starea de veghe este produsă de o interacțiune complexă între mai multe sisteme de neurotransmițători care apar în trunchiul cerebral și cresc prin creierul mijlociu, hipotalamus, talamus și creierul anterior bazal. Hipotalamusul posterior joacă un rol cheie în menținerea activării corticale care stă la baza vegherii. Mai multe sisteme originare din această parte a creierului controlează trecerea de la starea de veghe în somn și somnul în starea de veghe. Neuronii histaminici din nucleul tuberomamilar și hipotalamusul posterior adiacent din apropiere se proiectează la întregul creier și sunt cel mai selectiv sistem de trezire identificat până acum în creier. Un alt sistem cheie este cel furnizat de orexinele (cunoscute și sub numele de hipocretine) care proiectează neuronii. Acestea există în zone adiacente neuronilor histaminici și, ca și ei, se proiectează pe scară largă în majoritatea zonelor creierului și se asociază cu excitația. Deficitul de orexină a fost identificat ca fiind responsabil pentru narcolepsie.

cercetările sugerează că neuronii orexinei și histaminei joacă roluri distincte, dar complementare în controlul stării de veghe, orexina fiind mai implicată în comportamentul de veghe și histamina cu cunoașterea și activarea EEG corticală.

s-a sugerat că fătul nu este treaz, starea de veghe apărând la nou-născut din cauza stresului de a se naște și a activării asociate a locus coeruleus.