Mozkový kmen, umístěný v základně mozku, je zodpovědný za řízení spánku a snů. Struktury v mozkovém kmeni, jako je hypotalamus, pons a medulla oblongata, spolupracují na regulaci cyklů spánku a bdění, spánku REM (Rapid Eye Movement) a spánku bez REM. Hypotalamus pomáhá řídit vnitřní hodiny těla, cirkadiánní rytmus a uvolňování hormonů, které podporují ospalost nebo bdění. Pons se podílí na regulaci spánkových stavů a usnadňuje přechod mezi bděním a spánkem. Medulla oblongata hraje roli v řízení životně důležitých životních funkcí, jako je srdeční frekvence a dýchání, které jsou také ovlivněny spánkem a bděním.