Το εγκεφαλικό στέλεχος, που βρίσκεται στη βάση του εγκεφάλου, είναι υπεύθυνο για τον έλεγχο του ύπνου και των ονείρων. Οι δομές εντός του εγκεφαλικού στελέχους, όπως ο υποθάλαμος, η γέφυρα και ο προμήκης μυελός, συνεργάζονται για να ρυθμίσουν τους κύκλους ύπνου-αφύπνισης, τον ύπνο REM (Rapid Eye Movement) και τον ύπνο non-REM. Ο υποθάλαμος βοηθά στον έλεγχο του εσωτερικού ρολογιού του σώματος, του κιρκάδιου ρυθμού και στην απελευθέρωση ορμονών που προάγουν την υπνηλία ή την εγρήγορση. Η γέφυρα εμπλέκεται στη ρύθμιση των καταστάσεων ύπνου και στη διευκόλυνση της μετάβασης μεταξύ εγρήγορσης και ύπνου. Ο προμήκης μυελός παίζει ρόλο στον έλεγχο ζωτικών λειτουργιών της ζωής, όπως ο καρδιακός ρυθμός και η αναπνοή, οι οποίες επίσης επηρεάζονται από τον ύπνο και την εγρήγορση.