（1）与睡眠有关的中枢神经结构及中枢神经递质：一般认为，生物的脑部存在着两个系统，一个促迸睡眠，另一个促进觉醒。要使睡眠得以发动，力量较强的醒觉系统的活动首先必须被动地减弱，然后力量相对较弱的睡眠系统才能够发挥作用，使生物人睡。因此就睡眠的发动来说，既有主动成分，也有被动成分。失眠有两种原困：一种是醒觉系统活动过强，导致过分警醒；另一种是睡眠系统力量不足，不能发动睡眠。
    关于睡眠与醒觉系统的定位问题，一般来说，脑干的中缝核、延髓的独立束核与前脑的基底部分可能与睡眠的发动有关，上行网状激活系统及丘脑下部的后部与促进醒觉有关。而交叉上核则与睡眠－醒觉周期的保持有关，有人认为交叉上核就是生物钟的所在地。
    目前认为，脑干中缝核的5－羟色胺系统与睡眠的发生有关，特别是与NREM睡眠的发生与维持有关。而蓝斑核头部的去甲肾上腺素对醒觉的维持起主要作用，蓝斑核中部及尾部有一定的作用，其中，大脑皮层的乙酞胆碱有助于醒觉状态的维持，并可抑制中缝核头端的作用，从而对抗NREM睡眠。
    （2）睡眠诱导物质：寻找内源性睡眠物质一直是睡眠医学家努力的一个方向。60－70年代，Monnier及Hosli等从家兔脑中分离出一种“&睡眠诱导肽”（DSIP）的物质。但此后的实验末能证实这一发现。