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Cuando una persona tiene una pesadilla, el sistema límbico y paralímbico y la amígdala se encuentran involucrados como parte del sistema nervioso.
La pesadilla se presenta durante el sueño REM (movimiento ocular rápido) que se caracteriza por el movimiento rápido de los ojos y atonía muscular. Además existe un alto flujo sanguíneo cerebral global, parecido a cuando se está despierto.
En los registros de electroencefalograma, este sueño se caracteriza por su alta frecuencia, baja amplitud y la aparición espontánea de las ondas beta y gamma. Las neuronas de rápida ruptura rítmica en circuitos corticotalámicas son los mejores candidatos para la generación de estas ondas de frecuencia rápida. Es que, contrario al sueño de onda lenta, la alta frecuencia se sincroniza a través de zonas restringidas en los circuitos locales entre las áreas tálamocorticales y neocorticales.
Además, la amígdala modula el sueño REM, quizás por eso es que esta fase del sueño permite el procesamiento de información interna. También la alta actividad de la amígdala puede ocasionar respuestas emocionales durante los sueños.
