departamento de farm acia t farma céutica facultad de...

183
P Depar Pharma develop tamento FA UN cokineti pment o o de Farm ACULTA NIVERSID ic/Pharm f novel d Arianna macia y T AD DE F DAD DE macodyn drugs fo disorder a Madrid Tecnolog FARMAC E NAVA namic M or the tr rs d Aispuro gía Farma CIA ARRA Modellin reatment o acéutica ng durin t of slee ng ep

Upload: trinhanh

Post on 24-May-2018

215 views

Category:

Documents


1 download

TRANSCRIPT

Page 1: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

P

Depar

 

 

 

 

 

 

Pharma

develop

tamento

FA

UN

cokineti

pment o

o de Farm

ACULTA

NIVERSID

ic/Pharm

f novel 

d

Arianna

 

macia y T

AD DE F

DAD DE

 

 

macodyn

drugs fo

disorder

 

 

a Madrid

 

 

Tecnolog

FARMAC

E NAVA

namic M

or the tr

rs 

d Aispuro

gía Farma

CIA 

ARRA 

Modellin

reatment

acéutica 

ng durin

t of slee

ng 

ep 

Page 2: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

P

 

Trab

Doct

 

Depar

 

 

 

 

 

 

Pharma

develop

bajo  presen

tor en Farm

tamento

FA

UN

cokineti

pment o

ntado  por

macia.  

Fd

o de Farm

ACULTA

NIVERSID

Te

ic/Pharm

f novel 

d

r  Arianna 

do: Arian

macia y T

AD DE F

DAD DE

 

esis Doct

 

macodyn

drugs fo

disorder

Madrid  A

 

nna Mad

Tecnolog

FARMAC

E NAVA

oral  

namic M

or the tr

rs 

Aispuro  p

drid Aisp

gía Farma

CIA 

ARRA 

Modellin

reatment

para  obten

puro 

acéutica 

ng durin

t of slee

ner  el  gra

ng 

ep 

ado  de 

Page 3: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

 

Dº. JOSÉ IGNACIO FERNÁNDEZ DE TROCÓNIZ FERNÁNDEZ, Doctor 

en Farmacia y Profesor Titular en la Universidad de Navarra y Dª. MARIA 

DE  LA  NIEVES  VÉLEZ  DE  MENDIZÁBAL  CASTILLO,  Doctora  en 

Ingeniería  Informática  certifica  que:  El  presente  trabajo: 

“Pharmacokinetic/Pharmacodynamic Modelling  during  development  of 

novel  drugs  for  the  treatment  of  sleep  disorders”,  presentado  por  Dª. 

Arianna Madrid Aispuro para optar  al grado de Doctor ha  sido  realizado 

bajo su dirección y una vez revisado, no encuentran objeciones para que sea 

presentado para su lectura y su defensa.  

 

Y para que así conste,  firman el presente certificado en Pamplona, a 21 de 

Marzo del dos mil trece.  

 

 

 

Fdo: José Ignacio Fernández de Trocóniz Fernández 

 

 

 

 

Fdo: María de las Nieves Vélez de Mendizábal Castillo 

   

 

Page 4: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

P

 

 

Depar

 

 

 

 

 

 

Pharma

develop

tamento

FA

UN

cokineti

pment o

o de Farm

ACULTA

NIVERSID

ic/Pharm

f novel 

d

Ariann

macia y T

AD DE F

DAD DE

 

 

 

 

macodyn

drugs fo

disorder

 

 

 

na Madrid

Tecnolog

FARMAC

E NAVA

namic M

or the tr

rs 

 Aispuro

gía Farma

CIA 

ARRA 

Modellin

reatment

acéutica 

ng durin

t of slee

ng 

ep 

Page 5: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ʺNo amount of experimentation, however many they may be, can ever prove me 

          right; only a single experiment can prove me wrong ʺ  

 

 

 

ʺNingún numero de experimentos, por muchos que sean, podrán demostrar que 

tenga razón; Tan solo un experimento puede demostrar que estoy equivocadoʺ  

 

Albert Einstein  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 6: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Dedicated to my parents 

Without your support, I would not be here  

 

 

 

 

 

 

 

Page 7: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

ACKNOWLEDGEMENTS 

 

I would like to acknowledge the following persons and institutions: 

The University of Navarra,  especially  the Head of  the Department of Pharmacy 

and Pharmaceutical Technology, Dr. Maria del Carmen de Dios Viéitez, and  the 

previous Head of the Department Dr. Conchita Tros de Ilarduya Apaolaza. 

 

Elli Lilly & Company at Erlwood UK and Global PK/PD/Trial Simulation group, 

who provided me with financial support, the permission to use the data they were 

funding,  and  providing  data  for  this  dissertation.  Special  acknowledgement  to 

Kimberley  Jackson,  for her dedication  and  contribution  to  the  thesis; Dinesh de 

Alwis  and  some  colleges  of  Elli  Lilly Cheryl,  Paul, Gemma, Celine,  John, Giny 

Wood  and  her  husband.  I  am  very  thankful  for  the  great  time  during  my 

internship. I would like to extend thanks to Discovery Sleep Research (DSR) group 

at Erl Wood, for providing the data insight without which this dissertation would 

not have been possible. 

 

I would  like  to acknowledge my supervisor Dr. Iñaki Fernández de Tróconiz, for 

his support over the years, his ideas and his contributions to the improvement of 

my  thesis.  To my  co‐supervisor,  Dr. Nieves  Vélez,  I would  like  to  extend my 

deepest gratitude  for his encouragement, guidance, and patience.  I would  like  to 

thank a Dr. Lorea Bueno for her patience to teach me the tools to get started in the 

world of the pharmacometrics.  

Page 8: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

 I would  like  to  thank  all  of my  coworkers  and  friends  at  the  Department  of 

Pharmacy  and  Pharmaceutical  Technology,  especially  to  the  pharmacometrics 

team  (Maria  Jesus, Maria, Núria, Álvaro, Sara, Ana and Zinnia).  Iʹm grateful  for 

their ideas and suggestions during these years together. 

 

To  all  my  Pharmaceutical  Chemistry  Biologist  colleagues  at  the  University 

Autonomous of Sinaloa, especially  to Dr. José Guillermo Romero Navarro for his 

advise, guidance, and  for motivating me  to continue my  studies.  I would  like  to 

thank Dr. Miriam del Carmen Carrasco Portugal and Dr. Francisco Flores Murrieta 

for giving me the opportunity to continue my professional career.  

 

To my dear family in Pamplona, Elba, Marisin, Elena, Ángel and Ignacio thanks a 

lot for listening to me in both personal and professional difficult moments. To my 

lovely friends Koldo, Melissa, Cesar, Paula, Cristina, Ana, Maria, Judith, Jon, Lara, 

Ulrich and my flat housemate Lucia. I am especially thankful to Mexicans group in 

Pamplona  for  giving me  great moments  and  to my  friends  of Volkswagen.  Iʹm 

grateful for my friends I have made, for  the good  times we have shared, and  the 

wonderful memories that I will carry with me.   

 

Finally, I wish to thank my family (Flor, Renato, Eliana, Keilla and Roxana). Their 

unconditional  love and understanding gave me  the confidence  to continue every 

day. I will always remember their support and affection during all moments away 

from home. 

Page 9: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Table of Contents 

   

TABLE OF CONTENTS 

PREFACE ...................................................................................................................................... 7 

ABBREVIATIONS ...................................................................................................................... 8 

INTRODUCTION ..................................................................................................................... 14 

1. Sleep ......................................................................................................................................... 15 

2. Measurement of sleep ............................................................................................................ 16 

2.1. Electroencephalogram (EEG) ......................................................................................... 17 

2.2. Electro‐oculography (EOG) ............................................................................................ 18 

2.3. Electromyography (EMG) .............................................................................................. 19 

3. Physiology of Sleep ................................................................................................................ 20 

3.1. Receptors involved in sleep ........................................................................................... 22 

4. Neurology of Sleep ................................................................................................................ 25 

5. Classification of Sleep Disorders .......................................................................................... 29 

6. Mathematical Models Applied to Sleep Data .................................................................... 32 

6.1. The “Flip‐Flop” Switch Model ....................................................................................... 34 

6.1.1. Mathematical representation of the ʺFlip‐Flopʺ Switch Model .............................. 36 

7. Pharmacologic treatment of Sleep Disorders ..................................................................... 40 

7.1. Pharmacokinetics of Zolpidem ...................................................................................... 42 

7.2. Pharmacodynamics of Zolpidem .................................................................................. 43 

8. Futures treatments for sleep disorders ............................................................................... 44 

9. Pharmacometrics .................................................................................................................... 47 

9.1. Model‐Based Drug Development ................................................................................. 48 

10. PK/PD Modelling in Sleep .................................................................................................. 50 

REFERENCES ............................................................................................................................. 53 

Page 10: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Table of Contents 

 

AIM AND OBJECTIVES ......................................................................................................... 62 

Pharmacokinetic/Pharmacodynamic Modelling  of  the  Sleep  effects  of Zolpidem  in 

Rats. .............................................................................................................................................. 64 

Material and Methods ............................................................................................................... 67 

Sleep‐Wake Bioassay ................................................................................................................. 67 

Animals and surgical procedure. ............................................................................................... 67 

Vehicle and drug administration. .............................................................................................. 68 

Study design. ............................................................................................................................. 68 

Automated monitoring of EEG ................................................................................................. 69 

Data analysis. ............................................................................................................................ 70 

Baseline Model Development ................................................................................................... 70 

Model for vehicle and drug effects .......................................................................................... 75 

Software and model selection ................................................................................................... 78 

Model evaluation ....................................................................................................................... 78 

External model evaluation. ....................................................................................................... 79 

Results ......................................................................................................................................... 80 

Discussion ................................................................................................................................... 89 

Conclusions ................................................................................................................................ 93 

SUPPLEMENTARY MATERIAL ........................................................................................... 95 

REFERENCES ............................................................................................................................ 96 

APPENDIX ............................................................................................................................... 101 

APPENDIX 1 ............................................................................................................................ 102 

Table 1. List of the international Classification of Sleep Disorders version 2 of 2005* 102 

APPENDIX 2 ............................................................................................................................ 104 

SCRIPTS: INPUT FILES FOR NONMEM .......................................................................... 104 

 

Page 11: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Table of Contents 

 

BASELINE MODEL .............................................................................................................. 104 

‐ FROM AWAKE .................................................................................................................. 104 

‐ FROM NREM ...................................................................................................................... 108 

‐ FROM REM ......................................................................................................................... 112 

SIMULATION OF BASELINE MODEL ............................................................................ 116 

APPENDIX 3 ............................................................................................................................ 125 

VEHICLE MODEL ............................................................................................................... 125 

SIMULATION OF VEHICLE MODEL .............................................................................. 129 

APPENDIX 4 ............................................................................................................................ 138 

DRUG EFFECT MODEL ...................................................................................................... 138 

SIMULATION OF DRUG EFFECT MODEL .................................................................... 143 

APPENDIX 5 ............................................................................................................................ 153 

SCRIPTS: INPUT FILES FOR MATLAB ............................................................................ 153 

DESCRIPTORS OF SLEEP ................................................................................................... 153 

