Beynimizde, orta ve alt kısımda bulunan hipokampus, belleğimiz için oldukça önemli bir yer. Bu bölge sürekli olarak uyarılar sağlıyor ve bilgilerin kalıcı olması için, beynin üst bölgesine gönderiyor. Rüya sırasında nöronlar sürekli olarak ve defalarca uyarılır. Yapılan uyarılar sonucunda yeni bağlantılar oluşmakta ve var olan bağlantıların güçleri üst seviyelere çıkmaktadır. Sinirsel olarak yapılan uyarıların ardından bilgiler, sürekli olarak hipokampus'ta tekrarlanıyor ve bunun ardından depolanmak üzere beynin üst bölgesine gönderiliyor, tekrarlanmayan ve depolanmayan bilgiler ise kısa süre sonra unutuluyor.
REM uykusu zaman zaman kesintiye uğruyor ve bunun sonucunda rüyalarda belli yerlerde yarıda kalıyor. Bu durum hafıza durumunu ve öğrenme yeteneğini direkt olarak etkilemektedir. Rüyalar, öğrenmemiz açısından büyük bir etkiye sahiptir. Fareler üzerinde yapılan deneylerde bu konunun doğruluğunu kanıtlayan önemli gelişmeler kaydedilmiştir. Farelere önemli bir takım komutlar verildi ve REM uykusu sırasında beyin dalgalarında farklılık ve artış olduğu gözlemlendi. Verilen komutları, müzik ile eşleştirdiler ve yeni komutlar verilirken, yeni müzik dinlettiler. Bazı farelere, komut ile eşleştirilen müzikler REM uykusunda dinletildi ve bir sonraki gün REM uykusunda müzik dinletilmeyen farelere göre daha çabuk yaptıkları gözlemlendi. Gün içerisinde komutla uyumlu olan müzik, REM uykusunda dinletildi ve bu sayede beynin hatırlamasını ve sürekli olarak tekrarlanmasını sağladı. Bu durum belleği kuvvetlendirdi ve öğretilenin kalıcı hale gelmesini sağladı. REM uykusu hafızanın kuvvetlenmesi ve önemli bilgilerin kalıcı hale gelmesi adına oldukça önemlidir.