La plupart des êtres vivants possède une horloge circadienne (période de 24 h) qui leur permet de s’adapter aux conditions environnementales dictées par la rotation de la terre. Son étude chez la drosophile a permis de découvrir les premiers gènes d’horloge, period pour le premier d’entre eux puis timeless. Depuis, les méthodes génétiques utilisées chez cet insecte ont permis d’établir un modèle moléculaire qui repose sur des boucles de régulation transcriptionnelle négatives qui génèrent des oscillations d’ARNm des gènes d’horloge. Un délai entre l’accumulation des ARNm et celle des protéines assure le fonctionnement de la boucle de rétroaction. Ce délai est daû` des modifications post-traductionnelles telles que phosphorylations, ubiquitinations qui contrôlent la durée de vie des protéines et déterminent la période de leurs oscillations. Cette horloge est présente aussi bien dans le cerveau que dans de nombreux autres organes où elle se comporte de façon autonome. Sa synchronisation par la lumière repose sur la protéine photoréceptrice cryptochrome, présente dans toutes les cellules d’horloge. De plus, les cellules d’horloge du cerveau sont également synchronisées par les photorécepteurs de l’œil. L’horloge qui gouverne le rythme veille-sommeil est contrôlée par plusieurs groupes de neurones du cerveau. Chaque groupe a une fonction distincte dans la génération du rythme comportemental, fonction largement modulée par les conditions extérieures.