1. PERCENTAGE OF SLEEP STAGES ............................................................................... 153 

2. TRANSITIONS PROBABILITIES ................................................................................... 158 

2.1. From AWAKE ................................................................................................................ 158 

2.2. From NREM ................................................................................................................... 164 

2.3. From REM ....................................................................................................................... 170 

3. NUMBER OF TRANSITIONS ......................................................................................... 176 

4. MAXIMUM TIME CONSECUTIVE ............................................................................... 179 

4.1. AWAKE .......................................................................................................................... 179 

4.2. NREM .............................................................................................................................. 184 

4.3. REM ................................................................................................................................. 189 

APPENDIX 6 ............................................................................................................................ 194 

Page 12: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Table of Contents 

 

SCRIPTS: VISUAL PREDICTIVE CHECK ........................................................................ 194 

1. PERCENTAGE OF SLEEP STAGE ................................................................................. 194 

VISUAL PREDICTIVE CHECK .......................................................................................... 197 

2. TRANSITIONS PROBABILITIES ................................................................................... 197 

‐ Drugs Simulated data from AWAKE .............................................................................. 197 

‐ Drugs Observed data from AWAKE ............................................................................... 198 

‐ Drugs Simulated data from NREM ................................................................................. 202 

‐ Drugs Observed data from NREM .................................................................................. 203 

‐ Drugs Simulated data from REM ..................................................................................... 207 

‐ Drugs Observed data from REM ..................................................................................... 208 

APPENDIX 7 ............................................................................................................................ 212 

Table 2 . Summary of Sleep Descriptors * ......................................................................... 212 

 

 

 

 

 

 

Page 13: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Preface 

 

PREFACE 

 

This project has been funded by the Global PK/PD and Simulation Department of 

Eli  Lilly  &  Co  at  Erlwood  (UK).  Data  was  provided  by  the  Discovery  Sleep 

Research (DSR) group at Erl Wood at Elli Lilly U.K.  

The present work was focused on the Pharmacokinetic/Pharmacodynamic (PK/PD) 

modelling aspects of the sleep stage effects of drugs used to treat sleep disorders, 

such Zolpidem, in pre‐clinical studies. 

 

The current memory has been organized as follows: (i) in the introduction section 

basic  information  about  sleep,  and  sleep  disorders  is  provided.  In  addition  a 

summary  of  the  current  pharmacological  treatments  is  presented.  A  list  of 

examples  in which    pharmacokinetic/pharmacodynamic  (PK/PD) modelling  has 

been  applied  to  describe  the  time  course  of  sleep  stages  is  given  also  in  the 

introduction  section;  (ii)  the  aims  of  the  current  investigation  are  described 

concisely in the section of objectives; (iii) Material and methods provides a detailed 

description of type of models required to described the time course of sleep stages, 

introduce  drug  effects,  and  how  to  perform  model  evaluation;  section  (iv) 

describes the results obtained during model development, and in section (v) a brief 

overall discussion  is presented. Given the complexity of the models developed  in 

the current investigation appendixes containing examples of dataset organization, 

NONMEM  codes  for  parameter  estimation,  and  simulation,  as  well  as Matlab 

scripts for summarizing and graphical representation of results are also provided. 

Page 14: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Abbreviations 

 

ABBREVIATIONS 

 

Abbreviation                                             Definition 

‐2LL 

5‐HT 

AASM 

ACh 

AMIN 

APSS  

ASDA  

AUC 

BF 

BDZ 

CIDS  

CL 

Cmax 

CNS 

Cp 

‐2xlog likelihood 

Serotonin 

American Academy of Sleep Medicine 

Cholinergic 

Monoaminergic cell group 

Association for the psychophysiological study of sleep 

American Sleep Disorders Association 

Area under the plasma concentration vs time curve 

Basal Forebrain 

Benzodiazepines 

International Classification of sleep disorders. 

Total Plasma Clearance 

Maximum Drug Concentration  

Central Nervous System  

Plasma Drug Concentration  

Page 15: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Abbreviations 

 

Cps 

CV 

DA  

DIMS  

DOES  

DR 

DRN 

Drugs‐Z  

DSR 

DV 

EC50/IC50 

EEG  

EMAX 

EMG  

EOG  

ePD 

FDA 

Cycle per Second 

Coefficient of Variation 

Dopamine 

Disorders of Initiating and Maintaining sleep 

Disorders of excessive somnolence 

Doral Raphe 

Dorsal Raphe Nucleus 

Zolpidem, Zopiclone and Zaleplon 

Discovery Sleep Research 

Dependent variable (observations) 

Drug concentration that produces half of Emax 

Electroencephalogram 

Maximum response that the drug can elicit 

Electromyography 

Electrooculogram 

In vivo efficacy  

Bioavailability 

Food and Drug Administration 

Page 16: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Abbreviations 

 

FDA 

GABA 

Gal 

Glu  

Gly  

Hcrt  

His  

HOM  

Hz 

 ICSD  

ISV  

Ka  

Kel 

Ki 

Kpd 

LC 

LDT  

LHA 

Food and Drug Administration 

Gamma‐Aminobutyric acid 

Galanin or galaninergic 

Glutamate or glutamatergic 

Glinina or Glycinergic 

Hypocretinergic 

Histamine 

Homeostatic 

Hertz 

International classification of sleep disorders  

Inter‐Subject Variability 

Firs order rate constant of absorption 

Firs order rate constant of elimination 

Binding constant 

Binding affinity 

Locus Coeruleus 

Latero dorsal tegmental 

Literal Hypothalamus 

Page 17: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Abbreviations 

 

LOGIT 

LPT 

MC 

MCH  

MCM  

MnPo  

NA  

nH 

NONMEM  

NREM 

NRPO 

ORX 

PAG 

PB o PBN  

PC  

PD 

Logistic Regression 

Lateral Pentine Tegmentum 

Modulator 

Methylcellulose 

Melanin concentrating hormone 

Markov Chain Model 

Preoptic Nucleus 

Noradrenalin 

Hill slope 

Non‐linear Mixed Effects Modelling 

Non‐Rapid Eyes Movement 

Reticularis pontis oralis 

Orexin 

Periaqueductal gray 

Parabrachial Nucleus 

Precoeroleus Region 

Pharmacodynamic 

 

Page 18: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Abbreviations 

 

PDV 

PFP 

PK 

PK/PD 

PM 

PO  

PPT  

PSG  

PT 

REM  

SCN 

SEMs 

SLD 

t1/2 

Tanh 

tmax 

TDW 

Previous dependent value 

Pontine Reticular Formation 

Pharmacokinetic 

Pharmacokinetic/Pharmacodynamic 

Pharmacometrics 

Orally 

Pedunculopontine 

Polysomnography 

Probability of Transition 

Rapid Eyes Movement 

Suprachiamatic Nucleus 

Slow eye movements  

Sub‐Laterodorsal Nucleus 

Half‐life 

Hyperbolic Tangent 

Time of maximum observed drug concentration 

θ‐dominated wake 

 

Page 19: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Abbreviations 

 

TMN 

TP 

TST 

vIPAG 

VLPO 

vPAG 

VPC  

VTA  

WASO  

Zol  

α 

Tuberomammillary nucleus 

Transitions Probabilities 

Total Sleep Time 

Volume of distribution 

Adjacent Ventral Periaqueductal gray matter 

Ventrolateral Preoptic Nucleus 

Periaqueductal Gray 

Visual Predictive Check 

Ventral Tegmental Area 

Wake time after sleep onset 

Zolpidem 

Intrinsic activity 

 

 

 

 

 

 

Page 20: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

 

  

 

  

 

 

 

 

 

 

INTRODUCTION 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 21: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Introduction 

 

15  

 

1. Sleep 

Sleep can be defined in behavioral terms as a normal, recurring, reversible state of 

loss  of  awareness  with  inability  to  perceive  and  respond  to  the  external 

environment. The voluntary motor activity largely ceases and a quiescent posture, 

specific to each species,  is adopted. Sleep  is present  in mammal’s species and the 

length of sleep is varying between size and species (Table 1).  

 

Table 1. Daily Sleep Quotas in a Sample of Mammalian Species.* 

Species  Total Daily Sleep Time 

(h) 

Daily REM Time  

(h) 

Echidna  9.0  ? 

Opossum  18.0  5.0 

Hedgehog  10.0  3.5 

Mole  8.5  2.0 

Bat  19.0  3.0 

Baboon  9.5  1.0 

Humans  8.0  2.0 

Armadillo  17.0  3.0 

Rabbit  8.0  1.0 

Hamster  14.0  3.0 

Rat  12.0  2.5 

Squirrel  14.0  3.0 

Guinea pig  9.5  1.0 

Dolphin  10.0  ? 

Seal  6.0  1.5 

Cat  12.5  3.0 

Dog  10.0  3.0 

Horse  3.0  0.5 

Giraffe  2.0  0.5 

Total daily sleep time includes daily REM time. Values are rounded to the half 

hour and exclude prolonged drowsiness. Some values are averages  for  two or 

more members of the same genus. Question marks indicate reported absence of 

REM sleep. * (Kryger, Roth et al. 1994, McCarley 2007).  

Page 22: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Introduction 

 

16  

 

 

Sleep  is  generated  by  the  brain  but  is  associated  with  profound  changes  in 

physiology elsewhere in the body. Contrary to early belief, the neurophysiology of 

sleep involves active and dynamic changes in neural functioning and is far from a 

passive process of absence of wakefulness (Silber, Krahn et al. 2010).   

 

2. Measurement of sleep  

 

In  1967,  the  Association  for  the  Psycho‐physiological  Study  of  Sleep  (APSS) 

chartered  a  committee  of  sleep  researchers  to  establish  a  standard  system  for 

visually  scoring  stages  of  sleep.  The  result  was  the  “Manual  of  Standardized 

Terminologyʺ,  ʺTechniques  and  Scoring  Systems  for  Sleep  Stages  of  Humans 

Subject’sʺ (edited by Alan Rechtschaffen and Anthony Kale). The manual and  its 

recommendations have been well accepted and  the system has spread across  the 

world  (Hori,  Sugita  et  al.  2001).  The  goal  of  this was  to  standardize  recording 

techniques, to create a standard system for visually scoring stages of sleep and to 

establish criteria that could compare the results reported by different investigators 

worldwide.  

 

 

The  sleep  research  is a  relatively young discipline  that uses a Polysomnography 

(PSG)  recording,  which  is  a  multichannel  recording  instrument  designed  to 

document a variety of physiological activities captured in humans and in rats that 

are  necessary  for  the  sleep  analysis  (Figure  1).  The  PSG  receives  three  main 

physiological  signals: Electroencephalography  (EEG),  electro‐oculography  (EOG) 

and electromyography (EMG).  

Page 23: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

 

Figur

 

 

The 

Germ

basis

elect

activ

 

Elect

findi

(Silb

re 1. Bioassay

 

2.1.  El

human  sc

many (1929

s  of  the  EE

trodes  that

vity from sy

trodes are 

ing  the  co

er, Krahne

y system for s

lectroenc

calp  electro

9). Underst

EG  and  th

t are attach

ynapses in 

applied ac

orrect  elect

et al. 2010). 

sleep analyse

ephalogr

oencephalo

tanding sle

he manner

hed  to mu

the upperm

ccording  to

trode  sites 

 

es in rats. Mo

ram (EEG

ogram  wa

eep physio

r  in which

ltiple area

most level

o  the  Inter

measurin

odified (Ueno

G) 

as  first  rec

ology requi

h  it  is  reco

s of  the  sc

s of the cer

rnational 1

ng  from  ce

o, Honda et a

corded  by 

ires some k

orded.  EEG

calp. They 

rebral corte

0–20 syste

ertain  anat

Introd

al. 1983). 

