Мозок оточений системою зрошення, відомою як глімфатична система. З її допомогою відбувається перерозподіл корисних речовин та видалення «відходів». Експерименти на тваринах показали, що глімфатична система більш активна уві сні, ніж під час неспання.

Базальний передній мозок сприяє сну та неспанню, в той час як частина середнього мозкунавпаки, збуджує. Коли з базального переднього мозку вивільняється аденозин, з'являється бажання засинати. Мигдалеподібне тіло стає дедалі активнішим під час швидкого сну. Воно відповідає регулювання емоцій.

Уві сні мозок працює навіть активніше, ніж удень, тому йому необхідний відпочинок перед майбутнім навантаженням. Під час сну, починаючи з півночі і приблизно до 03:00, організм розслабляється фізично, відновлюється емоційний стан, а мозок починає обробляти інформацію, що надійшла за день.