som oprindeligt opkaldt efter det tilsyneladende modstridende udseende af hurtige øjenbevægelser og lavspændings hurtig kortikal aktivitet under adfærdssøvn, paradoksal søvn eller hurtig øjenbevægelsessøvn, repræsenterer en særskilt tredje tilstand ud over at vågne og langsom bølgesøvn hos pattedyr og fugle. Det er en internt genereret tilstand af intens tonisk og fasisk central aktivering, der er samtidig med inhiberingen af sensorisk input og motorudgang. I tidlige studier blev det fastslået, at tilstanden af paradoksal søvn blev genereret inden for hjernestammen og især inden for pons. Farmakologiske undersøgelser indikerede en vigtig rolle for acetylcholin som en neurotransmitter i dannelsen af denne tilstand. Lokale injektioner af kolinerge agonister i pontine tegmentum udløste en tilstand af paradoksal søvn præget af phasic ponto-geniculo-occipital spikes i forbindelse med kortikal aktivering og nakke muskel atonia. Efter den immunhistokemiske identifikation af cholinacetyltransferaseholdige neuroner og deres lokalisering til den dorsolaterale ponto-mesencephalic tegmentum kunne neurotoksiske læsioner af denne store kolinerge cellegruppe udføres for at vurdere dens betydning i paradoksal søvn. Ødelæggelse af størstedelen af de kolinerge celler, som er koncentreret inden for de laterodorsal tegmentale og pedunculopontin tegmentale kerner, men strækker sig også ind i locus coeruleus og parabrachiale kerner i katten, resulterede i et tab eller formindskelse af tilstanden af paradoksal søvn, ponto-geniculo-occipital spiking og nakke muskel atonia. Disse underskud blev korreleret med tabet af cholinacetyltransferase-immunreaktive neuroner i regionen for at bekræfte resultaterne af farmakologiske undersøgelser og enkeltenhedsregistreringsundersøgelser, der indikerer en aktiv rolle af disse kolinerge celler i dannelsen af paradoksal søvn og dens komponenter. Disse celler tilvejebringer en kolinerge innervation til hele hjernestammen retikulær dannelse, der kan være kritisk i dannelsen af staten, som involverer rekruttering af massive populationer af retikulære neuroner. Større stigende fremspring i thalamus, inklusive det laterale genikulat, kan tilvejebringe de midler, hvormed fasiske (inklusive ponto-geniculo-occipitale pigge) og tonisk aktivering delvist kommunikeres til hjernebarken. Faldende fremspring gennem den kaudale dorsolaterale pontin tegmentum og ind i den mediale medullære retikulære formation kan være involveret i indledningen af sensorimotorisk inhibering. Selvom det ser ud til, at de pontomesencephaliske kolinerge neuroner spiller en vigtig, aktiv rolle i genereringen af paradoksal søvn, denne rolle kan være betinget af den samtidige inaktivitet af noradrenalin-og serotoninneuroner, hvis bevis stammer fra både farmakologiske og optagelsesundersøgelser.(ABSTRAKT AFKORTET MED 400 ORD)