Desde cedo pensou-se que o sonho era um produto de excitação cortical e que o sono de onda rápida era produzido no córtex cerebral. De facto, a investigação confirma agora que os tecidos acima dos pons não produzem sono de onda rápida, mas sim que o sono de onda rápida é produzido pelos pons e os tecidos abaixo dos pons. Diferentes partes das pons mantêm diferentes manifestações de sono REM. O núcleo reticular das pons mantém primariamente as ondas cerebrais dessincronizadas do sono de onda rápida, e a parte central do núcleo acumbente inerva os rápidos movimentos oculares induzidos pela formação reticular das pons. A parte caudal do núcleo acumbente tem um efeito inibidor na tensão muscular através do tracto reticulospinal. Estas actividades dos polegares do núcleo dependem por sua vez do desencadeamento do núcleo intermédio, cuja parte caudal causa excitação das partes média e caudal do núcleo polegar, desencadeando assim todo o sono REM. A transição do sono de onda lenta para o sono de onda rápida é um processo contínuo e mutável, em vez de uma simples transição ‘on and off’. No RTS, embora não haja informação visual externa a entrar, a activação do sistema de disparo coronal permite à pessoa perceber que a informação está a entrar do mundo exterior, resultando nas várias percepções dos sonhos, e este processo de integração cognitiva pode ser interrompido por uma onda PGO do cérebro pontino, que pode ser registada no cérebro pontino, corpo geniculado lateral e córtex occipital como disparo periódico de alta amplitude, chamado ondas PGO. As ondas PGO marcam o início do sono de onda rápida, pelo que os sonhos são muitas vezes descontínuos e ilógicos.