Da svegli, la corteccia si attiva sia con input sensoriali sia con output motori, che si disattivano, riducendosi notevolmente, nel sonno non-REM tramite la generazione di attività oscillatorie talamocorticali. Il sonno NREM è uno stato di riposo durante il quale l‟attività elettroencefalografica (EEG) mostra onde più alte e lente, rispetto alla veglia, riducendosi corrispondentemente sia il flusso sanguigno corticale sia l'uso di energia. Durante il sonno REM, invece, la corteccia si attiva, l'attività elettroencefalografica diventa quasi identica a quella della veglia ma gli input sensoriali e gli output motori dalla corteccia vengono inibiti. Il flusso sanguigno corticale e il dispendio energetico sono, però, simili a quelli da sveglio. Inoltre, il "comportamento" del sonno REM è quello della fabbrica dei sogni, anche quelli più complessi.
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