De hersenstam regelt de slaap. Binnen de hersenstam is er een gebied genaamd de reticulaire formatie, die verantwoordelijk is voor het reguleren van de slaap- en waakcyclus. De reticulaire formatie heeft een aantal neurale circuits die bijdragen aan het reguleren van de overgang tussen slaap en waakzaamheid, zoals de activering van de hersenschors tijdens het wakker zijn en de remming van deze activiteit tijdens het slapen. Andere delen van de hersenen, zoals de thalamus en de hypothalamus, spelen ook een belangrijke rol bij het reguleren van de slaapcyclus.