ตามแบบจำลองการกระตุ้น-สังเคราะห์ของความฝัน (activation-synthesis theory) ซึ่งเสนอครั้งแรกโดย J. Allan Hobson และ Robert McCarley วงจรในสมองจะทำงานระหว่างการนอนหลับ REM การศึกษาพบว่าสมองส่วน hippocampus และ amygdala จะมีถูกกระตุ้นร่วมมไปถึงวงจรของสมองที่ประกอบด้วยส่วนของสมองที่เรียกว่า limbic system ที่เกี่ยวข้องกับอารมณ์ ความรู้สึก และความทรงจำ สมองเหล่านี้จะถูกกระตุ้นและพยายามสร้างความหมายจากสัญญาณเหล่านี้ซึ่งส่งผลให้เกิดความฝัน
ทฤษฎีนี้ชี้ให้เห็นว่าการนอนหลับ REM มีบทบาทสำคัญในการควบคุมอารมณ์ของสมอง นอกจากนี้ยังช่วยอธิบายว่าเหตุใดความฝันจึงมีเรื่องของอารมณ์อยู่ในความฝันด้วย และเวลาที่เรามีประสบการณ์ทางอารมณ์ที่เลวร้ายหรือประสบบาดแผลทางด้านจิตใจ สิ่งเหล่านี้จึงมักปรากฏขึ้นซ้ำๆ ในความฝัน การวิจัยแสดงให้เห็นความเชื่อมโยงระหว่างความสามารถในการประมวลผลอารมณ์และการนอนหลับ REM ที่เกิดขึ้น