下丘脑在调节人体生理活动和维持内环境稳定中扮演着重要角色，其中包括对睡眠-觉醒周期的调控。下丘脑通过其内部的多个核团及其分泌的神经递质来影响睡眠的不同阶段。
1. 下丘脑中的视交叉上核（Suprachiasmatic Nuclei, SCN）是生物钟的核心部位，它能够接收来自眼睛的光信息，并据此调整人体的昼夜节律。SCN通过神经网络和体液因子如褪黑素等物质影响睡眠周期。当夜晚降临，光照减少时，SCN会促进松果体分泌更多的褪黑素，从而引发睡意；而清晨或白天光照增强，则抑制褪黑素产生，促使人清醒。
2. 下丘脑的前部区域，特别是腹外侧视前区（VLPO）是重要的促眠中心。当这个核团被激活时，它会释放抑制性神经递质如γ-氨基丁酸（GABA），作用于大脑皮层及其他觉醒相关结构，导致这些部位活动减弱，进而促进睡眠发生。
3. 下丘脑的背内侧区域能够参与REM期睡眠的调控。研究表明，在REM期睡眠期间，该区域的某些神经元会表现出特定模式的放电活动，可能与梦境体验有关。
4. 此外，下丘脑还通过调节体温、激素水平等方式间接影响睡眠过程。例如，夜间体温下降有助于诱导睡眠状态；而生长激素等在夜间分泌量增加也有利于深度非REM期睡眠的发生。

总之，下丘脑通过其复杂的神经网络和多种生理机制共同作用于睡眠周期的不同阶段，确保人体能够获得充足且高质量的休息时间。