جواب دادن به این سؤال واقعاً سخت است. حداقل ۱۱ نوع انتقال‌دهنده‌ی عصبی و هورمون در چرخه‌ی بیدار شدن از خواب نقش دارند که قطعاً بیشتر هم هستند. ما سعی می‌کنیم در مورد نقش همه‌ی این عوامل کمی صحبت کنیم. تحقیقات زیادی تاکنون در این باره صورت گرفته و مکانیسم‌های زیادی نیز کشف شده است؛ پس درباره‌ی همه‌ی روابط نمی‌توان بحث کرد. در نتیجه درباره‌ی هر کدام و ارتباطاتشان صحبت می‌کنیم.
GABA
گاماآمینوبوتریک‌اسید یکی از متداول‌ترین انتقالدهندههای عصبی مغز است و بیشتر نقش مهاری دارد؛ یعنی بیشتر اوقات نورون‌های دیگر را از فعالیت بازمی‌دارد و یا آن‌ها را تنظیم می‌کند.
یکی از مناطقی که این انتقال‌دهنده در آن برای چرخه‌ی بیدار شدن از خواب درگیر است، هیپوتالاموس خلفی می‌باشد. تحریک نورون‌های این ناحیه به نظر می‌آید که در فرآیند مربوطه دخالت دارند. وقتی مقدار این انتقال‌دهنده در ناحیه‌ی مذکور افزایش می‌یابد، خواب را القا می‌کند.
اُرکسین
اُرکسین یا هیپوکرتین با تحریک بیداری ارتباط دارد و در هیپوتالاموس ساخته می‌شود. در برخی مشکلات مربوط به خواب مانند نارکولپسی دیده شده که با نابودی سلول‌های تولیدکننده، سطح این ماده در بدن پایین می‌آید. به نظر می‌آید این انتقال‌دهنده در بسیاری از از سیستم‌های مربوطه نقش ایفا می‌کند؛ در واقع هم می‌تواند وضعیت خواب را تثبیت کند و هم بیداری را. علاوه بر خواب و بیداری، متابولیسم، ریتم‌شبانه‌روزی و کمبود خواب نیز از زمینه‌های تحت تأثیر این ماده هستند.
گلوتامات
بیشترین انتقال‌دهنده‌ای که در مغز آزاد می‌شود و نقش اصلی آن تحریک می‌باشد. این ماده پیش‌ساز همان GABA هست که درموردش حرف زدیم. این ماده نیز حوزه‌ی عمل وسیعی دارد. ورود گلوتاماترژیک به قسمت دهانی pontine reticular formation (PnO) به نظر می‌آید طول خواب را تنظیم می‌کند. همچنین این ماده در منطقه‌ی هیپوتالامیک خلفی هم خواب عمیق را تنظیم می‌کند و هم بیداری را.
استیل‌کولین
این ماده بیشتر با تحریک ماهیچه‌ها شناخته شده است ولی در سیستم کولینرژیک (پاراسمپاتیک) هم نقش دارد. مهمترین نورون‌های استیل‌کولینی که در این بیدار شدن از خواب نقش دارند در پل مغزی و مغز پیشین هستند. این نورون‌ها نقش مهمی در مهار قسمت REM خواب دارند. میزان این انتقال‌دهنده در زمان خواب REM و وضعیت بیداری بیشتر از سایر زمان‌هاست.
نوراپی‌نفرین
این ماده هم نقش هورمونی دارد و هم به صورت یک انتقال‌دهنده‌ی عصبی عمل می‌کند. نام این هورمون با استرس و ستیز و گریز گره خورده است ولی درباره‌ی خواب بیشترین نقش آن را باید در locus coruleus دنبال کرد. زمانی که میزان این ماده بالا می‌رود، این ناحیه یکی از مناطقیست که در تحریک بیدار شدن از خواب نقش دارد.
دوپامین
این انتقال‌دهنده‌ی عصبی بیشتر با نقش تنظیمی خود در عملکرد حرکتی شناخته می‌شود؛ همانطور که کم شدن آن در بیماری پارکینسون اعمال حرکتی را مختل می‌سازد. به نظر می‌رسد دوپامین می‌تواند میزان ملاتونین را طوری تنظیم کند که بیداری را تحریک نماید.
ملاتونین
میزان هورمون ملاتونین در طول شبانه‌روز تغییر می‌کند؛ به همین دلیل در ایجاد ریتم شبانه‌روزی مؤثر است. در طول شب میزان آن بالاست درحالی که در روز کاهش می‌یابد. مقادیر ملاتونین توسط هسته‌ی سوپراکیاسماتیک هیپوتالاموس در پاسخ به روشنایی تنظیم می‌شود به این صورت که هر چه روشنایی کم باشد، بیشتر ساخته می‌شود.
سروتونین
نام این نوروترنسمیتر را می‌توان با افسردگی به یاد آورد (البته اگر دقیق‌تر بگوییم کمبود آن را) این ماده بیشتر در Raphe nuclei ساخته می‌شود. تأثیر این ماده در سیکل خواب و بیداری شبیه اثر نوراپی‌نفرین می‌باشد. سروتونین ما را سرحال نگه می‌دارد.
کورتیزول
کورتیزول هورمونی استروئیدیست که در پاسخ به استرس ترشح می‌شود. قطع تنظیم تولید کورتیزول می‌تواند موجب بی‌خوابی شود. این هورمون از غدد فوق‌کلیه ترشح شده و به هومئوستازی بدن کمک می‌کند.
هومون آزادکننده‌ی هورمون رشد
این هورمون ترشح هومون رشد را از بخش قدامی غده‌ی هیپوفیز سبب می‌شود. این هورمون همچنین خواب با امواج آهسته را تقویت می‌کند.
هورمون آزادکننده‌ی کورتیکوتروپین
این هورمون پپتیدی است که در پاسخ به استرس نقش دارد. دیده شده که تزریق این هورمون سبب بیداری و مهار امواج آهسته‌ی خواب REM می‌شود.
آدنوزین
آدنوزین را می‌توان با نقش مهاری آن و القای خواب به یاد داشت. یکی از کارهایی که کافئین برای بیدار نگه داشتن شما انجام می‌دهد مهار همین ماده است. پس از بیدار شدن از خواب ساخت این ماده به تدریج شروع شده و شما را خواب‌آلود می‌کند.
خلاصه:
همانطور که ملاحظه کردید بیدار شدن فرآیندی بسیار پیچیده است و هورمون‌ها و انتقالدهندههای زیادی در آن دخیل اند. اگر بخواهیم مهمترین عوامل را شناسایی کنیم می‌توانیم بگوییم که نوراپی‌نفرین بالا و کاهش آدنوزین و ملاتونین برای بیداری بسیار مهم هستند. گلوتامات برای تنظیم طول خواب و اُرکسین برای تنظیم همه‌ی این مواد ضروری به نظر می‌رسند.
