Spanje že od nekdaj raziskovalcem vzbuja zanimanje. Včasih so mislili da je spanje pasiven proces, danes pa vemo, da gre za aktiven proces, asj so tudi v stanju spanja, aktivna nekatera možganska jedra. To so med drugim dokazali z EEG.zato danes najdemo številne teorije, ki opisujejo prehod iz spanja v budnost in obratno.

Z EEG (elektroencefalografija) namreč zaznavamo valovanja, ki so posledica vsote ekscitacijskih in inhibitornih postsinapticnih potencialov v korteksu možganov. Za razlicna stanja so znacilni razlicni vzorci valovanja. Budnost se odraža z desinhroniziranim EEG valovanjem (nizko napetostno, visoko frekvencno valovanje). V NREM fazi spanja je vzorec valovaja drugačen (visoka amplutida, nizka frekvenca). EEG valovanje v REM fazi, pa je podobno valovanju v fazi budosti.

Strukture, ki takšno kortikalno desinhronizacijo povzročajo so: posteriorni hipotalamus, talamus in bazalni prozencefalon. Te strukture ne delujejo samostojno, ampak so pod nadzorom mozganskega debla. V osrrednjem delu mozganskega debla v tegmentumu je dobro razvita RF, ki je bistvenega pomena za nadzor budnosti.

Poleg tega, da je MD vir motoričnih descendentnih sistemov je tudi vir ascendentnih modulacijskih sistemov. Za te je znacilno, da z nevrotransiterju, z difuzijo, vplivajo na strukture visje od njega ) strukture velikih mozganov in skorje). Glede na nevrotransmiterje, s katerimi vplivajo, poznamo stevilne sisteme:

- serotonergične
- noradrenergične - holinergične
- histaminergične

Možgansko deblo, kot izvor ascendentnih modulacijskih sistemov, ki so pomembni za arousal, nadzor budnosti in spanja, uravnava budnost po dveh pomembnejših poteh:

1. a)  preko retikularne formacije, difuzijsko na talamus in nato na možgansko skorjo (značilni so

   holinergični nevroni , ki so najbolj aktivni v budnosti in REM fazi spanja)

2. b)  preko RF na zadajšnjega dela hipotalamusa in nato korteks ( značilni so monoaminergični

   nevroni, ki so najbolj aktivni v budnosti, aktivnost se manjša v REM (rapid eye movement) in

   neREM fazi spanja)

3. c)  lahko pa tudi direktno iz MD na skorjo

Najbolj pomembna so jedra znotraj retikularne formacije, od koder se prej omenjene poti začnejo:

• -  locus coeruleus (projecira lahko z noradrenalinom na talamus, hipokampus in neposredno na

  možgansko skorjo; njegovi nevroni so najbolj aktivni, ko je oseba budna in aktivna)

• -  medularna retikularna jedra (nevroni so lahko holinergični ali pa sproscajo aspartat in

  glutamin in vplivajo na obe prej omenjeni poti, aktivna v budnosti in REM fazi)

• -  anteriorne nuclei raphe (nevroni so serotoninergični, ki projecirajo na hipotalamus in so najbolj

  aktivna v budnosti; neaktivna pa v spanju. )

  Serotonin in noradrenalin sta še predvsem pomembna, saj se vežeta na receptorje v ventrolateralnem preoptičnem jedru ob hipotalamusu in s tem inhibirata njihove GABA nevrone. To jedro igra veliko vlogo pri regulaciji spanja in budnosti, saj je aktivno samo, ko spimo.To jedro

deluje reciprocno z ascendentnim mod. sistemom, kar pomeni, da ko smo budni so aktivna jedra retikularne RF, ki inhibirajo to jedro. Ko spimo pa je obratno.

Povzetek: Ko smo budni, so aktivni hkrati aminergicni in monoaminergicni nevroni. V NEREM fazi, sta oba tipa nevronov manj aktivna, v REM pa so le holinergicni aktivni.
Poleg ascendentnih modulacijki sistemov lahko na budnost vplivajo tudi drugi dejavniki kot so hormoni ( npr. oreksin) ali svetloba, ki preko mreznice vpliva na jedro hipotalamusa.