Jak bylo původně jménem pro zdánlivě protichůdné vzhled, rychlé pohyby očí a nízké napětí rychle kortikální aktivity během behaviorální spát, paradoxní spánek, nebo rychlé pohyby očí spánek, představuje výraznou třetího státu, kromě probuzení a spánek pomalých vln, u savců a ptáků. Je to vnitřně generovaný stav intenzivní tonické a fázové centrální aktivace, který je souběžný s inhibicí senzorického vstupu a výkonu motoru. V raných studiích bylo zjištěno, že stav paradoxního spánku byl generován v mozkovém kmeni a zejména v pons. Farmakologické studie ukázaly důležitou roli acetylcholinu jako neurotransmiteru při generování tohoto stavu. Lokální injekce cholinergní agonisté do pontine tegmentum vyvolalo stav paradoxní spánek označeno třífázové ponto-geniculo-týlní hroty ve spolupráci s kortikální aktivace a krku svalové atonie. Po imunohistochemické identifikace cholin acetyl transferázy-obsahující neurony a jejich lokalizace do dorzolaterální ponto-mesencephalic tegmenta, neurotoxické léze této hlavní cholinergní buněčné skupiny by mohly být provedeny s cílem posoudit jeho význam v paradoxní spánek. Zničení většiny cholinergních buněk, které jsou soustředěny v laterodorsal tegmentální a pedunculopontine tegmentální jádra, ale rozšířit také do locus coeruleus a parabrachial jádra v kočku, což mělo za následek ztrátu nebo snížení stavu paradoxní spánek, ponto-geniculo-týlní stouply a krku svalové atonie. Tyto deficity byly v korelaci se ztrátou cholin acetyltransferázu-imunoreaktivních neuronů v regionu, tak, aby potvrdit výsledky farmakologických studií a jedné jednotky nahrávání studií, které naznačují aktivní roli těchto cholinergních buněk v generaci paradoxní spánek a jeho složek. Tyto buňky poskytují cholinergní inervaci celé retikulární formace mozkového kmene, která může být kritická při generování stavu, který zahrnuje nábor masivních populací retikulárních neuronů. Hlavní ascendentní projekce do thalamu, včetně boční geniculate, může poskytnout prostředky, které fázová (včetně ponto-geniculo-týlní hroty) a tonikum aktivace je sděleno v části mozkové kůry. Sestupné projekce přes ocasní dorzolaterální pontine tegmentum a do mediální medulární retikulární formace může být zapojen do zahájení motorické inhibice. I když se zdá, že pontomesencephalic cholinergní neurony hrají důležitou a aktivní roli v generaci paradoxní spánek, tato role může být podmíněno současným nečinnosti noradrenalinu a serotoninu neurony, důkazy, pro které pramení z obou farmakologické a nahrávací studia.(ABSTRAKT ZKRÁCEN NA 400 SLOV)