科学家检测到，当人处于快速眼动睡眠期，睡眠中特有的脑电波“PGO波”会在三个地方出现，分别是位于脑干內的脑桥，丘脑中的视觉部分外侧膝状体，和视觉皮层所在的区域枕叶。
由此可以推测，这三个区域正在协同工作。
也就是说，在人做梦时，丘脑不再对来自眼睛的信号做出反应，反而和脑干、视皮层形成了一条新的视觉通路。
著名的梦境研究者，哈佛大学医学院的精神病学家约翰·艾伦·霍布森认为，这时脑干内的神经元会随机放电形成电信号，这些信号又多又乱，沿着丘脑一路直达视觉皮层。无论是丘脑，还是视觉皮层，都无法分辨信号是来自眼球还是脑干，它们只能和人清醒时一样，利用无意识系统，根据储备的知识和记忆，将各种碎片信号加工处理，形成一个完整统一，富有意义的故事，也就是我们体验到的梦境。
而在这个过程中，根据脑成像仪器监测，执行高级决策功能的前额叶皮层一直是处于静默中，也就是我们的有意识系统一直关闭着，这也就是为什么处于梦中，即使梦境再荒诞不经，我们也无法察觉的原因。
另外，脑干是我们潜意识系统的重要组成部分，有人说，梦境多数来自于潜意识，也不无道理。
