valveillaolo syntyy monimutkaisesta vuorovaikutuksesta aivoriihessä syntyvien useiden neurotransmitterijärjestelmien välillä, jotka nousevat keskiaivojen, hypotalamuksen, talamuksen ja tyviaivojen kautta. Posteriorisella hypotalamuksella on keskeinen rooli herätyksen taustalla olevan aivokuoren aktivaation ylläpitämisessä. Useat järjestelmät, jotka ovat peräisin tästä aivojen osasta, ohjaavat siirtymistä valveillaolosta uneen ja unesta valveillaoloon. Histamiini neuronien tuberomammillary tuman ja lähellä vieressä posterior hypotalamus project koko aivojen ja ovat kaikkein wake-selektiivinen järjestelmä toistaiseksi tunnistettu aivoissa. Toinen keskeinen järjestelmä on, että tarjoamat oreksiinit (tunnetaan myös nimellä hypokretiinit) ulkonevat neuronit. Näitä esiintyy histamiinin neuronien viereisillä alueilla ja niiden kaltaiset projisoivat laajalti useimpiin aivoalueisiin ja liittyvät kiihottumiseen. Oreksiinipuutoksen on todettu aiheuttavan narkolepsiaa.

tutkimus viittaa siihen, että oreksiinilla ja histamiinin neuroneilla on erilliset, mutta toisiaan täydentävät roolit valveillaolon säätelyssä oreksiinin osallistuessa enemmän valveillaoloon ja histamiinin osallistuessa kognitioon ja aivokuoren EEG: n aktivoitumiseen.

on esitetty, että sikiö ei ole hereillä, ja vastasyntyneellä herääminen tapahtuu syntymisestä aiheutuvan stressin ja siihen liittyvän coeruleus-lokuksen aktivoitumisen vuoksi.