E' un circuito cerebrale che si trova nel cosiddetto ponte di Varolio a controllare il passaggio dalla fase del sonno REM – quella in cui si sogna – al sonno non REM, e i neuroni da cui è formato sono differenti da quelli che lo circondano. La sua identificazione è opera di un gruppo di ricercatori dello RIKEN Brain Science Institute a Hirosawa e dell'Università di Tsukuba, che firmano un articolo pubblicato su “Science”, in cui descrivono anche un'ulteriore scoperta realizzata grazie all'identificazione di quell'interruttore neuronale: le diverse fasi del sonno sono strutturate secondo una gerarchia in cui il sonno REM controlla le altre fasi.

La ricerca è partita dall'osservazione che alcuni neuroni del ponte somigliano molto più alle cellule del cervelletto che a quelle della struttura in cui si trovavano. Per controllare se provenissero effettivamente dal cervelletto, Shigeyoshi Itohara e colleghi hanno sfruttato una tecnica - chiamata DREADD (Designer Receptors Exclusively Activated by Designer Drugs) - messa a punto di recente: hanno creato una linea di topi transgenici in cui alcune cellule, che nel corso dello sviluppo embrionale sono dette cellule del labbro rombico, sono state marcate per seguire i movimenti nello sviluppo e sono state anche modificate geneticamente in modo che esprimessero un recettore (Atoh1) che le attiva quando sono esposte a un particolare farmaco.

Hanno così confermato che durante lo sviluppo dell'embrione alcune cellule del labbro rombico migrano per insediarsi nel ponte di Varolio e scoperto che alcune di esse erano di tipo eccitatorio e altre inibitorio, ossia in grado di stimolare o smorzare l'attività degli altri neuroni con cui sono in contatto.

Successivamente, hanno somministrato il farmaco a esemplari adulti di questi topi transgenici mentre dormivano, così da attivare selettivamente le cellule Atoh1 eccitatorie oppure quelle inibitorie. Dall'esame dei tracciati elettroencefalografici hanno scoperto che in questo modo potevano far passare a piacimento il topo dal sonno REM a quello non REM. In una serie di esperimenti successivi in cui hanno accorciato o allungato le fasi di sonno REM, hanno scoperto che  le fasi del sonno interagiscono sulla base di una gerarchia in cui il sonno non-REM è sotto il controllo del sonno REM.

La scoperta, osservano i ricercatori, ha implicazioni sulla comprensione di come e perché si sia evoluto il sonno nei mammiferi e negli uccelli, gli unici animali che oltre al sonno non REM manifestano anche il sonno REM. E' noto infatti che le nuove esperienze accumulate durante la veglia sono memorizzate nel cervello durante il sonno non-REM e che la forma delle onde cerebrali che si sviluppano in questa fase ha un ruolo importante in questo processo. Dato che il sonno REM influenza la frequenza e l'ampiezza di quelle onde, anch'esso deve contribuire alla memorizzazione.