多くの親を最も混乱させるのが、「生後2〜3ヶ月の頃は夜に5時間以上連続で寝てくれていたのに、生後4ヶ月になった途端、45分〜1時間おきに目を覚ますようになった」という激変です。この現象は海外の小児睡眠科学において「4-Month Sleep Regression（4ヶ月の睡眠退行）」と呼ばれ、病気や母乳不足ではなく、生理的な睡眠サイクルの恒久的な変容として広く認知されています。
新生児から生後3ヶ月頃までの乳児は、大人とは異なる単純な睡眠構造を持っています。眠りの深さはほぼ2段階（活動睡眠と静穏睡眠）しかなく、浅い眠りから深い眠りへと極めて滑らかに移行できました。ところが、生後4ヶ月を迎えると脳のシナプス結合が急激に発達し、大人とほぼ同じ「ノンレム睡眠（ステージ1〜3の深さ）」と「レム睡眠」からなる複層的な睡眠サイクルが完成します。
この変化に伴い、赤ちゃんの1サイクルあたりの睡眠時間は約45〜50分になります。大人であれば、浅い眠り（生後4ヶ月 浅い眠り レム睡眠）へ浮上した際に寝返りを打ち、無意識のうちに次の睡眠サイクルへと潜り直すことができます。しかし、生後4ヶ月の乳児はまだ睡眠サイクルの接続方法を知りません。約45分ごとに訪れる「浅い眠りの境目」で完全に意識が浮上してしまい、自力で深く眠りに戻れずに泣き叫んでしまうのが、生後4ヶ月 寝ない理由の根本的なメカニズムです。
さらに拍車をかけるのが、認知発達の跳躍期である「メンタルリープ4ヶ月（生後19週前後に訪れる『出来事の世界』への移行）」です。赤ちゃんは周囲の視覚情報や音、物の関係性を連続した出来事として認識し始めます。「寝室に置かれた」「ママが離れた」といった周囲の環境変化を高解像度で察知できるようになるため、感覚の過負荷が生じ、夜間の覚醒頻度が極限まで跳ね上がるのです。この生後4ヶ月の睡眠退行は、退行という名がついていながら、実態は「睡眠知能の大幅な進化」にほかなりません。
