Derideki kanın, uyku sırasında vücudun iç tarafına doğru hareket ettiğini söyleyen ünlü bilgin Alkmaion, rüyanın bu şekilde oluştuğunu savunmuştur. Aristoteles ise bundan daha farklı bir görüş ortaya atmış ve gün içerisinde tükettiğimiz yiyeceklerin, sıcak buharı yükselerek baş bölgemizde toplanıyor ve akşam uyku zamanında bu buhar, soğuyup su olarak baş bölgesinden aşağıya doğru akıyor. Bunun sonucunda uyku, ardından da rüyayı beraberinde getiriyordu. Eski Babillere göre yine rüyalar tanrıların mesajlarını iletmekteydi. İyi olan rüyalar tanrı tarafından, kötü olan rüyalar ise şeytan tarafından yollanan bir mesaj olarak görülüyordu. Rüyanın ve uykunun kökeni o günlerden bu yana sürekli olarak tartışmaları ve yeni görüşleri beraberinde getirdi.
Modern çağ ile birlikte birçok görüş eriyip gitti. Uyku esnasında, PET ve EEG cihazları beynin hangi bölgesinin çalıştığını ve nasıl dalgalar yaydığını gösterebiliyordu. REM uykusu ilk olarak 1950 yıllarında ortaya çıktı ve beraberinde bilim dünyasına büyük heyecan getirdi. REM uykusunda uyandırılan çoğu kişi, gördükleri rüyayı tanımladı ve bu durum uzun yıllar görülen rüyaların aynı kökenli olduğunu düşündürdü. Bunun devamında sürekli olarak yapılan araştırmalar sonucunda bilim adamları REM uykusunun, rüya ile ilgili olmadığını savundu. REM, rüya demek değildi. Ancak, REM'in rüya görmemizi tetiklediğini savundular. Yani araştırmalar çözümleri, çözümler de yeni araştırmaları beraberinde getirdi.
Melatonin, uykuya zemin hazırlayan hormon olarak bilinmektedir. Beyinde bulunan "pineal bez", melatonin üretmektedir, üretimi belirli saatlerde yapmaktadır ve bu saat biyolojik olarak işlemektedir. Derin araştırmalar sonucunda, çoğu araştırmacı melatonin'in doğal olarak uyku getirici bir molekül olduğunu savunmuştur. Karanlık olduğunda daha fazla melatonin salgılanıyor ve gözlerimizi kapattığımızda gözen giren ışık daha az seviyelere iniyor. Bunun sonucunda "melatonin" daha fazla sentezlenmeye başlıyor. Artan "melatonin" beraberinde "DHEA" (dehidroepiandrosteron) olarak bilinen hormonun düşük seviyelere inmesine yol açıyor. Hormonların değişim göstermesi, NREM ve REM uykularının oluşmasına zemin hazırlıyor.
NREM olarak bilinen uykunun, dört farklı evresi vardır ve ilk evresinde "serotonin" denen bir hormon salgılanmaya başlar. Bu hormonun görevi, NREM uykusunun devam etmesini sağlamaktır. "Serotonin" hormonunun azalması ve "melatonin" hormonunun artmasıyla uyku derinliği de artış gösteriyor. İlk olarak NREM uykusuna gireriz ve devamında REM uykusuna geçeriz. Bu geçişi sağlayan ise "asetilkolin" adında bir moleküldür. "Asetilkolin" molekülü, mesajcı görevini görmektedir ve beyin sapından salgılanmaktadır. Bu molekül REM uykusundan sorumludur.
REM uykusunda salgılanan "aseltikolin" molekülü beyin sapından, beynin orta ve iç kısmında bulunan talamus'a sürekli olarak sinyaller gönderir. Gönderilen sinyalleri alan talamus, beyin korteksine yollar ve kasların gevşemesini, geçici olarak felç geçirmesini sağlar. Bu durum beyin tarafından alınan bir önlem olarak bilinmektedir.
REM uykusundan asetilkolin sorumlu olsa da, bu sırada birçok molekül görev görmektedir. Gördüğümüz rüyaların bir dizi moleküller sayesinde ortaya çıktığı savunulmaktadır. REM uykusu esnasında sadece asetilkolin değil “dopamin”, “dimetiltriptamin” ve "β-karbolin” olarak bilinen moleküller de salgılanmaktadır. Bu moleküller ise rüyadan sorumlu tutulmaktadır. Saydığımız moleküller beynin orta kısmında salgılanmaktadır ve beynin üst kısmını harekete geçirmektedir. Tüm bunların sonucunda rüya görmemiz sağlanmaktadır. Rüya görmeden önce beynimiz çok çalışır ve özellikle REM uykusunda, uyanık olduğumuz zamanki kadar çok çalışmaktadır.
REM uykusu yaklaşık olarak 5-30 dakika arasında sürer ve bunu sağlayan molekül ise "pinolin"dir. "Pinolin" seviyesi düşer, "serotonin" seviyesi yükselmeye başlar. Bunlar olurken, "noradrenalin" olarak bilinen molekül de salgılanmaya başlar. Bu moleküller REM uykusunun sonlanmasını ve tekrar NREM uykusuna geçmemizi sağlar. Uyanana kadar sürekli olarak bu dönüşüm tekrar edilir ve uyku sırasında yaklaşık olarak 5-6 kez REM uykusuna giriş yapılır. Ancak hatırladığımız rüyalar genellikle son REM uykusunda gördüklerimizdir. Bahsettiğimiz biyokimyasal döngü ise, yaklaşık olarak 90 dakikada 4-5 kez tekrarlanmaktadır.