Hans  Ber

knowledge

G  is  record

record  ele

ex.  

em, a meth

tomic  land

duction 

 

17 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

rger  in 

e of the 

ded  by 

ectrical 

hod  for 

dmarks 

Page 24: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Introduction 

 

18  

 

EEG frequency  is  identified by  the number of waves or cycles occurring within a 

period  of  one  second,  described  as  cycles  per  second  (cps)  or Hertz  (Hz).  The 

standard sleep staging manual provides details  for  the staging of normal human 

sleep. The most  common EEG  frequency bands used  for  sleep  stage  scoring  are 

Alpha  (8‐13 Hz), Beta  (greater  than 13 Hz), Delta  (less  than 4 Hz) and Theta  (4‐7 

Hz). The other EEG parameter is wave amplitude, which is measured from trough 

to peak (Butkov, Lee‐Chiong 2007).  

 

In  general  for  the Wake  state,  the EEG  registers  low‐amplitude, high  frequency 

oscillations. The EEG  in NREM sleep stages corresponds  to high amplitude, high 

frequency  oscillations. REM was  represented  by  low  amplitude,  high  frequency 

oscillations  that  look  like  the  waking  EEG,  but  are  accompanied  by  other 

characteristics for their identification between sleep stages (Crocker, Sehgal 2010). 

 

2.2.  Electro‐oculography (EOG)   

 

Eye movement monitoring, is based on recording the potential difference between 

the  back  of  the  eye  and  the  front  on  the  eye. The  retina  is  electronegative with 

respect  to  the  cornea,  causing  voltage  changes  to  occur when  the  eye moves  in 

relation to the EOG electrodes. There are two reasons for recording eye movement 

activity during sleep. The first is to record rapid eye movement, a cardinal sign of 

REM  sleep,  and  secondly  for  assessing  the  onset  of  sleep  that  is  typically 

accompanied by slow eye movements (SEMs) (Butkov, Lee‐Chiong 2007). 

Page 25: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Introduction 

 

19  

 

2.3.  Electromyography (EMG) 

 

The EMG  from muscles groups  is used as a criterion  for staging REM sleep. The 

EMG  is  very  important  to  evaluate  patients, who  have  periodic movements  in 

sleep that sometimes are used to monitor respiratory effort. Most EMG recordings 

during  sleep  require  taping  electrodes  to  the  skin  over  the  muscle  group  of 

interest. In the waking stage, an intense muscular activity is detected. The NREM 

sleep  is associated to  low voltage of EMG. However, the REM sleep  is associated 

with an absence of EMG activity (Depoortere, Francon et al. 1993, Kryger, Roth et 

al. 1994). 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 26: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Introduction 

 

20  

 

3. Physiology of Sleep  

 

In  1968,  Rechtschaffen  and  Kales  published  a  scoring  manual,  identifying  the 

characteristic features of NREM and REM sleep, with NREM divided into 4 stages: 

Transitional sleep (stage 1), light sleep (stage 2), slow wake sleep (stages 3 and 4) 

and paradoxical sleep (stage REM).   

 

The sleep cycle starts with a period of NREM sleep, REM sleep occurs after a short 

period of NREM sleep, this alteration between NREM and REM takes place about 

4‐5 times during a normal night’s sleep in adult human. The average length of the 

first  NREM‐REM  sleep  cycle  is  approximately  70  to  100 minutes;  the  average 

length of the second and  later cycles  is approximately 90 to 120 minutes (Kryger, 

Roth et al. 1994). 

 

The REM sleep accounts for 20‐25% of total sleep time (TST). The NREM sleep  is 

characterized  by  progressively  decreased  responsiveness  to  external  stimulation 

(See  table 2).  It  is believed  that approximately 80% of dreams occur during REM 

sleep and 20% occur during NREM sleep (Chokroverty 2010).  

 

The human and animal sleep depends on two major factors: a circadian regulator, 

defining  the  diurnal  rhythm,  and  a  homeostatic  regulator  governing  the 

relationship between wake and time sleep times.  

Page 27: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Introduction 

 

21  

 

The  circadian  process  is  a  self‐sustained  oscillation  that  is  generated  in  the 

suprachiasmatic  nuclei  (SCN)  of  the  hypothalamus  in  mammals  (Andretic, 

Franken et al. 2008).  

 

Table 2. Behavioral and Physiological criteria of wakefulness and sleep.* 

Criteria  AWAKE  NREM sleep  REM sleep 

Posture  Erect, sitting, or 

recumbent 

Recumbent  Recumbent 

 

Mobility 

 

Normal 

Slightly reduced or 

immobile; postural shifts 

Moderately reduced or 

immobile; myoclonic jerks 

 

 

Response to stimulation 

 

 

Normal 

Mild to moderately  

 

Reduced 

Moderately reduced to no 

 

Response 

 

 

Level of alertness 

 

 

Alert 

 

 

Unconscious but reversible 

 

 

Unconscious but 

reversible 

 

Eyelids 

 

Open 

 

Closed 

 

Closed 

 

 

Eye movements 

 

 

Waking eye movements 

 

 

Slow rolling eye 

movements 

 

 

Rapid eye movements 

 

EEG 

 

Alpha waves; 

desynchronized 

 

Synchronized 

 

Theta or saw tooth waves; 

desynchronized 

 

EGM (muscle tone)  Normal  Mildly reduced  Moderately to severely 

reduced or absent 

 

EOG 

 

Waking eye movements 

 

Slow rolling eye 

movements 

 

Rapid eye movements 

* (Chokroverty 2010). 

 

 

 

 

Page 28: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Introduction 

 

22  

 

3.1.  Receptors involved in sleep 

 

Pharmacology plays an important role in the therapy of sleep disorders, targeting 

several  transmitters  and  peptides,  including  γ‐aminobutyric  acid  GABAergic, 

Serotonergic, Histaminergic  and Hypocretigergic  (orexinergic)  systems  (Winsky‐

Sommerer 2009).  

 

The GABA  receptor  is  a multicomponent  transmembrane  protein  complex with 

multiple  ligand  binding  sites.  The  subtypes  of  GABA  receptors  have  been 

classified  into  three groups,  termed GABAA, GABAB and GABAC, on  the basis of 

their  pharmacological  profiles.  These  receptors  have  different  characteristics: 

GABAA  and  GABAC  receptors  are  ionotropic,  while  the  GABAB  receptors  are 

metabotropic. GABA  is an order of magnitude less potent at GABAA than GABAc 

receptors (Chebib, Johnston 1999). 

 

GABAA receptors are of particular therapeutic interest because their activity can be 

modified with a wide variety of drugs that act upon the benzodiazepine and other 

sites (Bateson 2004). GABAA is fundamental to understand the mode of action and 

clinical  effects  of  the  non‐benzodiazepine  GABAA  receptor  modulators.  The 

GABAA  complex  is  a  major  inhibitory  receptor  in  the  central  nervous  system 

(CNS),  functioning as an  ion  channel  that alters  chloride  ion  conductance across 

the cell membrane (Bateson 2004, Ebert, Wafford 2006).  

 

Page 29: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

 

 

The 

serot

medi

antic

 

The b

speci

num

activ

neur

 

 

 

 

 

 

 

 

Figur

comp

GABA

amne

GABA

associ

betwe

spann

neuronal c

toninergic,

iated inhib

convulsant

benzodiaz

ific GABA

mber  of  sep

vity  of  G

rosteroids, 

 

re  2.  Schema

posed of pen

AA  receptors 

esic activities 

A  in  two GA

iated  chlorid

een α and γ2 

ning transme

circuits  inf

  and  nor

bition and 

 effects of d

epine (BDZ

AA  receptors

parate  bind

GABA.  Th

anesthetics

atic  illustrati

ntameric  chan

are pluripot

contain reco

ABA binding

de  (CL‐)  cha

subunits. Ba

embrane regi

fluenced by

radrenergi

also media

drugs such

Z) receptor

s, which h

ding  sites

hese  inclu

s, channel b

ion  of  the  G

nnel, being  c

tent drug  tar

ognition sites

g  sites  at  the

annel.  The  b

arbiturates, e

ons subunits

y GABAer

ic  pathwa

ate the sed

h as benzod

r agonists 

have a  rich

for  a  vari

ude  benz

blockers an

GABAA  recep

composed of

rgets mediat

s for a variety

e  interface be

benzodiazepi

thanol, and n

s (Reddy 2008

rgic  inhibit

ays.  They 

ative, anxi

diazepines 

are known

h pharmaco

iety  of  dru

odiazepine

nd ionic zin

ptor.  It  is  b

f  two  α  and 

ing anxiolyti

y of clinically

etween  α  an

ine  binding 

neurosteroid

8). 

tion  includ

are  invo

iolytic, mu

(Nutt, Stah

n as positiv

ology beca

ugs  that  ca

es,  barbit

nc (see figu

built  from  se

β  subunits, 

ic, sedative, 

y relevant dr

nd  β  subunit

site  is  locat

ds bind to site

Introd

de dopamin

olved  in 

scle relaxa

hl 2010).  

ve modula

ause  they h

an modula

turates,  et

ure 2).   

everal  subun

and one  γ  s

anticonvulsa

rugs. The bin

ts open  the  r

ted  at  the  i

es in the mem

duction 

 

23 

nergic, 

GABA 

ant and 

ators of 

have a 

ate  the 

thanol, 

nits  and 

subunit. 

ant, and 

nding of 

receptor 

nterface 

mbrane‐

Page 30: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Introduction 

 

24  

 

The receptor α1 subunit is the most common of the GABAA subunits and is widely 

distributed  throughout most brain  regions,  especially  throughout  the  cortex  (see 

table 3 for the role of this receptor).  

 

The  α2  subunits  are  found  primarily  in  the  hippocampus,  amygdala  and  basal 

ganglia,  as well  as  in  the  outer  layers  of  the  cerebral  cortex.  The  α3  subtype  is 

expressed  in  a  limited  number  of  brain  regions,  such  as  the  reticular  thalamic 

nucleus  and  inner  layers  of  the  cerebral  cortex,  and  α5  receptors  are  found 

primarily in the limbic system and inner layers of the cerebral cortex. The alpha 1, 

2, 3 and 5 subunits appear to be the key determinants of hypnotic drug effects on 

sleep, mood and cognition (Silber, Krahn et al. 2010). 

 

Table 3. Distribution and functional effects of GABAA receptor alpha subunits.* 

Subunit  Regional distribution (Key areas)  Putative role 

Alpha 1  All brain regions  Sedative; anticonvulsant; memory 

 

Alpha 2 

 

Cerebral cortex, hippocampus, amygdala, 

basal ganglia, hypothalamus, septal and basal 

forebrain 

 

 

Sleep/wake switch; EEG activity; 

anxiolytic. 

Alpha 3  Cerebral cortex, reticular thalamic nucleus  Sleep; anxiolytic; antidepressant 

 

Alpha 5  Cerebral cortex, hippocampus  Learning and memory 

*(Chokroverty 2010). 

