Le tronc cérébral, situé à la base du cerveau, est chargé de contrôler le sommeil et les rêves. Les structures du tronc cérébral, telles que l'hypothalamus, le pont et le bulbe rachidien, travaillent ensemble pour réguler les cycles veille-sommeil, le sommeil paradoxal (Rapid Eye Movement) et le sommeil non paradoxal. L'hypothalamus aide à contrôler l'horloge interne du corps, le rythme circadien et la libération d'hormones qui favorisent la somnolence ou l'éveil. Le pons participe à la régulation des états de sommeil et facilite la transition entre l'éveil et le sommeil. La moelle allongée joue un rôle dans le contrôle des fonctions vitales, comme la fréquence cardiaque et la respiration, qui sont également influencées par le sommeil et l'éveil.