El mecanismo de control del cerebro que regula el sueño y la vigilia es el reloj interno de 24 horas del cerebro. Este reloj está regulado por una estructura en el cerebro llamada núcleo superchiasmatic (SCN). El SCN contiene un tipo de marcapasos que actúa como un “reloj para todas las estaciones” sintonizando con los cambios diarios y estacionales en la luz. En los mamíferos, los cambios de luz y oscuridad en diferentes épocas del año juegan un papel importante como una señal para la crianza y otros comportamientos como comer, dormir y aumentar de peso.
En los seres humanos, el papel principal de la SCN parece ser regular los ritmos diarios de sueño y vigilia y los cambios estacionales en el estado de ánimo. (Algunas personas tienden a deprimirse más en los meses de invierno a medida que disminuye la luz, un fenómeno conocido como Trastorno afectivo estacional o SAD).
El SCN actúa sobre los cambios en la luz y la oscuridad al afectar la liberación de una hormona natural en el cerebro llamada melatonina. Cuando la luz solar entra a los ojos, las concentraciones de melatonina disminuyen, lo que promueve la vigilia y el aumento del estado de alerta al hacer que la temperatura corporal aumente. La temperatura corporal generalmente aumenta durante el día, excepto por una breve zambullida en la tarde, y luego alcanza su pico diario alrededor de las 6:00 p.m.
Por lo general, estamos más alertas a última hora de la mañana y al anochecer cuando la temperatura corporal es más alta. Por la noche, la luz deja de entrar en los ojos, lo que hace que la SCN active la secreción de melatonina. La temperatura corporal disminuye, el estado de alerta disminuye y comienza el descenso hacia el sueño. La temperatura corporal continúa disminuyendo y alcanza su nivel mínimo diario alrededor de las 4:00 a.m.; luego nos prepara para una eventual vigilia comenzando a levantarse antes del amanecer. Una vez que despertamos, el ciclo de aumento de la temperatura corporal durante el día y la caída de la temperatura en la noche se repite.