 

 

 

 

 

Page 31: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Introduction 

 

25  

 

4. Neurology of Sleep  

The information about the neurology of sleep is derived from mammalian models. 

Some  studies have  shown  the  sleep  and wakefulness  are  controlled by multiple 

neuronal  systems  involving a variety of neurotransmitters  like: Glutamate  (Glu), 

Acetylcholine  (Ach),  Noradrenaline  (NA),  Dopamine  (DA),  Serotonine  (5HT), 

Histamine  (His),  Adenosine,  GABA,  and  Orexin  (ORX)  (Jones  2005,  Andretic, 

Franken et al. 2008). The hypothalamus has been rediscovered as a key regulator of 

sleep  and wakefulness  cycle  (Mignot,  Taheri  et  al.  2002).  There  are  no  discrete 

sleep‐wake  promoting  centers  but  these  states  are  produced  by  changes  in  the 

interconnecting  neuronal  systems  modulated  by  neurotransmitters  and 

neuromodulators.  

 

The  wakefulness  promoting  is  mediated  by  the  hypocretins  neurons,  hat  are 

peptide  neurotransmitters  secreted  by  small  group  of  cells  in  the  posterolateral 

hypothalamus. These neurons fire actively in wakefulness but are silent in NREM 

and REM sleep (Silber, Krahn et al. 2010).  

 

The role of neurotransmitters like NA is increased during wakefulness activity and 

decreased  during NREM  and  REM  sleep.  5HT  neurons  are more  active  during 

wakefulness with an  increase  in sleep onset  latency  (the  transition  from wake  to 

sleep)  and  decrease  in REM  sleep. Also  the works  of  histamine  blockers  are  to 

promote sleep onset and increase NREM sleep. The neuroanatomical substrates of  

Page 32: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Introduction 

 

26  

 

REM and NREM sleep and wakefulness are located in separate parts of the central 

nervous system (figure 3a). 

 

The  sleep‐state  control  is  attributed  to  reciprocal  monoaminergic‐cholinergic 

interactions (figure 3b, c). The NREM sleep promoting is mediated by the mutual 

inhibitory  interactions  between  the  preoptic  area  and  the  ascending 

monoaminergic neurons (figure 3b).  

 

Transitions  between  wake  and  sleeps  stages  are  mediated  by  the  mutually 

inhibitory interactions involving different types of neurons. These interactions can 

be modeled as a ʺflip‐flopʺ switch (figures 4,5), an engineering concept consisting 

of two connected poles, each  inhibiting the other (Saper, Fuller et al. 2010, Silber, 

Krahn et al. 2010).  

 

The REM sleep promoting generator is localized in the pontine tegmentum. During 

REM sleep, they experiment GABAergic  inhibition; adenosine seems necessary to 

induce and increase sleep in specific brain regions such as the basal forebrain (BF) 

and  the  ventrolateral  preoptic  nucleus  (VLPO)  area.  Also  the  inhibitory 

relationship system can be considered a REM‐NREM ʺflip‐flopʺ switch, promoting 

rapid  and  complete  transitions  between  these  stages  that  allows  for  sharp 

transitions  between  states  of  consciousness  (Saper, Cano  et  al.  2005, Nutt,  Stahl 

2010). Figure 4 represents the complexity of the interaction mechanisms regulating 

the sleep. 

Page 33: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

 

Figur

neuro

(a) W

the  b

pendo

basal 

 

Addit

norad

gray),

input

maint

nucleu

the  co

sleep 

spina

 

re  3.  Schem

otransmitters

Wakefulness 

brainstem  (P

onculopontin

forebrain (BF

tionally,  mo

drenergic  (NA

 histaminerg

s,  contribute

tained  by  in

us (VLPO) to

ontrol of  cho

atonia is und

l cord (in pur

matic  sagittal

s involved in

is maintaine

PRF:  pontin

ne tegmentum

F).  

onoaminergic

A)  (LC:  locu

gic (His) (TM

e  to  the  wa

nhibitory  inp

o all wakeful

olinergic  and

der the contr

rple) (Andret

l  view  of  t

n the regulat

ed by choline

ne  reticular 

m) to the tha

c  [in  red;  i

us  coeruleus)

MN: tuberoma

aking  cortic

uts  (GABA 

lness‐promot

d non‐cholin

rol of the glu

tic, Franken e

 

the  rodent 

tion of the vi

ergic  (Ach: a

formation, 

alamus, whic

.e.,  serotone

), dopaminer

ammillary nu

al  activation

and Galanin

ting brain sit

nergic  structu

utamatergic (

et al. 2008). 

brain  show

igilance state

acetylcholine;

LDT:  latero

ch  in turn ac

ergic  (5HT) 

rgic  (DA)  (vP

ucleus)], and

n.  (b)  NREM

n;  in  orange) 

tes. (c) REM 

ures  arising  f

(Glu) and gly

wing  the  ma

es. 

;  in blue) asc

odorsal  tegm

ctivates the c

DRN:  dors

PAG: ventra

d hypocretine

M  sleep  ma

from  the  ve

sleep cortica

from  the bra

ycinergic (Gl

Introd

ajor  structur

cending  inpu

mentum,  an

cortex, and f

sal  raphe  n

al periaquedu

ergic (Hcrt; i

ay  be  initiat

entrolateral  p

al activation i

ainstem, whi

ly) projection

duction 

 

27 

res  and 

uts  from 

nd  PPT: 

rom the 

nucleus), 

uctal;  in 

in green) 

ted  and 

preoptic 

is under 

ile REM 

ns to the 

Page 34: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

 

 

Figur

popul

switch

indica

neuro

REM‐

norm

tegme

(TMN

Doral

Sub‐L

pentin

 

re  4.  Summa

lations of wa

h at the upp

ate  inhibitor

ons that inhib

‐on and excit

al  individua

ental (PPT), L

N);  Parabrach

l Raphe  (DR)

Laterodorsal 

ne tegmentum

ary  of  the 

ake‐ and slee

er left and th

ry  projection

bit the ventro

te the REM‐o

als  to  transit

Laterodorsal

hial  nucleus 

); Ventral pe

nucleus  (SL

m (LPT); Ore

Cascading  W

ep‐promotin

he REM‐on a

ns  and  green

olateral preo

off neurons  i

tion  directly

l tegmental (L

(PB);  Precoe

eriaqueducta

LD);  Adjacen

exin (ORX). M

Wake‐Sleep 

g neurons ar

and REM‐off

n  arrows  exc

optic nucleus

in the REM 

y  from  wake

LDT); Locus 

eruleus  regio

l gray  (vPAG

nt  ventral  pe

Modified from

 

and  REM‐N

re shown as 

f populations

citatory  one

s (VLPO) dur

switch, thus 

efulness  to  a

Coeruleus (L

on  (PC); Me

G); Melanin 

eriaqueducta

m Lu et al., 2

NREM  Flip‐F

components

s at the lowe

s.)  The  mon

ring wakeful

making  it n

a  REM  state

LC); Tuberom

edian  Preopt

concentratin

al  gray matt

2006 (Saper, F

Introd

Flop  Switch

s of a counte

er right. (Red

noaminergic 

lness also inh

nearly  imposs

e.  Pedunculo

mammillary 

tic  nucleus  (

ng Hormone 

ter  (vIPAG); 

Fuller et al. 2

duction 

 

28 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

hes.  The 

erpoised 

d arrows 

arousal 

hibit the 

sible for 

opontine 

nucleus 

(MnPO); 

(MCH); 

Lateral 

010).  

Page 35: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Introduction 

 

29  

 

5. Classification of Sleep Disorders 

 

There are more than 100 identified sleep/wake disorders. However, insomnia is the 

most  prevalent  sleep  complaint  in  general  population  (Kumar  2008).  The 

prevalence  of  sleep  disorders  affects  about  10%  to  40%  of  American  adult’s 

population,  the cost estimate  for  lost productivity and  insomnia‐related accidents 

exceed $100 billion per year (Dang, Garg et al. 2011). 

 

A  classification  of  sleep  disorders  is  needed  due  to  the  varied  nature  of  the 

diseases,  and  because  the  pathophysiology  for  many  of  the  disorders  is  still 

unknown. The  first attempt  to classify sleep disorders had  its origin  in 1979;  this 

classification organized  the sleep disorders  into symptomatic categories  (table 4). 

The  first  diagnostic  classification  of  sleep  disorder  was  published  by  the 

Association for the Psychophysiological Study of Sleep (APSS) and remains as the 

framework for the study of sleep disorders.  

 

Sleep  and  arousal disorders were divided  into  four  categories  (table  4):  the  first 

two  are  based  on  patient  complaints  and  the  third  and  fourth  on  presumed 

pathophysiology.  It  has  been  recognized  that  the  harmoniously  named  DIMS 

(disorders of  initiating and maintaining  sleep) and DOES  (disorders of excessive 

somnolence) were not clearly separable (Silber, Krahn et al. 2010). 

 

 

Page 36: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Introduction 

 

30  

 

In 1990, the international classification of sleep disorders (ICSD) was published in 

collaboration with American  Sleep Disorders Association  (ASDA),  the European 

Sleep  Research  Society,  the  Japanese  Society  of  Sleep  Research,  and  the  Latin 

American Sleep Society under the leadership of Dr. Michael Thorpy (Kryger, Roth 

et al. 1994). This classification was developed with  research purpose,  to  improve 

the sleep disorder  investigation, then the finality of diagnostic and epidemiologic 

(Thorpy 2012). The classification comprised 84 disorders and utilized a somewhat 

different grouping of topics based on pathophysiologic concepts (see Table 5). The 

term “dyssomnia” was  introduced  to define disorders producing a  complaint of 

either insomnia or sleepiness.  

 

In 2002 the American Academy of Sleep Medicine, the successor to the ASDA, set 

up  a  committee  to; once  again,  revise  the  classification  of  sleep disorders. More 

than 10 years had passed since  the  last major  revision, and advances  in  the  field 

had again dictated the need for a new approach. (Appendix 1. presents a summary 

of the current nosology). In the 2005 the ICSD underwent minor updates [ICSD‐2 

(http://www.esst.org/adds/ICSD.pdf)].  

 

Table 4. 1979 Classification of Sleep and Arousal Disorders.* 

Clinical Phenomenology 

A. DIMS: Disorders of initiating and maintaining sleep (insomnias) 

B. DOES: Disorder of excessive somnolence 

C. Disorders of the sleep‐wake schedule 

D. Dysfunctions associated with sleep, sleep stages, of partial arousals (parasomnias) 

       

 

Page 37: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Introduction 

 

31  

 

Table 5. The international Classification of Sleep and Arousal Disorders.* 

Only some of the disorders in each category have been included *(Silber, Krahn et al. 2010). 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Clinical Phenomenology 

 

Dyssomnias  

Intrinsic sleep disorders 

Extrinsic sleep disorders 

Circadian rhythm sleep disorders  

 

Parasomnias  

Arousal disorders 

Sleep‐wake transition disorders 

Parasomnias usually associated with REM sleep 

Other parasomnias  

Sleep disorders associated 

with other medical or 

psychiatric disorders 

 

Associated with mental disorders 

Associated with neurological disorders 

Associated with other medical disorders 

Proposed sleep disorders   

Page 38: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Introduction 

 

32  

 

6. Mathematical Models Applied to Sleep Data 

 

Models help to delineate the processes involved in the regulation of sleep and offer 

a conceptual framework to interpret experimental data. Phillips 2007 developed a 

model for the flip‐flop switch between wake and sleep in humans with parameter 

values based on experimental sleep data. Various mathematical models have been 

proposed  to  account  for  aspects  of  sleep  regulation  and  circadian  rhythm  (Best, 

Behn  et  al.  2007, McCarley 2007, Nakao 2007). These models  consider  that  sleep 

and  wakefulness  are  regulated  by  two  primary  biological  mechanisms: 

Homeostatic  and  Circadian  processes  [see  figure  6‐7  (Andretic,  Franken  et  al. 

