Różnice anatomiczne Mniejsze spoidło wielkie USWS wymaga oddzielenia od siebie komór w celu izolacji w wystarczającym stopniu, by jedna mogła spać snem głębokim, a druga być przytomną. Ciało modzelowate (spoidło wielkie) to struktura anatomiczna mózgów ssaków umożliwiająca komunikację między półkulami. W porównaniu z innymi ssakami u waleni jest ono mniejsze. Podobnie u ptaków ciało modzelowate nie występuje, a półkule mogą komunikować się między sobą tylko w kilku miejscach. Inne argumenty przeczą temu rozumowaniu. Przecięcia strzałkowe spoidła wielkiego skutkowały wyłącznie snem dwupółkulowym. W rezultacie wydaje się, że te różnice anatomiczne wykazują korelację, ale nie wyjaśniają bezpośrednio tego rodzaju snu.
Różnice w modulującym rozsianym układzie noradrenergicznym Obiecującą metodę identyfikacji neuroanatomicznych struktur odpowiedzialnych za USWS stanowią porównania mózgów wykazujących jednopółkulowy sen wolnofalowy z niewykazującymi go. Pewne badania wykazały indukowane asynchroniczne SWS u zwierząt nie wpadających w USWS jako rezultat strzałkowych cięć regionów podkorowych, w tym dolnej części pnia mózgu, przy zachowanym nietkniętym spoidle wielkim. Inne porównania wykazały, że ssaki wykazujące USWS mają większe spoidła tylne i zwiększone skrzyżowanie wznoszących się włókien z miejsca sinawego w pniu mózgu.