Der Hirnstamm, der sich an der Basis des Gehirns befindet, ist für die Steuerung von Schlaf und Träumen verantwortlich. Die Strukturen im Hirnstamm, wie Hypothalamus, Pons und Medulla oblongata, arbeiten zusammen, um den Schlaf-Wach-Zyklus, den REM-Schlaf (Rapid Eye Movement) und den Non-REM-Schlaf zu regulieren. Der Hypothalamus hilft bei der Steuerung der inneren Uhr des Körpers, des Tagesrhythmus und der Ausschüttung von Hormonen, die Schläfrigkeit oder Wachheit fördern. Die Pons sind an der Regulierung des Schlafzustands und der Erleichterung des Übergangs zwischen Wachheit und Schlaf beteiligt. Die Medulla oblongata spielt eine Rolle bei der Steuerung lebenswichtiger Funktionen wie Herzfrequenz und Atmung, die auch durch Schlaf und Wachheit beeinflusst werden.