2008)]. Table 6 summarizes the most representative models applied to the sleep. In 

the following, the model we consider the most representative so far is described in 

more detail. 

Table 6. Models of sleep regulation* 

Designation  Assumption  Description/Comment 

TWO‐PROCESS MODEL AND 

RELATED MODELS 

Two‐process model  

(Borbely 1982, Daan, Beersma et 

al. 1984, Daan, Beersma 1984) 

Sleep propensity is determined by 

a  homeostatic  Process  S  and 

circadian  Process  C.  The 

interaction of S and C determines 

the timing of sleep and waking. 

Time  course  of  S  derived  from 

EEG  slow‐wave  activity;  phase 

position and shape (skewed sine 

wave)  of  C  derived  from  sleep 

duration.  

 

Model of ultradian variation of 

slow‐wave activity  

(Achermann, Borbely 1990, 

Achermann, Dijk et al. 1993, 

Beersma, Achermann 1995) 

 

 

 

 

Derived  from  the  two‐process 

model. The  level of S determines 

the  buildup  rate  and  the 

saturation  level  of  slow‐wave 

activity  within  NREM  sleep 

episodes.  

 

In  contrast  to  the  original  two‐

process model,  the  change of S, 

not the level of S, corresponds to 

slow‐wave  activity.  A  REM 

sleep  oscillator  triggers  the 

decline  of  slow‐wave  activity 

prior to REM sleep. 

Three‐process model of the 

regulation of sleepiness/alertness 

 

 

Sleepiness/alertness are simulated 

by  the  combined  action  of  a 

homeostatic process, a circadian  

Parameters  derived  from  rated 

sleepiness  during  sleep/wake 

manipulations. 

 

Page 39: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Introduction 

 

33  

 

(Åkerstedt, Folkard 1996, 

Åkerstedt, Folkard 1997) 

 

process, and sleep inertia (Process 

W).  Extension  to  include 

performance,  sleep  latency  and 

sleep length. 

 

Alertness normogram  for  sleep‐

related safety risks. 

Interactive mathematical 

models of cognitive throughput 

(Jewett, Kronauer 1999) 

Alertness  and  cognitive 

throughput  are  determined  by  a 

nonlinear  interaction  of  a 

homeostatic  (H)  and  a  circadian 

process  (C).  In  addition,  sleep 

inertia  is  included.  H  falls  in  a 

sigmoidal manner during waking 

and  rises  in  a  saturating 

exponential  manner  at  a  rate 

determined  by  circadian  phase 

during sleep. 

 

Parameters  derived  from  sleep 

inertia studies, sleep deprivation 

studies  initiated  across  all 

circadian  phases,  and  28‐h 

forced desynchrony studies. 

MODELS OF THE NREM‐

REM SLEEP CYCLE 

Reciprocal interaction model 

(McCarley, Hobson 1975, 

Massaquoi, McCarley 1992) 

NREM‐REM  sleep  cycle 

generated  by  two  coupled  cell 

populations in the brainstem with 

self‐excitatory  and  self‐inhibitory 

connections  according  to  the 

Lotka‐Volterra model. 

Simulation  of  data:  Discharge 

rate  of  cholinergic  FTG  (or 

LDT/PPT) cells in cat. 

The  roles  of  postulated  cell 

populations  in  the  control  of 

REM  sleep,  and  their 

interactions  have  undergone 

revisions  (Massaquoi, McCarley 

1992, Hobson, Lydic et al. 1986). 

 

Limit cycle reciprocal interaction 

model: Original version 

(McCarley, Hobson 1975) 

NREM‐REM  sleep  cycle 

generated  by  the  reciprocal 

interaction  of  two  coupled  cell 

populations  (REM‐on  and  REM‐

off). 

Main features of previous model 

maintained, but assumption of a 

stable  limit cycle oscillation  that 

is  independent  of  initial 

conditions.  Introduction  of  a 

circadian  term  which 

determines mode of approach to 

limit cycle. 

 

COMBINED MODELS 

Composite model of sleep regulation 

(Achermann, Borbely 1992)  

Combination  of  elaborated  two‐

process  model  with  ultradian 

dynamics,  limit  cycle  reciprocal 

interaction  model,  model  of  the 

circadian  pace maker,  and  sleep 

inertia. 

Different  models  proposed  to 

account  for  processes 

underlying  the  regulation  of 

sleep  and  alertness  are 

considered  as  ʺmodulesʺ  have 

been integrated into a combined 

model. 

Limit cycle reciprocal interaction 

model: Extended version 

(Massaquoi, McCarley 1992) 

As  above;  incorporation  of  sleep 

homeostasis and arousal events. 

Assumption of  first‐order decay 

dynamics for the arousal system. 

Arousal as a stochastic process. 

*(Achermann, Borbely 2003) 

Page 40: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Introduction 

 

34  

 

6.1.  The “Flip‐Flop” Switch Model 

 

One remarkable feature of that state control system is that, both the wake and sleep 

promoting  neurons,  like  the  ʺREM‐onʺ  and  ʺREM‐offʺ  neurons,  appear  to  be 

mutually  inhibitory.  It  has  been  proposed  that  the  mutually  antagonistic 

relationship  can  describe  a  behavior  similar  to  that  seen with  a  flip‐flop  switch 

(Saper et al., 2001). Those types of switches are incorporated into electrical circuits 

to ensure  rapid and complete state  transitions.  In  the brain,  the neurons on each 

side  of  the  circuit  inhibit  those  on  the  other  side,  if  either  side  obtains  a  small 

advantage over the other, it turns the neurons off on the other side, thus causing a 

rapid collapse in activity and a switch in state. Flip‐flop switch consists of mutual 

inhibition between the wake and sleep promoting groups. However, it is still less 

clear how  the REM‐NREM  cycling occurs. Some  ideas are:   REM‐on population, 

which promotes REM sleep, is mutually inhibitory with the REM‐off neurons that 

induce the brief wake activation of following REM sleep (Lu, Sherman et al. 2006). 

Although an electronic flip‐flop switch contains a single element on both side and 

acts  almost  instantly,  in  the  brain  the  mutual  antagonism  is  between  large 

populations of neurons, numbering in the thousands on each side, which may also 

be  responding  to other  inputs. As a  result,  the  transitions occur over  seconds  to 

minutes  (depending  upon  the  species  being  studied),  but  result  in  clear‐cut 

changes  in  behavioral  and  EEG  states.  The GABAergic  neurons  in  each  cluster 

innervate and inhibit both the GABAergic and glutamatergic neurons in the other 

side of the switch. The result is that transitions into and out of REM sleep are rapid 

and complete.  

Page 41: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Figur

which

pathw

pedun

indica

coeru

the  c

ventro

and  g

origin

VLPO

stabili

neuro

axons

inhibi

hypot

amine

and  R

descri

(Sape

re  5. A mode

h  produces 

ways  in  gree

nculopontine

ates  the  VLP

uleus (LC) an

cortex  and  b

olateral preo

galaninergic 

nates in the V

O. This  inhib

izing  the  pr

ons. The exten

s  innervate  i

it  REM‐prom

thalamic  are

ergic neuron

REM‐promot

ibed in the te

r, Fuller et al

el  for  recipr

a  flip‐flop  s

en.  The  blue

e  tegmental 

PO.  Aminer

nd dorsal rap

by  inhibitio

optic nucleus

(GAL)  proj

VLPO core, a

bition  of  the 

roduction  of 

nded VLPO 

interneurons

moting  cells 

ea  (LHA) mi

ns, thus maint

ting  neuron

ext. Broken b

l. 2010). 

rocal  interact

switch.  Inhib

e  circle  indic

(PPT);  gree

rgic  regions 

phé nucleus (

n  of  sleep‐

s VLPO inhib

ections. Mos

and input to 

amine‐medi

sleep.  The  P

(eVLPO) mig

 within  the 

in  the  PPT–

ight  further 

taining consi

s  in  the  PP

black lines in

tions  betwee

bitory  pathw

cates  neuron

en  boxes  in

such  as  the

(DR) promot

promoting  n

bits amine‐m

st  innervatio

the LC and D

iated  arousa

PPT  and  LD

ght promote 

PPT–LDT,  a

–LDT.  Orexi

stabilize  be

istent inhibit

PT–LDT.  Unb

ndicate influe

en  sleep  and

ways  are  sho

ns  of  the  late

ndicate  amin

e  tuberomam

te wakefulne

neurons  of 

mediated arou

on  of  the  tu

DR predomi

al  system dis

DT  also  cont

REM sleep b

as well  as  am

in/hypocretin

havioral  stat

tion of sleep‐

broken  lines

ences of spec

d wake‐prom

own  in  red, 

erodorsal  teg

nergic  nuclei

mmillary  nu

ess by direct 

the  VLPO. 

usal regions 

uberomammi

inantly come

sinhibits VLP

ain  REM‐pro

by disinhibiti

minergic  neu

n  neurons  (

te  by  increa

‐promoting n

s  represent 

cific regions 

Introd

moting  brain 

and  the  ex

gmental  (LD

i;  and  the  r

ucleus  (TMN

excitatory ef

During  sle

through GA

illary  nucleu

es from the ex

PO  neurons,

omoting  cho

ing the PPT–

urons  that  n

ORX)  in  the

asing  the  act

neurons in th

neuronal  pa

on behavior

duction 

 

35 

regions 

xcitatory 

DT);  and 

red  box 

N),  locus 

ffects on 

eep,  the 

BAergic 

us  TMN 

xtended 

  further 

olinergic 

–LDT; its 

normally 

e  lateral 

tivity  of 

he VLPO 

athways 

al states 

Page 42: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

 

  

 

The 

unde

the  ʺ

Robi

in  hu

value

inhib

mon

neur

and 

prev

that 

integ

  

 

Figur

(Remp

6.1.1. M

M

mathemat

erlying phy

ʺflip‐flopʺ 

inson prim

umans  for

es  based  o

bitory  inte

oaminergi

rons, and th

circadian 

vious mode

also  inco

grated them

 

 

 

 

re 6.  Schema

pe, Best et al

Mathema

Model 

tical  mode

ysiology b

switch  m

marily mode

r  the  “flip‐

on  experim

eractions 

c  populat

he GABAe

influence

el  and  cou

orporated 

m with mod

tic represent

. 2010). 

