Sleep State Transitions in Newborn Infants: Preliminary Study

SUMMARY It is not understood by what mechanism one sleep state changes into the other during state cycling in newborn infants. A better understanding of the ‘morphology’ of the changes ( e.g. their duration and sequence) in the polygraphically recorded variables may contribute to clarification. From 12 six‐hour recordings of 11 newborns, 45 peritransitional epochs from state 1 (quiet sleep) into state 2 (active sleep), and the same number from state 2 into state 1, were analysed by hand in consecutive 10‐second epochs. Identification of the moment of transition was taken as the change in regularity of respiration of at least three minutes duration. The peritransitional epochs from state 1 into state 2 are shorter than those from state 2 into state 1, although there are large intra‐ and inter‐individual differences. 65 per cent of the transitions from state 1 into state 2 are accompanied by gross movements, though fewer are seen in abnormal infants. The sequence of changes in eeg patterns, in the occurrence of slow and rapid eye‐movements and in tonic muscle activity are loosely and inconsistently related in time to the change in respiratory regularity, even if several transitions are analysed in the same recording of a single infant. No one variable could be identified which consistently followed or preceded a change in any other specific variable. Nevertheless, sequences were found in abnormal neonates which were not observed in normal infants. RÉSUMÉ Transitions des ŕtats de sommeil chez le nouveau‐nŕ: ŕtude primaire On ne connait pas le mŕcanisme permettant le passage d̂un ŕtat de sommeil à 'autre dans les cycles du nouveau‐nŕ. Une meilleure comprŕhension de la ‘morphologie’ des changements (c'est à dire de leur durŕe et sŕquence) à travers les variables enregistrŕes polygraphiquement peut contribuer à une clarification. A partir de 12 enregistrements de six heures chez 11 nouveaux‐nŕs, 45 passages transitionnels de 'ŕtat 1 (sommeil tranquille) à 'ŕtat 2 (sommeil actif) et le même nombre de 'ŕtat 2 à 'ŕtat 1 ont ŕtŕ ŕtudiŕs sur des tranches consŕcutives de dix secondes. 'identification du moment de la transition a ŕtŕ ŕtablie par la modification dans la rŕgularitŕ de la respiration d̂une durŕe d̂au moins trois minutes. Les tranches transitionnelles de 'ŕtat 1 à 'ŕtat 2 sont plus courtes que celles de 'ŕtat 2 à 'ŕtat 1 bien qu'il existe de larges diffŕrences intra et inter‐individuelles. 65 pour cent des transitions de 'ŕtat 1 à 'ŕtat 2 sont accompagnŕes de larges mouvements, plus rares chez les enfants anormaux. Les sŕquences des modifications des tracŕs EEG de la survenue des mouvements oculaires lents et rapides et de 'activitŕ tonique musculaire sont reliŕes dans le temps de façon 15che et inconsistante aux modifications de la rŕgularitŕ respiratoire même si plusieurs transitions sont analysŕes sur le même enregistrement d̂un seul nouveau‐nŕ. II n'est possible d̂identifier aucune variable unique qui suive ou prŕcède rŕgulièrement une modification d̂une autre variable spŕcifique. Nŕanmoins, il a ŕtŕ possible d̂observer chez les nouveaux‐nŕs anormaux des sŕquences non observŕes chez les nouveaux‐nŕs normaux. ZUSAMMENFASSUNG Die Mechanismen, die während der Schlafzyklen eines Neugeborenen die eine Schlafphase in die andere verändern, sind unbekannt. Eine bessere Kenntnis der ‘Morphologie’ der polygraphisch registrierten Änderungen der Variablen (Dauer und Reihenfolge) könnten zu einer Klärung beitragen. 12‐sechs‐stündige Ableitungen von 11 Neugeborenen lieferten für die Analyse 45 Übergangsepochen von Verhaltenszustand 1 (ruhiger Schlaf) in Verhaltenszustand 2 (aktiver Schlaf) und die gleiche Zahl Übergänge vom Verhaltenszustand 2 in Verhaltenszustand 1. Diese Epochen wurden von Hand in aufeinanderfolgenden Abschnitten von losec analysiert. Der Augenblick des Übergangs von einem Verhaltenszustand in den anderen wurde an der Änderung der Regularität der Atmung identifiziert. Die Äderung musste mindestens 3 Minuten oder langer dauern. Die Übergangsphasen von Zustand 1 in Zustand 2 waren konsistent kürzer als jene von Zustand 2 in Zustand 1, obwohl auch dabei grosse intra‐ und interindividuelle Unterschiede bestehen. 65 Prozent der Übergänge von Zustand 1 in Zustand 2 werden von generalisierten Bewegungen begleitet; bei abnormen Kindern war dies weniger der Fall. Die Übergänge in der Regelmässigkeit der Atmung wurde inkonsistent von Änderungen der EEG‐Muster, langsamen und schnellen Augenbewegungen und tonischer Aktivität in den Muskeln begleitet, selbst wenn mehrere Verhaltensübergänge in derselben Ableitung eines einzelnen Kindes verglichen wurden. Es konnte keine ‘fuhrende Variable’ gefunden werden, die regelmässig den Änderungen folgt oder ihnen vorausgeht. Manche abnorme Neugeborene haben Sequenzen in den Übergängen ihrer Verhaltenszustände, die bei gesunden Kindern nicht beobachtet werden konnten. RESUMEN Transiciones en el estado de sueño en reciŕn nacidos. Estudio preliminar No se conoce por que mecanismo un estado de sueño se cambia en otro durante el estado cíclico en el lactante. Una mejor comprensión de la ‘morfologia’ de los cambios (esto es su duración y frecuencia) en las variables registradas poligráficamente puede contribuir a su esclarecimiento. De un grupo de 12 registros de 6 horas en 11 reciŕn nacidos se analizaron manualmente en secuencias de 10 segundos, 45 ŕpocas peritransicionales del estado 1 (sueño tranquilo) a1 estado 2 (sueño activo) y el mismo número del estado 2 al estado 1. El cambio en la regularidad de la respiración durante tres minutos como mínimo, sirvió para identificar el momento de la transición. Las ŕpocas peritransicionales del estado 1 al estado 2 son más cortas que las del estado 2 al estado 1, aunque hay grandes diferencias intra‐ e interindividuales. El 65 por ciento de las transiciones del estado 1 al estado 2 se acompañan de movimientos groseros, aunque se ven menos en niños anormales. La secuencia de los cambios en los patrones de EEG en la aparición de movimientos oculares lentos y rápidos y en la actividad tónica muscular están en una relación no consistente en el tiempo con el cambio en la regularidad respiratoria, incluso si se analizan varias transiciones en el mismo registro de un mismo niño. Ninguna variable aislada pudo ser identificada, como precediendo o siguiendo de forma consistente un cambio en otra variable específica. Por otra parte en reciŕn nacidos anormales pueden hallarse secuencias que no han sido observadas en niños normales.