vågenhed produceres ved en kompleks interaktion mellem flere neurotransmittersystemer, der opstår i hjernestammen og stigende gennem mellemhjernen, hypothalamus, thalamus og basal forhjerne. Den bageste hypothalamus spiller en nøglerolle i opretholdelsen af den kortikale aktivering, der ligger til grund for vågenhed. Flere systemer med oprindelse i denne del af hjernen styrer skiftet fra vågenhed til søvn og søvn til vågenhed. Histaminneuroner i den tuberomammillære kerne og nærliggende tilstødende posterior hypothalamus projicerer til hele hjernen og er det mest vågne selektive system, der hidtil er identificeret i hjernen. Et andet nøglesystem er det, der leveres af oreksinerne (også kendt som hypokretiner), der projicerer neuroner. Disse findes i områder, der støder op til histaminneuroner, og som dem projicerer bredt til de fleste hjerneområder og forbinder med ophidselse. Oreksinmangel er blevet identificeret som ansvarlig for narkolepsi.forskning tyder på, at oreksin og histamin neuroner spiller forskellige, men komplementære roller i at kontrollere vågenhed med oreksin er mere involveret i vågen adfærd og histamin med kognition og aktivering af kortikal EEG.

det er blevet foreslået, at fosteret ikke er vågen, med vågenhed, der forekommer hos det nyfødte på grund af stresset ved at blive født og den tilhørende aktivering af locus coeruleus.