atical rep

els  can  he

behind of s

model  to  d

elled sleep

‐flop”  swi

mental  slee

of  differ

ion  (AMIN

ergic signa

es  (A.J.K., 

upled  oscil

both  the 

dels of circ

ation of the m

presentati

elp  to  get

sleep patte

describe  th

p and wake

tch  betwee

ep data. Th

ent  neuro

N),  the  ch

als of the V

Phillips  2

llator  equa

wake‐slee

cadian and 

model for the

ion of the

t  insight  i

erns. Many

he  Sleep‐W

e transition

en wake  a

his model

otransmitte

holinergic 

VLPO, and 

2007).  Rem

ations  to  im

ep  and  R

 homeosta

e sleep/wake

e ʺFlip‐Fl

into  the  m

y  research 

Wake  cyclin

ns, they de

and  sleep, 

is  based u

ers:  the 

populatio

includes b

mpe  and 

mplement 

REM‐NREM

tic influenc

e and REM‐N

Introd

lopʺ Swit

mechanism

works beli

ng.  Phillip

veloped a 

with  para

upon  the m

wake‐prom

on  of  ʺRE

both home

colleagues

a  similar 

M  circuitry

ces (figure 

NREM switch

duction 

 

36 

tch 

ms  and 

ieve  in 

ps  and 

model 

ameter 

mutual 

moting 

EM‐onʺ 

eostatic 

s  used 

model 

y  and 

6). 

hes 

Page 43: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Introduction 

 

37  

 

The  model  includes  the  sleep‐promoting  neurons  in  the  VLPO  region  of  the 

hypothalamus,  the wake‐promoting monoaminergic  cell  group,  orexin  neurons 

(ORX), a circadian pacemaker corresponding to activity within the suprachiasmatic 

nucleus,  and  input  from  cortical  areas.  It  is  also  assumed  that  there  is  a  sleep 

homeostatic, (HOM), that increases while awake and decreases during sleep. This 

model assumes that output of SCN inhibits VLPO. The sleep/wake flip‐flop model, 

AMIN receives excitatory  input from ORX. The orexin neurons receive excitatory 

input from SCN and inhibitory input from VLPO.  

 

The Sleep‐promoting and Wake‐promoting are each modeled as a system of  two 

ordinary differential equations accounting for the activity of distinct populations of 

ʺactive sitesʺ, as follows:  

 

Wake‐Promoting 

′ ,      (1) 

′ g ,  

 

Sleep‐Promoting 

′ , 2  

′ g ,  

 

 

Page 44: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Introduction 

 

38  

 

Here,    and    represent  the  overall  population  (AMIN,  ORX,  SCN,  VLPO) 

activity of  the wake‐promoting cells and  sleep‐promoting cells,  respectively, and 

  and    are  constants.  The  variable  ′   and  ′   are  recovery  variables.  The 

nonlinear functions f and g are of the form. 

, 3 2  and g , ∈ /  

Where    /0.01   is a smooth approximation of the Heaviside step‐

function; that is  0 0 1 0. 

Moreover,   is a time constant denoting the response time to switch states. This 

is a step function that is of the form   . 

 

The  constants    and    represent background  cortical drives  and    and    are 

noise terms included to test the robustness of the model. The terms VLPO, AMIN, 

SCN and ORX correspond to inputs of population cells form. 

 

As  an  example  of  another  application  fo  the  ʺflip‐flopʺ  switch,  Diniz  Behn 

developed  in  rodents,  a  reduced‐network model  including population  for wake, 

NREM,  and REM  sleep. The model  of  the  flip‐flop  switch  produces wake‐sleep 

cycling  and  the  reciprocal  interaction  to  create  REM‐NREM  oscillations.  In 

summary this study demonstrated the nocturnal rats spend a higher percentage of 

time in sleep during the light period and spend more time awake while it is dark 

(Behn, Brown et al. 2007, Diniz Behn, Kopell et al. 2008). In contrast the rats have a  

Page 45: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

 

 

poly

solid

 

The 

(figu

(Dini

 

Figur

latero

mainl

respe

wake 

repres

media

ventro

 

 

 

 

phasic slee

d waking ti

rat model

ure 7),  this 

iz Behn et 

re 7. Model s

odorsal  tegm

ly during RE

ctively. Mutu

switch.  The

sents  inhibit

ated  indirec

olateral preo

ep, while h

ime followe

l  shows  tw

forms the 

al. 2008). 

sleep: The sl

mental  nucleu

EM  sleep. Th

ual inhibition

ere  are  2  pr

tion  from VL

ctly  through

optic nucleus 

humans ha

ed by 8 hou

wo  REM  e

basis  for  f

leep, wake a

us/pedunculo

he  circles  an

n between th

rojections  fro

LPO  core  to 

h  LC  and  D

(eVLPO) act

ave a mono

urs spent m

episodes  p

fast  transit

and REM pop

opontine  teg

nd  arrows de

he wake‐ and

om  the  slee

LDT/PPT;  th

DR  or  inhi

tivity on LDT

ophasic slee

mostly in s

per  cycle  o

tions betw

pulation  is co

gmental  nuc

enote  inhibit

d sleep‐promo

ep‐  to  the  R

he  other  rep

ibitory  inter

T/PPT neuron

ep, on ave

leep.  

of wake, N

een wakef

omposed of 

cleus  (LDT/P

tory  and  exc

oting popula

REM‐promoti

presents  the 

rneurons  in 

ns. 

Introd

rage, 16 ho

NREM  and

fulness and

 

subpopulati

PPT)  that  are

citatory  conn

ations forms 

ing  populati

net  excitator

LDT  of  ex

duction 

 

39 

ours of 

d  REM 

d sleep 

ions  like 

e  active 

nections, 

a sleep–

ion:  one 

ry  effect 

xtended 

Page 46: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Introduction 

 

40  

 

7. Pharmacologic treatment of Sleep Disorders 

 

In the early 20th century, Barbiturates were widely used but were largely replaced 

by Benzodiazepines (BDZ), developed in the 1960s. The BDZ have long considered 

the  cornerstone  of  pharmacologic  therapy  for  insomnia  because  of  their 

undisputed  efficacy  and  relative  safety  compared  with  other  agents  such  as 

barbiturates and chloral hydrate.  

 

Tables 7, 8 and 9 show some pharmacokinetics and pharmacodynamics properties 

in  humans  and  rats  for  the  most  common  drugs  currently  being  used  in  the 

treatment  of  sleep  disorders  split  between  benzodiazepines  and  non‐

benzodiazepines. 

 

Table 7. Pharmacokinetic parameter of Benzodiazepines.* 

  CL 

ml.min‐1.kg‐1 

ml.min‐1.kg‐1 

V1 

l.kg‐1 

V2 

l.kg‐1 

fU 

Diazepam  79.5±6.9  125±13  0.36 ±0.10  2.65±0.18  10.0±0.1 

Flunitrazepam  58.6±8.3  75.3±12  0.51±0.13  1.81±0.17  26.6±0.3 

Clobazam  69.5±4.0  88.9±14  0.23±0.05  1.66±0.18  37.7±3.8 

Midazolam  50.4±5.0  80.1±12  0.78±0.07  1.32±0.14  6.6±1.5 

Oxazepam  34.0±3.2  172±53  0.42±0.16  2.23±0.31  4.2±0.1 

Bretazenil  25.0±3.8  207±19  0.52±0.04  1.15±0.03  11.7±2.1 

DMCM  53.3±7.7  158±67  0.37±0.21  0.78±0.15  9.8±0.3 

*(Hoogerkamp, Arends et al. 1996, Visser, Wolters et al. 2002) 

 

Page 47: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Introduction 

 

41  

 

Chronic treatment with benzodiazepines results in a number of undesirable effects, 

including  altered  sleep  architecture,  rebound  insomnia,  tolerance,  dependence, 

abuse  potential  and  respiratory  depression  (Wagner, Wagner  2000).  Since  late 

1980s, four non‐benzodiazepine GABAA receptor modulator (ʺZ‐drugsʺ) have been 

developed  and  introduced  to  treat  insomnia  disorders:  Zolpidem,  Zopiclone, 

Zaleplon  and Eszopiclone. These  drugs  represent  a  new  generation  of  hypnotic 

and  sedative  drugs  that  are  associated  with  greater  selectivity  for  GABAA 

receptors.  

 

In  the  following more detailed  information  is provided  for  the drug which sleep 

effects have been characterized in the current investigation. 

 

Table 8. Pharmacodynamic parameters of Benzodiazepines.* 

  α 

μV EC50 

ng.ml‐1Hill  E0 

Diazepam  10.6±1.2  373±97  1.17±0.17  9.9±0.7 

Flunitrazepam  9.3±0.7  35.5±10  1.23±0.11  11.8±0.5 

Clobazam  7.5±0.5  1080±217  2.35±0.32  12.0±0.6 

Midazolam  9.2±1.1  161±33  1.13±0.08  12.1±0.5 

Oxazepam 4.9±0.6  612±119  2.74±0.38  11.5±0.9 

Bretazenil  1.2±0.5  1.3±0  0.62±0.12  9.8±1.2 

DMCM  ‐0.8±0.2  0.95±2.3  1.77±0.30  10.3±1.5 

Intrinsic activity  (α), potency  (EC50), Hill slope  (nH) and Baseline  (E0),  fixed at zero. 

*(Hoogerkamp, Arends et al. 1996, Visser, Wolters et al. 2002) 

Page 48: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

 

 

 

 

 

 

Figur

 

Zolp

N,N,

It is a

(Sang

non‐

drug

appr

mark

Adm

phar

musc

distin

BZD

 

7.1.  Ph

 

re 8. Chemica

pidem  tart

,6‐trimethy

a stable, w

ger, Depoo

‐benzodiaz

gs, of the im

roximately 

keted in Eu

ministration

rmacologic

cle relaxan

nct  from  c

D (Rush, Gr

harmacok

al Structure o

trate  (Amb

yl‐2‐p‐tolyl

water solubl

ortere 1998

zepine  hyp

midazopyr

70%  bou

urope since

n (FDA). In

cal effects o

nt propertie

classic  ben

iffiths 1996

kinetics o

of Zolpidem.

bien®,  Sti

limidazo  [

le, microcr

8). The stru

pnotic  agen

ridine class

und  to  pla

e 1987; in 1

n preclinica

of zolpidem

es (Liappas

nzodiazepin

6, Lau, Sun

of Zolpid

ilnox®,  M

1,2‐a]  pyri

rystalline s

uctural form

nt  belongi

s, with rap

asma  prot

1992, it was

al research,

m  it  is  sed

s, Malitas e

ne  agonist

n et al. 2002

dem  

Myslee®).  T

idine‐3‐ace

olid with a

mula is sho

ing  to  a  n

pid absorpt

teins  (tabl

s approved

, it has bee

dative, anx

et al. 2003).

ts  in  that  i

2, Chien, Fr

The  chem

etamide  L‐

a molecula

own figure

new  class 

tion, high b

e  9).  Zolp

d by the US

en shown t

xiolytic, ant

. Zolpidem

it may  be 

riedrich et 

Introd

mical  struct

‐(+)‐tartrate

ar weight o

e 8. Zolpide

of  psycho

bioavailab

pidem  has

S Food and

that the pro

ticonvulsan

m is biochem

selective  f

al. 2005).  

duction 

 

42 

ture  is 

e  (2:1). 

of 392.4 

em is a 

otropic 

ility of 

s  been 

d Drug 

ofile of 

nt and 

mically 

for  the 

Page 49: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Introduction 

 

43  

 

The cytochrome P450 enzyme is responsible for the biotransformation of zolpidem 

(Hesse, von Moltke et al. 2003). The hypnotic effectiveness of Zolpidem is achieved 

at recommended doses between 5 and 10 mg (Wagner, Wagner 2000).  

