Como originalmente chamado para o aparentemente contraditório aparecimento de movimentos oculares rápidos e de baixa tensão rápido atividade cortical durante comportamental do sono, sono paradoxal ou movimento rápido dos olhos o sono, representa uma distinta terceiro estado, além de vigília e sono de ondas lentas, em mamíferos e aves. É um estado gerado internamente de intensa ativação tônica e fasica central que é contemporâneo com a inibição de entrada sensorial e saída motora. Em estudos iniciais, foi estabelecido que o estado de sono paradoxal foi gerado dentro do tronco cerebral, e particularmente dentro dos pons. Estudos farmacológicos indicaram um papel importante para a acetilcolina como neurotransmissor na geração deste estado. Injecções locais de agonistas colinérgicos no tegmento Pontino desencadearam um estado de sono paradoxal marcado por espinhos ponto-genículo-occipital fásico em associação com activação cortical e atonia muscular do pescoço. Após a identificação imunohistoquímica dos neurónios contendo colina acetil transferase e a sua localização no tegmento dorsolateral ponto-mesencéfalo, podem ser realizadas lesões neurotóxicas deste grande grupo de células colinérgicas para avaliar a sua importância no sono paradoxal. Destruição da maioria das células colinérgicas, que estão concentrados no laterodorsal tegumentar e tegumento pedúnculo-pontino, mas estendem-se também para o locus coeruleus e parabraquial núcleos no gato, resultou em uma perda ou diminuição do estado de sono paradoxal, ponto-geniculo-occipital spiking e pescoço atonia muscular. Esses déficits foram correlacionados com a perda de colina acetyltransferase-imunorreativa neurônios na região, assim como para corroborar os resultados dos estudos farmacológicos e única unidade de gravação de estudos indicando um papel ativo destas células colinérgicas na geração de sono paradoxal e seus componentes. Estas células fornecem uma inervação colinérgica para toda a formação reticular do tronco cerebral que pode ser crítica na geração do Estado que envolve o recrutamento de populações massivas de neurônios reticulares. Grandes projeções ascendentes no tálamo, incluindo o geniculado lateral, podem fornecer os meios pelos quais o fasico (incluindo picos ponto-genículo-occipital) e a ativação tônica é comunicada em parte ao córtex cerebral. Podem estar envolvidas projecções descendentes através do tegmento Pontino dorsal caudal e para a formação reticular medular medular medial no início da inibição sensorimotor. Embora pareça que os neurônios colinérgicos pontomesencélicos desempenham um papel importante e ativo na geração de sono paradoxal, este papel pode ser condicionado à inatividade simultânea dos neurônios noradrenalina e serotonina, evidência para a qual deriva de ambos os estudos farmacológicos e de gravação.(RESUMO TRUNCADO A 400 PALAVRAS)