В период активного сна плод (и новорожденный), как и взрослые, оказывается наиболее чувствительным к внешним воздействиям. Было показано, что в этом состоянии дети могут запоминать определенные звуки и затем реагировать на них в бодрствовании. В отличие от быстрого сна взрослых, дети в активном сне больше двигаются. Ученые полагают, что в этом состоянии они продолжают обучаться движениям в трехмерном пространстве.

Сон доношенного новорожденного ребенка (до 2 месяцев) продолжается 13–14,5 часов, но, как и у взрослых, он может варьировать и в более широких пределах: от 10 до 19 часов. Прекращение связи с материнскими гормонами и незрелость собственных внутренних часов ребёнка приводят к тому, что сначала сон может быть равномерно распределен между светлым и темным временем суток. Пробуждения определяются чувством голода, на грудном вскармливании ребёнок в первый месяц жизни может просыпаться каждые 1–3 часа. Молочные смеси для искусственного вскармливания перевариваются дольше, поэтому дети на искусственном вскармливании чувствуют голод каждые 2–5 часа.

В течение первых 2 месяцев внутренние часы настраиваются на 24-часовые циклы и всё больше берут на себя управление функциями организма. Эта настройка происходит быстрее, если в комнате, где находится ребёнок, освещение меняется адекватно времени суток, то есть в течение дня помещение хорошо освещено, а ночью свет выключен или приглушен.

Созреванию биологических часов способствует поведение родителей, которые не нагружают ребенка активными играми и общением поздно вечером и ночью. Для настройки внутренних часов родителям ребёнка важно поддерживать постоянное время подготовки ко сну и укладывания, а также постоянное время подъема. К концу второго месяца жизни большая часть сна приходится на ночь, а к 3 месяцам непрерывный ночной сон составляет не менее 5 часов, прерываемых микропробуждениями.

К 6 месяцам окончательно формируется циркадианный (суточный) ритм сна-бодрствования. Отчасти это связано с тем, что желудок ребёнка начинает вмещать достаточное количество пищи, чтобы тот не испытывал голод в течение всей ночи. Свою роль играет и то, что в этом возрасте большинство детей уже начинают получать прикорм, то есть более плотную и сытную пищу, которая обеспечивает чувство сытости до утра.

В возрасте 6 месяцев желудок ребенка вмещает достаточно пищи, чтобы не испытывать чувства голода ночью.

В возрасте с 2 до 12 месяцев дети спят по 13–14 часов в сутки, из которых 9-10 часов приходится на ночной сон. Остальные 3–4 часа сна распределены между 1–4 эпизодами дневного сна, которые продолжаются от 30 минут до 2 часов. К 12 месяцам продолжительность сна уменьшается до 12 часов.

Вместе с ребёнком растут и созревают и нейронные сети мозга, что проявляется изменением характера волн ЭЭГ, которые становятся всё больше похожими на взрослые. Вначале у недоношенных (24 недели) на ЭЭГ регистрируется только прямая линия, которая периодически «взрывается» несколькими всплесками ЭЭГ-волн. У доношенных новорожденных детей во сне уже регистрируются относительно медленные тета-ритмы ЭЭГ активного сна, который сменяется медленными волнами, характерными для спокойного сна. После 6-месячного возраста ЭЭГ-картина сна ребенка уже содержит все волны, характерные для взрослого человека. «Взрослеют» и циклы сна – к 12 месяцам они, как и у взрослых, начинаются с фазы медленного сна, а заканчиваются фазой с быстрыми движениями глаз. Фаза медленного сна начинает преобладать в течение ночи. Продолжительность цикла сна к 12 месяцам все ещё составляет около 60 минут, до «взрослых» 1,5 часа она дорастёт к 5 годам.