 

Table 9. Pharmacokinetic parameters of Zolpidem in Humans vs Rats* 

ZOLPIDEM

HUMANS  

Bioavailability= 70% 

CL/F= 0.37 L.h‐1.kg‐1 

V/F=1.10 L.kg‐1 

Ka=1.4 h‐1 

t1/2abs=0.52 h 

Kel=0.34 h‐1 

t1/2β=2.1 h  

Tmax=1.4 h 

RATS 

 

Bioavailability= 27% 

CL=0.9 L.h‐1.kg‐1 

V=1.6 L.kg‐1  

t1/2α=0.2 h  

t1/2β=1.3 h 

CL/F=  apparent  (ʺoralʺ)  clearance;  F=  Bioavailability;  Ka= 

absorption rate constant; Kel= elimination rate constant; t1/2abs= half‐

life associated with ka; t1/2β= half‐life associated with kel; tmax= time 

of occurrence of Cmax; V/F=apparent volume of distribution.  

*(Garrigou‐Gadenne,  Burke  et  al.  1989,  Drover,  Lemmens  et  al. 

2000, Drover 2004) 

 

 

7.2. Pharmacodynamics of Zolpidem 

 

Zolpidem binds with high affinity to the α1 containing GABAA receptors complex, 

but also activates α2 and α3 receptors (tables 10 and 11).  

 

 

Page 50: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Introduction 

 

44  

 

Table 10. Pharmacodynamic parameter of Zolpidem.* 

ZOLPIDEM 

α 

EC50 

Hill 

E0 

5.8 μV 

290 ng.ml‐1 

2.2 

10.5 μV 

Intrinsic  activity  (α),  potency  (EC50), 

Hill slope (nH) and Baseline (E0). 

 

Table 11. In vivo and in vitro estimates for affinity and efficacy of Zolpidem.* 

ZOLPIDEM

In Vitro 

 

 

In Vivo 

Ki  GABA‐shift 

30.7 ng.ml‐1  1.64 

 

KPD 

120 ng.ml‐1 

 

ePD 

0.48 

Binding constant (Ki), the intrinsic efficacy of benzodiazepines and 

neuroactive  steroids  in  vitro  (GABA‐shift  (IC50‐GABA/IC50+GABA). 

Binding affinity (KPD) and in vivo efficacy (ePD).  

*(Visser, Wolters et al. 2002). 

 

 

8. Futures treatments for sleep disorders 

 

The  pharmacology  of  sleep  disorders  is  a  relatively  young  discipline  that  has 

undergone  significant  advances  in  recent  years. While  a  number  of  drugs  are 

employed  in  the  treatment  of  sleep  disorders,  safety,  tolerability,  and  variable 

efficacy limit their utility (DeMartinis, Kamath et al. 2009). Clinical development of 

new  drugs  has  been  facilitated  mainly  due  to  the  advances  occurred  in 

neurobiology and neuropharmacology. Table 12 provides an exhaustive list of new 

sleep drugs currently under clinical development, and gives an idea of the current 

interest and efforts performed in this area. 

Page 51: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Introduction 

 

45  

 

Table 12. N

ovel insomnia therap

eutics in at least Phase II development.* 

Development Phase 

   

Phase III 

Awaiting approval 

Phase III 

Phase III 

Phase III 

Phase III 

Phase III 

Phase III 

Phase II 

Indication 

Sleep Disorders 

 

Sleep Disorders 

Sleep  Disorders 

Sleep Disorders 

Sleep Disorders, 

Dep

ression 

Sleep Disorders, 

Hot flushes 

Dep

ression,Sleep 

Disorders 

Sleep Disorders 

Sleep Disorders 

Company 

Somaxon 

Pharmaceu

ticals 

Neu

rocrine Biosciences 

San

ofi‐A

ventis 

San

ofi‐A

ventis 

Van

da Pharmaceu

ticals 

Organon International 

Novartis 

Actelion 

Phase 2 Discovery 

Pharmacological 

Target 

H1/H2 an

tagonist, 

muscarinic antagonist 

GABAA BZ‐site 

modulator 

5‐HT2A recep

tor 

antagonist 

5‐HT2A antagonist 

Melatonin recep

tor 

agonist 

Noradrenergic, 

specific serotonergic 

antidep

ressan

5‐HT2B/5‐H

T2C 

antagonist, m

elatonin 

agonist 

OX

1 an

d OX

2 receptor 

antagonist 

Melatonin recep

tor 

agonist 

Drug Name 

Silenor 

 

Indiplon IR, 

Indiplon M

Eplivan

serin, 

SR‐46349 

Volinan

serin, 

M‐1000907 

 

VEC‐162 

 

ORG 50081 

 

Agomelatine 

 

Alm

orexan

t, 

ACT‐078573 

 

PD‐6735 

 

Page 52: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Introduction 

 

46  

 

Development Phase 

 

Phase II 

Phase II 

 

Phase II 

 

Phase II 

 

Phase II 

Phase II 

Phase II 

Phase II 

5‐HT2A/5‐H

T2B/5‐H

T2C, 5‐hydroxytryptamine (serotonin) receptor 2A/2

B/2

C; B

DZ, benzodiazepine; D

2/D

3, dopam

ine receptor 2/3. 

GABA

A, ‐aminobutyric acid recep

tor A; H

1/H

2, histamine receptor 1/2; M

1, m

uscarinic recep

tor 1; OX

1/OX

2, orexin recep

tor 1/2.  

*(Wafford, E

bert 2008) 

Indication 

Sleep Disorders 

Sleep Disorders 

Sleep Disorders, 

antipsychotic‐induced 

side effects, Parkinson’s 

disease 

 

Sleep Disorders 

 

Sleep Disorders 

Sleep Disorders 

Sleep Disorders 

Sleep Disorders 

Company 

Eli Lilly 

Arena 

 

Acadia Pharmaceu

ticals 

 

Pfizer 

 

Eli Lilly 

GlaxoSmithKline 

Neu

rogen 

Evotec 

Pharmacological 

Target 

5‐HT2A antagonist 

5‐HT2A inverse agonist 

5‐HT2A recep

tor inverse 

agonist, dopam

ine 

D2/D

3 receptor partial 

agonist, acetylcholine 

 

α2δ calcium chan

nel 

blocker

 

5‐HT2A and H

1 receptor 

inverse

antagonist

Orexin recep

tor 

antagonist 

GABA

A BZ‐site 

modulator 

GABA

A BZ‐site 

modulator 

Drug Name 

Pruvan

serin, 

EMD 281014 

APD125 

 

ACP‐103 

PD 200‐390 

 

HY10275 

GW649868 

Adipiplon, 

NG‐2‐73 

EVT‐201 

 

Page 53: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Introduction 

 

47  

 

9. Pharmacometrics 

 

Pharmacometrics  (PM)  is an emergent science providing quantitative description 

and  interpretation  of  longitudinal  data  by  means  of  population 

pharmacokinetic/pharmacodynamic  (PK/PD) models. FDA,  through  its  relatively 

new  initiative  http://www.fda.gov/downloads/ScienceResearch/SpecialTopics/Cri‐

ticalPathInitiative/CriticalPathOpportunitiesReports/UCM113411.pdf),  encourages 

to  apply  model‐based  drug  development  to  make  the  process  of  having  new 

therapeutics more efficient. 

 

Recent publications confirm  that application of pharmacometrics principles  in all 

phases of development will improve both drug development and support rational 

pharmacotherapy (Ette, Williams 2007). 

 

A recent definition of pharmacometrics is: the science of developing and applying 

mathematical and statistical methods to: (i)  characterize, understand, and predict a 

drug’s pharmacokinetic and Pharmacodynamic behavior; (ii)  quantify uncertainty 

of  information  about  that  behavior  and  (iii)  rationalize  data‐driven  decision 

making  in  the  drug  development  process  and  pharmacotherapy.  The  major 

objectives of early drug development are  to  select promising  compounds and  to 

identify  potentially,  safe  effective  doses  and  dosing  regimens.  Integration  of 

PK/PD  in  development  helps  compound  selection  and  guides  creation  of  an 

efficient clinical development strategy.   

Page 54: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Introduction 

 

48  

  

The preclinical data are used to predict the time course of pharmacologic activity 

in humans. The PK/PD predictions then provide a rationale for greater investment 

in drugs to move it to the first in humans (Miller, Ewy et al. 2005).  

 

The  FDA  demands  a  better  set  of  prognostic  tools  to  improve  the  efficiency  in 

developing safe and efficacious drugs. This mathematical and statistical approach 

constructs, validates, and utilizes disease models, drug exposure‐response models, 

and pharmacometric models to facilitate drug development.  

 

9.1. Model‐Based Drug Development 

 

The Model‐based approach can predict  the efficacy and safety of new  treatments 

that were based on studies ʺin silicoʺ. These kinds of studies must develop PK/PD 

models  that can best describe the  time course of the active substance  in the body 

and the triggered drug response. Such models incorporate also in its own structure 

a fundamental part reflecting the changes in the measured response in absence of 

perturbation (presence of drug).  

 

The  central  focus  of  model‐based  drug  is  to  develop  mathematical  models  to 

characterize  the  input‐output  relationship  within  disease  and  drug models  for 

knowledge management and decision making.  

 

Page 55: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Introduction 

 

49  

 

Prior  to  any  modeling  activities,  efforts  have  to  be  spent  on  identifying  the 

modeling  goals  and  consequently  the  best  approaches  to  solve  the  relevant 

questions  in  achieving  the  goals  (Zhang,  Sinha  et  al.  2006). Model‐based  drug 

development  involves  building mathematical  and  statistical  characterizations  of 

the time course of the disease and drug contributions using available clinical data 

to  design  and  validate  the model.  The  relationship  between  drug  dose,  plasma 

concentration, biophase concentration (pharmacokinetics), and drug effect or side‐

effects  (pharmacodynamics)  is  characterized,  and  relevant patient  covariates  are 

include in the model. Systematic application of this concept to drug development 

has the potential to significantly improve it.  

 

The  impact  of  modeling  and  simulation  on  new  chemical  entity  development 

depends  on  the  type  and  amount  of  prior  information  available.  The  computer 

simulation  is  the process of building a mathematical model  that simulates a real‐

world  situation  and  then  using  the model  to  conduct  experiments  in  order  to 

describe,  explain,  investigate,  and  predict  the  behavior  of  the  situation  (Chien, 

Friedrich et al. 2005). 

In  the  preclinical  phase  it  is  important  to  compare  the  PK/PD  properties  of 

biomarkers that are characteristics that can be objectively measured and evaluated 

as  an  indicator  of  normal  biologic  processes,  pathogenic  processes,  or 

pharmacologic  responses  to  a  therapeutic  intervention.  Biomarkers  are 

quantitative measures that allow us to diagnose and assess the disease process and 

monitor  response  to  treatment.  Biomarkers  are  also  crucial  to  efficient medical 

product development (Biomarkers Definitions Working Group. 2001). 

Page 56: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Introduction 

 

50  

 

10. PK/PD Modelling in Sleep 

 

Applying PKP/PD models to pre‐, and clinical data is becoming a routine in drug 

research, development and patient care, and  therefore  the battery of models  that 

have been proposed and validated  is  continuous  increasing with  the  consequent 

benefit for the modelers. 

