Enligt denna teori producerar hjärnstammen elektriska signaler som aktiverar olika delar av hjärnbarken, som är ansvarig för kognitiva funktioner på högre nivå som tanke, perception och minne. Dessa signaler tolkas sedan av cortex till innehållet i våra drömmar.

Teorin om aktivering-syntes är en av de ledande förklaringarna till varför vi drömmer, även om andra teorier också finns. Vissa forskare tror att drömmar är ett sätt för hjärnan att bearbeta information och känslor från dagen, medan andra tror att drömmar är ett sätt för hjärnan att kommunicera med det undermedvetna.