Wie ursprünglich für das scheinbar widersprüchliche Auftreten von schnellen Augenbewegungen und niedriger Spannung schnelle kortikale Aktivität während des Verhaltensschlafes, paradoxer Schlaf oder schneller Augenbewegungsschlaf genannt, stellt bei Säugetieren und Vögeln neben dem wachen und langsamen Wellenschlaf einen deutlichen dritten Zustand dar. Es ist ein intern erzeugter Zustand intensiver tonischer und phasischer zentraler Aktivierung, der gleichzeitig mit der Hemmung des sensorischen Inputs und des motorischen Outputs erfolgt. In frühen Studien wurde festgestellt, dass der Zustand des paradoxen Schlafes im Hirnstamm und insbesondere im Pons erzeugt wurde. Pharmakologische Studien zeigten eine wichtige Rolle für Acetylcholin als Neurotransmitter bei der Erzeugung dieses Zustands. Lokale Injektionen von cholinergen Agonisten in das pontine Tegmentum lösten einen paradoxen Schlafzustand aus, der durch phasische ponto-geniculo-occipitale Spikes in Verbindung mit kortikaler Aktivierung und Nackenmuskelatonie gekennzeichnet war. Nach der immunhistochemischen Identifizierung von Cholinacetyltransferase-haltigen Neuronen und deren Lokalisation im dorsolateralen ponto-mesencephalen Tegmentum konnten neurotoxische Läsionen dieser cholinergen Hauptzellgruppe durchgeführt werden, um ihre Bedeutung für den paradoxen Schlaf zu beurteilen. Die Zerstörung der Mehrheit der cholinergen Zellen, die in den laterodorsalen tegmentalen und pedunculopontinalen tegmentalen Kernen konzentriert sind, sich aber auch in den Locus coeruleus und die parabrachialen Kerne der Katze erstrecken, führte zu einem Verlust oder einer Verringerung des Zustands des paradoxen Schlafes, des ponto-geniculo-occipitalen Spikes und der Nackenmuskelatonie. Diese Defizite korrelierten mit dem Verlust von Cholin-Acetyltransferase-immunreaktiven Neuronen in der Region, um die Ergebnisse pharmakologischer Studien und Einzelaufzeichnungsstudien zu bestätigen, die auf eine aktive Rolle dieser cholinergen Zellen bei der Erzeugung von paradoxem Schlaf hinweisen und seine Komponenten. Diese Zellen sorgen für eine cholinerge Innervation der gesamten Hirnstamm-Retikularformation, die bei der Erzeugung des Zustands, der die Rekrutierung massiver Populationen retikulärer Neuronen beinhaltet, kritisch sein kann. Große aufsteigende Projektionen in den Thalamus, einschließlich des lateralen Genikulats, können die Mittel bereitstellen, durch die phasische (einschließlich ponto-geniculo-occipitale Spikes) und tonische Aktivierung wird teilweise an die Großhirnrinde kommuniziert. Absteigende Projektionen durch das kaudale dorsolaterale Pontin-Tegmentum und in die mediale markretikuläre Formation können an der Initiierung der sensomotorischen Hemmung beteiligt sein. Obwohl es scheint, dass die pontomesencephalen cholinergen Neuronen eine wichtige, aktive Rolle bei der Erzeugung von paradoxem Schlaf spielen, Diese Rolle kann von der gleichzeitigen Inaktivität von Noradrenalin- und Serotonin-Neuronen abhängen, Beweise dafür stammen sowohl aus pharmakologischen als auch aus klinischen Studien.(ZUSAMMENFASSUNG BEI 400 WÖRTERN ABGESCHNITTEN)