برخی بر این باورند که ذهن در هنگام خواب کاملاً متوقف شده یا استراحت می‌کند، اما این برعکس چیزی است که توسط الکتروکاردیوگرام نشان داده شده است؛ به گونه‌ای که در طول خواب ۴ مرحله بر مغز می‌گذرد، یکی از مراحل حرکت سریع چشم یا خواب REM نامیده می‌شود که اغلب خواب دیدن‌ها در این مرحله اتفاق می‌افتد و در آن فرد از محتوای خواب آگاه است.
هر مرحله از خواب با انواع مختلفی از مواد شیمیایی در ذهن همراه است و این مواد راهی برای ارتباط سلول‌های مغزی با یکدیگر هستند.
مغز در کنار مواد شیمیایی به صورت یک سیستم نیز کار می‌کند که یکی از این سیستم‌ها «فعال سازی شبکه ای» نام دارد و آن بخشی از مغز است که مستقیماً در بالای ستون فقرات قرار دارد و قطر آن به اندازه یک مداد است. این سیستم به عنوان دروازه بان عمل کرده، اطلاعات مهم را دریافت و مواد عصبی شیمیایی که قسمت‌هایی از مغز را بیدار می‌کند، بوجود می‌آورد. همچنین این قسمت از مغز مسئولیت بیدار شدن از خواب و بیدار نگه داشتن مغز در طول روز را برعهده دارد.
دروازه بان همچنین هنگامی که بدن درخواست کند، به عنوان مثال هنگامی که تمایل به رفتن به دستشویی در نیمه شب وجود دارد، یا صدای زنگ خطر یا صدای آزار دهنده شنیده می‌شود، ذهن را بیدار می‌کند.
هنگامی که «فعال سازی شبکه ای» به کار افتد، فرد بتدریج بیدار می‌شود وغالبا برای خلاص شدن از همه مواد شیمیایی عصبی مرتبط با خواب چند دقیقه طول می‌کشد. برخی ممکن است قبل از بلند شدن از روی تخت احساس سرگیجه جزئی داشته باشند که این نتیجه بیدار شدن در مرحله خواب عمیق است.
