудальная часть nucleus accumbens оказывает тормозящее влияние на мышечное напряжение через ретикулоспинальный тракт. Эта деятельность nucleus accumbens в свою очередь зависит от запуска nucleus intermedius, каудальная часть которого вызывает возбуждение средней и каудальной частей nucleus accumbens, тем самым запуская весь REM-сон. Переход от медленноволнового сна к быстроволновому — это непрерывный и изменяющийся процесс, а не простое «включение и выключение». При РТС, хотя внешняя визуальная информация не поступает, активация корональной системы стрельбы позволяет человеку воспринимать, что информация поступает из внешнего мира, что приводит к различным восприятиям сновидений, и этот процесс когнитивной интеграции может быть прерван волной ПГО из понтинного мозга, которая может быть зарегистрирована в понтинном мозге, латеральном коленчатом теле и затылочной коре как периодическая высокоамплитудная стрельба, называемая волнами ПГО. Волны PGO отмечают начало быстроволнового сна, поэтому сновидения часто бывают прерывистыми и нелогичными.