Poco dopo l'arrivo di Moruzzi all'Istituto di Via San Zeno, il laboratorio ebbe uno slancio impressionante diventando un importante centro di ricerche neurofisiologiche. Facendo un sommario bilancio, il centro di ricerca continuò gli studi sulla regolazione del ciclo sonno-veglia, acquistando fama mondiale soprattutto grazie alla neurofisiologia del sonno. Scoprì che ogni neurone reticolare è punto di convergenza di numerosi impulsi nervosi di origine diversa. Nel 1959 spiegò l'altrernarsi di veglia e sonno, affermando che gli influssi che producono il sonno dovevano provenire dalla parte posteriore alla sezione mediopontina pretrigeminale.