La veglia è definita come uno spettro di stati comportamentali durante i quali un qualsiasi essere vivente manifesta attività motoria volontaria e responsività a stimoli interni ed esterni. 7 Durante l'ingresso nel sonno NREM, la coscienza si affievolisce e negli stadi più profondi si arriva ad una quasi totale insensibilità a qualsiasi stimolo, eccetto i più intensi.Ci sono due esami strumentali che si sono rivelati ottimi predittori dello stato di sonno/veglia nel corso di decenni di studi nel campo: l'elettroencefalogramma (EEG) e l'elettromiogramma (EMG).Durante la veglia, come già precedentemente descritto, l'EEG registra attività di ampiezza limitata e frequenza elevata. All'EMG si rileva attività motoria di grado variabile.Durante il sonno NREM, l'EEG registra le lente frequenze dell'attività delta e theta. In questa fase, soprattutto ai primi stadi, si è più suscettibili al risveglio (basta infatti lo stimolo luminoso) mentre diventa progressivamente sempre più ostico svegliarsi dal sonno profondo e dal REM. 2,4,7 La veglia e il sonno sono regolati da differenti circuiti neuronali.Ci sono molti sistemi neurochimici che promuovono la veglia e l'attività corticale rapida tipica della veglia. 8 I principali risiedono (figura 3): Nell'ipotalamo posteriore  Nel mesencefalo  Nella formazione reticolare Ruolo fondamentale è svolto dai neuroni monoaminergici presenti nella corteccia frontale e nell'ipotalamo posteriore, i quali innervano direttamente la corteccia e molte regioni subcorticali incluse l'ipotalamo e il talamo. 7,8 Queste regioni monoaminergiche includono i neuroni adrenergici del locus coeruleus, neuroni serotoninergici del nucleo del rafe mediano e dorsale, neuroni dopaminergici dell'area ventrale tegmentale e neuroni istaminergici dei nuclei mammillari. 7 I segnali promoventi la veglia nascono anche dalle regioni colinergiche, le quali comprendono il nucleo tegmentale laterodorsale, il nucleo peduncolopontino e il proencefalo basale.I segnali che promuovono la veglia arrivano alla regione paramediana del mesencefalo, dove si dividono in un pathway di segnalazione dorsale, diretto al talamo, e in un grosso pathway di segnalazione ventrale diretto all'ipotalamo, al proencefalo basale e alla corteccia.Il pathway dorsale è responsabile dell'elaborazione dei segnali legati alla sensibilità, alla cognizione e alle risposte motorie. 8 Pazienti con lesioni talamiche permangono in veglia ma in stato vegetativo non responsivo. 9 Invece, se sono presenti lesioni del pathway ventrale o del talamo paramediano, i pazienti manifestano eccessiva sonnolenza e dormono più del dovuto. 10 Figura 3: Circuiti neuronali promuoventi la veglia. In verde chiaro: neuroni monoaminergici della corteccia. In verde scuro a righe: neuroni colinergici. 7 Ad ogni modo, la veglia fisiologica richiede sia il pathway ventrale sia dorsale.Il pathway dorsale diretto al talamo risulta da alcuni studi necessario per il contenuto di coscienza, permettendo un'adeguata segnalazione talamocorticale. Invece il ventrale sembra avere un ruolo chiave nella regolazione del comportamento in veglia. 11 Il talamo svolge un ruolo chiave anche nell'attività ritmica rilevata all'EEG. In particolare, i fusi di sonno sono generati dall'interazione tra nucleo reticolare del talamo e neuroni talamocorticali. 11 I circuiti talamici sembrano contribuire anche alla generazione delle onde lente tipiche del sonno NREM, insieme alla corteccia cerebrale. 8,12 Altre sostanze che giocano un ruolo importante nel mantenimento dello stato di veglia sono le orexine, A e B, anche note come ipocretine, 1 e 2 (figura 4). Oltre alla veglia, regolano anche il sonno REM. 13 Questi neuropeptidi vengono prodotti da neuroni presenti diffusamente nell'ipotalamo laterale. La loro azione si esplica legandosi a recettori specifici presenti sui neuroni target, eccitando tutte le regioni promuoventi la veglia, in particolar modo la corteccia e il talamo mediale. 14,15 L'orexina è importante soprattutto per permettere periodi di veglia prolungati: l'attività dei neuroni orexinergici e i livelli extracellulari di orexina, infatti, sono elevati durante i periodi di attività e veglia attiva. 14 Questo neuropeptide svolge un ruolo chiave nella narcolessia, una patologia del sonno causata da una perdita selettiva di neuroni orexinergici, con conseguente sonnolenza cronica e disregolazione del sonno REM. 16,17 Figura 4: circuiti neuronali orexinergici (giallo) e interazione con circuiti monoaminergici regolatori della veglia (verde chiaro) e colinergici (verde scuro a righe). 7