Mint korábban már megjegyeztük: az agy a REM-alvás során meglehetősen aktív, bőségesen el van látva az agytörzsből származó és a kéreg felé haladó idegi impulzusokkal. A neuronbiológiai magyarázat szerint ezek a jelek törlik ki a napközben felhalmozódott téves idegi asszociációkat. Amikor a hálózat megtisztítása megtörtént, felébredünk, s agyunk kész az újabb ingerek fogadására. Éppen a fentiek miatt is, Crick és Mitchinson szerint nem túl jó ötlet az, amikor megpróbálunk az álmainkra emlékezni ami tulajdonképpen a pszichoanalízis egyik sarokköve hiszen az ilyen visszaemlékezés éppen azoknak a gondolkodási mintáknak a megőrzését segíti elő, amelyeket valójában jobb volna elfelejteni, vagyis azokat a mintázatokat fixálja, amelyeket a rendszer megpróbált áthangolni.
Mindkét álláspontra jellemző, hogy az emlékezeti folyamatokban és az agy új információk fogadására való napi felkészítésében kiemelt fontosságot tulajdonít az alvás REM-szakaszának, ugyanakkor mindkettő elveti azt a pszichoanalitikus megközelítést, amely az álmoknak gazdag szimbolikus jelentést tulajdonít. (Crick és Mitchinson az álomtartalom-elemzés tudományos mivoltát is megkérdőjelezi, hiszen álláspontjuk szerint az álomképeink sora csupán véletlenszerű "zaj", értelmet keresni benne annyi, mint ha egy légi felvételen az emberi archoz hasonló mintákat felfedezve valamely tudatos kéz munkáját feltételeznénk a táj ilyetén formálódásában.)
Mindkét elmélet számára fontos lehet azonban J. Winson egy érdekes felfedezése, amelyre állatokon végzett kutatásai során tett szert. Az állati agyműködést vizsgálva azt vette észre, hogy létezik egy egyedi agyi hullám, a 6 Herzes úgynevezett théta-hullám, amely az agytörzsből indul és a hippokampuszban figyelhető meg, vagyis pontosan azon az agyterületen, amely arról ismert, hogy a hosszú távú memóriában játszik meghatározó szerepet. Winson szerint éber állapotban a théta-ritmus fogja meg az állat életben maradása szempontjából fontos információkat, és ezek a megfogott információk később a REM-alvás alatt kerülnek be a hosszú távú memóriába. A kísérleti adatok azt mutatták, hogy éber állapotban a théta-ritmus csak akkor figyelhető meg, amikor az állat a fennmaradása szempontjából fontos tevékenységet végez. Ilyen tevékenység például a vadászat.
Winson azt is felfedezte, hogy pontosan azok az idegsejtek aktiválódnak a REM-szakasz alatt is, amelyek napközben "tüzeltek", amikor az inger (pl. macska esetében az egér látványa) az állatot érte. A théta-ritmus tehát mindig jelen van a REM-alvás alatt, ám hiányzik a nem-REM-szakasz alatt. További kísérletek adatai arra engednek következtetni, hogy hasonló mechanizmus működhet az emberekben is, és hogy a théta-hullám valóban a fontos bejövő információk rögzítésében játszik szerepet, amelyeket később az alvás REM-szakaszában dolgoz fel az agy. Az álom tehát ezen elmélet szerint az új információnak a régiek közé való beillesztését szolgálja, ami magyarázat lehet arra, hogy miért keverednek az álmokban olyan gyakran az élet pillanatnyi nehézségei a gyerekkori élményekkel.
Vajon képesek vagyunk-e álmunkban tudatosítani magunkban azt, hogy amit látunk nem a valóság? A kérdésre a válasz, hogy olykor igen. Az emberek bizonyos gyakorlás után képesek lehetnek felismerni azt, hogy mikor álmodnak, ez azonban nem jelenti azt is, hogy ennek a tudatosságnak a birtokában az álmok nem spontán képsorokként tűnnek fel az elmében. Nagyon sokunkkal előfordult már, hogy egy-egy álom olyannyira valóságosnak tűnt nem volt benne semmi valószerűtlen, ami a legtöbb álom sajátja hogy azt gondoltuk, nem is álmot látunk, hanem tökéletesen öntudatunknál vagyunk. Természetesen az ébredéskor kiderül ennek az ellenkezője, ám sokan különböző technikákat és próbákat fejlesztenek ki ilyen esetekre, hogy meggyőződhessenek arról: amit látnak, nem csupán csalóka álom.
A holland orvos, van Eeden 1913-ban az elsők között volt, aki úgy próbálta a kérdést eldönteni, hogy élénk álmaiban olyan dolgokat próbált véghezvinni, amelyek a valóságban kivihetetlenek, például repülni próbált vagy normálisan elképzelhetetlenül hosszú ideig a víz alatt maradni. Ha álombéli próbálkozásait siker koronázta, biztos lehetett benne, hogy éppen az igazak álmát alussza. Van Eeden ezt az álom során bekövetkező egyfajta "hamis felébredésnek" nevezte. A próba azonban nem minden esetben jár bizonyossággal. Egy másik tudós, bizonyos A. E. Brown egyik álmában, amikor felfedezte, hogy álmodik, úgy döntött, hogy taxit hív, hogy ellenőrizhesse az eseményeket. Ám amikor a zsebébe nyúlt, hogy megnézze, van-e nála elég pénz, azt gondolta, hogy felébredt, mivel pénzét az ágyában látta szétszórva. Ám Mr. Brown valójában csak ezt követően ébredt fel, s magát teljesen más helyzetben találta az ágyában. És persze az álombeli pénz sem volt sehol.