Em 1989, Pavlides e eu localizamos dois neurônios no hipocampo do rato que tinham campos de ação diferentes. Após de terminarmos as freqüências normais de disparos nos animais em vigília e sono, colocamos um rato no campo de ação de um dos neurônios. O neurônio disparou de forma intensa, mapeando aquele local. A segunda célula disparou só esporadicamente, já que não estava mapeando o espaço. Continuamos fazendo registros dos dois pares de neurônios conforme os ratos se movimentavam e entravam nos vários ciclos do sono. Seis pares de neurônios foram estudados dessa maneira. Descobrimos que os neurônios que haviam mapeado o espaço disparavam a uma freqüência normal enquanto o animal se movia logo antes de dormir. Durante o sono, entretanto, passavam a disparar a um ritmo significativamente maior que durante o período anterior de sono, que serviu como base de comparação. A freqüência de disparos nos neurônios que não haviam mapeado o espaço não aumentou. Este experimento sugeria que o reprocessamento ou fortalecimento da informação codificada quando o animal estava acordado ocorria durante o sono, em nível de neurônios individuais.
Bruce L. McNaughton e colegas da University of Arizona desenvolveram uma técnica que registra, simultaneamente, um grande número de neurônios do hipocampo que mapeiam locais, e permite a identificação de padrões definitivos de disparo. Estudando animais, eles descobriram que conjuntos de campos de ação de neurônios que mapeiam o espaço durante a vigília reprocessam a informação durante o sono de ondas lentas e, depois, durante o sono REM. Portanto o processamento da memória durante o sono pode ter dois estágios - um preliminar no sono de ondas lentas e um posterior no sono REM, quando os sonhos ocorrem.