体进入REM睡眠时，全身的运动神经元进入超极化状态，本来为负的膜电位会增加2-10毫伏，相当于提高了激发阈值，需要更强的刺激才能激发它们。肌肉的抑制可能是因为单胺类神经递质的消失，脑干中乙酰胆碱的增加，或者是清醒状态下的肌肉抑制机制。位于脑桥和嵴髓之间的延髓，似乎有能力导致全身的肌肉抑制。但是一些局部的肌肉颤动和反射还是会存在。REM肌肉麻痹的缺失会导致，患者的身体会将他们的梦境表现出来。（另一种对二者关系的解释是，睡眠中的人会“梦到他们身体的动作”，因为发往肌肉的指令先于意识中的图像。这个解释也可以适