La mioclonía tiene varias causas potenciales y puede surgir de una amplia gama de sitios en el sistema nervioso periférico y el SNC. Aunque la neurotransmisión disfuncional de serotonina es una causa potencial, no parece ser la causa en todos los casos, y los datos son algo contradictorios. Aunque algunos tipos de mioclonía se comprenden relativamente bien desde el punto de vista fisiológico, la etiología subyacente de la mioclonía neonatal benigna del sueño sigue siendo desconocida.
Aunque el primer informe postulaba una anomalía del sistema activador reticular, esto era especulativo y se basaba únicamente en la asociación clínica con el sueño. La estrecha asociación con el sueño, específicamente con el sueño tranquilo, puede indicar una asociación con las estructuras o las vías que sirven para el sueño. Esto puede explicar la aparente disminución de la frecuencia y la gravedad a lo largo de la infancia porque los estados de sueño hacen la transición a un patrón maduro, con menos sueño tranquilo durante la última parte de la infancia.
Se desconoce la fuente del estímulo mioclónico en sí, y la corteza cerebral parece estar tranquila durante los movimientos sin un correlato EEG consistente. Aunque se ha informado previamente de una actividad aguda ocasional en las regiones temporal y central, la epilepsia o la hiperexcitabilidad cortical no parecen subyacer a la condición. Sin embargo, existe un informe de una serie de casos de cinco niños estadounidenses con mioclonía excesiva durante el sueño en el que un tercio de los eventos tenía un correlato epileptiforme en el EEG; los investigadores sugirieron que sus hallazgos podrían indicar una variante de epilepsia mioclónica benigna de la infancia.
La mioclonía en sí puede surgir de varias localizaciones dentro del SNC e incluso del sistema nervioso periférico. Se describe como movimientos breves, rápidos y relámpagos de la musculatura troncal, bulbar o apendicular. Puede caracterizarse además como positivo (asociado a la activación muscular) o negativo (pérdida breve del tono muscular), aislado o repetitivo, y rítmico o no rítmico.
Un estudio retrospectivo (1996-2011) de 15 bebés japoneses consecutivos con mioclonía neonatal del sueño benigna, incluyendo 3 casos familiares emparejados, sugiere que puede haber una asociación con la migraña. Los investigadores informaron que 5 de 12 padres (41,7%) tenían antecedentes de migrañas; 3 de los 15 bebés (20%) desarrollaron migraña después de los 5 años, y un niño desarrolló el síndrome de vómitos cíclicos, un precursor de la migraña, antes de la edad de 1 año y permaneció bajo seguimiento. Ninguno de los niños desarrolló epilepsia.
La mioclonía patológica en el recién nacido se asocia típicamente con manifestaciones de encefalopatía, convulsiones o ambas. Sin embargo, la mioclonía neonatal del sueño benigna se registra generalmente en recién nacidos por lo demás sanos y sin signos de compromiso neurológico. La actividad mioclónica es positiva y semirrítmica y puede ser sensible a los estímulos, con una actividad más prominente en respuesta a los sonidos fuertes, el tacto o los intentos de sujeción pasiva.
Aunque inicialmente fue descrita por Coulter y Allen como «bilateral, sincrónica y repetitiva, localizada principalmente en las partes distales de las extremidades superiores», la afección puede causar movimientos mioclónicos unilaterales y aislados de las extremidades que pasan de una a otra. La característica que define a esta afección es la resolución con la vigilia y la aparición sólo durante el sueño. Por lo demás, los niños son normales. Aunque algunos informes indican un «desplazamiento» dentro del período neonatal, otras series retrospectivas más amplias indican que el mioclono neonatal del sueño benigno puede extenderse más tarde en la infancia. De hecho, algunos sugieren que esta condición puede persistir más allá de la primera infancia; la mayoría de los niños duermen toda la noche durante la última parte del primer año lejos de sus padres, que potencialmente no son conscientes de la aparición de esta condición.
De hecho, los padres a menudo informan de que sus hijos mayores se sacuden durante el sueño, aunque estos no se describen típicamente como repetitivos como se ve en el mioclono neonatal del sueño benigno. La mioclonía nocturna puede representar un continuo; la mioclonía neonatal benigna del sueño puede ser la manifestación más obvia y fácilmente reconocible, con una disminución de los signos a medida que el SNC madura, aunque esto está por demostrar. Se sospecha de una etiología genética, con informes de ocurrencia en múltiples miembros de la familia.
Se han descrito intentos de tratamiento con anticonvulsivos después de que los movimientos se atribuyeran erróneamente a la epilepsia. Los movimientos parecían exacerbarse en dos informes después de la administración de benzodiazepinas, tal vez invocando un sustrato mediado por GABA. Se ha informado de mioclonías aparentemente mediadas por GABA e inducidas experimentalmente. Además, se ha demostrado una preponderancia de la actividad excitatoria neuronal en los recién nacidos, en parte debido a un efecto excitatorio del GABA en el cerebro inmaduro. Esto contrasta con los individuos de mayor edad, en los que la activación del GABA suele ejercer un efecto inhibidor. Por lo tanto, en el recién nacido se produce un exceso global de excitación y puede explicar la tendencia al empeoramiento con el tacto o el estímulo sonoro en ciertos bebés con mioclonía neonatal del sueño benigna.
Aprovechar este componente reflejo ha ayudado a proporcionar pistas de diagnóstico sobre la etiología de los movimientos. Se han identificado maniobras provocadoras en algunos lactantes. Se ha utilizado el balanceo de los bebés en una cuna a baja frecuencia (1 Hz) en dirección de la cabeza a los pies y los estímulos sonoros repetitivos para provocar la condición. Varias series de casos informan de que los propios padres han identificado estas maniobras.