 

 

PK/PD modeling has been used in most therapeutic areas like: Analgesic (Wagner, 

OʹHara  1997),  anesthesia  (Heeremans,  Proost  et  al.  2010),  degenerative  disease 

(Pettigrew, Bieber  et  al.  1998, Zingmark, Edenius  et al. 2004), oncology  (Friberg, 

Hassan  et  al.  2005,  Soto,  Keizer  et  al.  2010).  However,  for  the  case  of  the 

quantitative description of the sleep architecture using population PK/PD models 

the  number  of  application  is  still  very  low,  and  there  is  only  one  publication 

available in which the sleep stage were modeled in rats (Diack, Ackaert et al. 2011). 

 

 

Current population models dealing with sleep stages data use the following main 

assumption: sleep stages are not  independent  from one  time point  to another.  In 

other words  the current probability  to be  in a certain sleep stage depends on  the 

sleep stage of the previous measurement time. This feature of the data is taken into 

account by the Markov modeling framework. As  it has been mentioned before  in 

this section, circadian patterns play an  important  role  in sleep which means  that 

the  time  course  of  sleep  stages  is  not  constant  and  therefore  the  use  of  non‐

homogeneous Markov chain models is required. 

 

Page 57: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Introduction 

 

51  

 

A Markovian feature is a stochastic process which is memoryless, and predicts the 

future state, assuming that knowing the current state is sufficient and independent 

of where the process has been in the past.  

 

 

A stochastic process can be defined like a random variable that is studied based on 

probability theory. The stochastic process has a Markov property that can be used 

for modelling  sleep  stage  transitions. This  is based on  the  finding  that  the  sleep 

stage data have such stochastic regularities that they can be at least approximately 

described even with a simple Markov model. The time intervals of observation of a 

process  can  be used  to  classify  a Markov process. Processes  can  be  observed  at 

discrete or restricted intervals, or continuously. The process is time independent or 

time homogeneous when the transition probabilities are constant regardless of the 

time of observation, and  the distribution of  the number of  transitions  into a state 

follows a homogeneous or stationary Poisson distribution (Ette, Williams 2007). A 

more detailed description of the Markov models applied to sleep data is provided 

in the next section and in the apprendixes. 

 

The  idea  to  model  the  sleep  stages  with  a  Markov  process  is  not  new.  The 

pioneering  work  using  Markov  chain  models  (MCM)  was  published  in  2000 

(Karlsson, Schoemaker et al. 2000).  In  this work Karlsson developed a  first‐order 

Markov model that describes the probability of changes in sleep stage as a function 

of time after intake of the drug or placebo (figure 9) to determine the clinical effect 

of hypnotic drugs. 

Page 58: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

 

Figur

hypno

corres

3;  4, 

propo

 

Duri

to de

Kjell

manu

with

turno

sleep

pre‐c

re 9. Average

ograms  in h

sponding sta

stage  4.).  Th

ortional to th

ing the last

escribe effe

sson,  Oue

uscripts  th

hout consid

over mech

pd disorde

clinical  s

e whole‐nigh

umans. The 

age (W. wake

he  arrows  in

he correspond

t years seve

ects of diffe

ellet  et  al. 

he model  f

dering dela

hanisms  tha

ers.  In add

studies  in

ht sleep struc

circle areas 

efulness; R. r

ndicate  the  d

ding transitio

eral public

erent sleep 

2011).  To

for drug  co

ays in drug

at are wel

ition, and 

n  the  s

cture for drug

are proporti

rapid eye mo

directions  of 

ons probabili

cations hav

drugs (Biz

o  the  best 

ontribution

g effects du

l known  to

as  it has b

sleep  are

g (left) and p

ional  to  the 

ovement (REM

possible  sta

ities.  

ve appeared

zzotto 2010

of  our  kn

n was  a di

ue to slow 

o  take pla

been ment

ena  are 

placebo (righ

percentage o

M). 1, stage 1

age  transition

d using the

0, Diack, Ac

nowledge 

irect  linear

distributio

ce during 

tioned brie

currently

Introd

ht) as estimat

of  time  spen

1; 2, stage 2; 

ns. Arrow  ar

e Markov m

ckaert et al

in  all  the

r or EMAX m

on to bioph

treatment 

efly before 

y  very 

duction 

 

52 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ed from 

nt  in  the 

3, stage 

reas  are 

models 

l. 2011, 

e  cited 

model, 

hase or 

of  the 

PKPD 

scarce.

Page 59: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

REFERENCES 

 

 

 

 

Page 60: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

References 

 

54  

1. Association  of  Sleep Disorders Centers: Diagnostic Classification  of  Sleep and  Arousal  Disorders.  Prepared  by  the  Sleep  Disorders  Classification 

Committee, Roffwarg HP. Sleep 1979; 2:1‐137. 

2. A.J.K., Phillips. and P.A., Robinson., 2007. A Quantitative Model of Sleep‐

Wake  Dynamics  Based  on  the  Physiology  of  the  Brainstem  Ascending 

Arousal System. Journal of Biological Rhythms, 22, pp. 167‐179. 

3. ACHERMANN,  P.  and  BORBELY,  A.A.,  2003.  Mathematical  models  of 

sleep  regulation.  Frontiers  in  bioscience:  a  journal  and  virtual  library,  8,  pp. 

s683‐93. 

4. ACHERMANN, P. and BORBELY, A.A., 1992. Combining different models 

of sleep regulation. Journal of sleep research, 1(2), pp. 144‐147. 

5. ACHERMANN, P. and BORBELY, A.A., 1990. Simulation of human sleep: 

ultradian dynamics of  electroencephalographic  slow‐wave activity.  Journal 

of Biological Rhythms, 5(2), pp. 141‐157. 

6. ACHERMANN, P., DIJK, D., BRUNNER, D.P. and BORBÉLY, A.A., 1993. A 

model  of  human  sleep  homeostasis  based  on  EEG  slow‐wave  activity: 

Quantitative  comparison  of  data  and  simulations.  Brain  research  bulletin, 

31(1–2), pp. 97‐113. 

7. ÅKERSTEDT, T. and FOLKARD, S., 1996. Predicting duration of sleep from the  three  process  model  of  regulation  of  alertness.  Occupational  and 

environmental medicine, pp. 136‐141. 

8. ÅKERSTEDT,  T.  and  FOLKARD,  S.,  1997.  The  three‐process  model  of 

alertness and  its extension  to performance, sleep  latency, and sleep  length. 

Chronobiology international, 14(2), pp. 115‐123. 

9. ANDRETIC,  R.,  FRANKEN,  P.  and  TAFTI, M.,  2008.  Genetics  of  sleep. 

Annual Review of Genetics, 42, pp. 361‐388.  

10. BATESON, A.N., 2004. The benzodiazepine site of the GABAA receptor: an 

old target with new potential? Sleep medicine, 5 Suppl 1, pp. S9‐15. 

Page 61: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

References 

 

55  

 

11. BEERSMA, D.G. and ACHERMANN, P., 1995. Changes of sleep EEG slow‐

wave activity  in  response  to  sleep manipulations:  to what  extent are  they 

related to changes in REM sleep latency? Journal of sleep research, 4(1), pp. 23‐

29. 

12. BEHN, C.G.D., BROWN, E.N., SCAMMELL, T.E. and KOPELL, N.J., 2007. 

Mathematical model  of  network  dynamics  governing mouse  sleep–wake 

behavior. Journal of neurophysiology, 97(6), pp. 3828‐3840.  

13. BIZZOTTO, R., ZAMUNER, S., DE NICOLAO, G., KARLSSON, M.O. and 

GOMENI, R., 2010. Multinomial logistic estimation of Markov‐chain models 

for  modeling  sleep  architecture  in  primary  insomnia  patients.  Journal  of 

pharmacokinetics and pharmacodynamics, 37(2), pp. 137‐155.  

14. BUTKOV, N., LEE‐CHIONG and TEOFILO, L., eds, 2007. Overview of Sleep 

Medicine.  Fundamentals  of  Sleep  Technology:  Endorsed  by  the  American 

Association of Sleep Technologists (AAST), pp. 1‐9. USA: Lippincott Williams & 

Wilkins, a Wolters Kluwer Business.  

15. BIOMARKERS DEFINITIONS WORKING GROUP,  2001.  Biomarkers  and 

surrogate  endpoints:  preferred  definitions  and  conceptual  framework. 

Clinical pharmacology and therapeutics, 69(3), pp. 89‐95. 

16. BORBELY, A.A.,  1982. A  two  process model  of  sleep  regulation. Human 

neurobiology, 1(3), pp. 195‐204. 

17. CHIEN,  J.Y.,  FRIEDRICH,  S., HEATHMAN, M.A., DE ALWIS,  D.P.  and 

SINHA, V.,  2005.  Pharmacokinetics/Pharmacodynamics  and  the  stages  of 

drug development: role of modeling and simulation. The AAPS journal, 7(3), 

pp. E544‐59. 

18. CHEBIB, M. and JOHNSTON, G.A., 1999. The  ʹABCʹ of GABA receptors: a 

brief review. Clinical and experimental pharmacology & physiology, 26(11), pp. 

937‐940.  

19. CHOKROVERTY,  S.,  2010.  Overview  of  sleep  &  sleep  disorders.  Indian 

Journal of Medical Research, 131, pp. 126‐140.  

Page 62: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

References 

 

56  

 

20. CROCKER, A.  and  SEHGAL, A.,  2010. Genetic  analysis of  sleep. Genes & 

development, 24(12), pp. 1220‐1235.  

21. DAAN, S. and BEERSMA, D., 1984. Circadian gating of human sleep‐wake 

cycles. Mathematical  models  of  the  circadian  sleep‐wake  cycle(A  85‐20576  07‐

52).New York, Raven Press, 1984, , pp. 129‐155. 

22. DAAN, S., BEERSMA, D.G.  and BORBELY, A.A., 1984. Timing of human 

sleep:  recovery  process  gated  by  a  circadian  pacemaker.  The  American 

Journal of Physiology, 246(2 Pt 2), pp. R161‐83. 

23. DANG, A., GARG, A. and RATABOLI, P.V., 2010. Role of zolpidem  in the 

management of insomnia. CNS neuroscience & therapeutics, 17(5), pp. 387‐397.  

24. DEMARTINIS,  N.A.,  KAMATH,  J.  and  WINOKUR,  A.,  2009.  New 

approaches  for  the  treatment  of  sleep disorders. Advances  in Pharmacology 

(San Diego, Calif.), 57, pp. 187‐235. 

25. DEPOORTERE, H., FRANCON, D., GRANGER, P.  and TERZANO, M.G., 

1993.  Evaluation  of  the  stability  and  quality  of  sleep  using  Hjorthʹs 

descriptors. Physiology & Behavior, 54(4), pp. 785‐793.  

26. DIACK,  C.,  ACKAERT,  O.,  PLOEGER,  B.A.,  VAN  DER  GRAAF,  P.H., 

GURRELL, R., IVARSSON, M. and FAIRMAN, D., 2011. A hidden Markov 

model  to  assess drug‐induced  sleep  fragmentation  in  the  telemetered  rat. 

Journal of pharmacokinetics and pharmacodynamics, 38(6), pp. 697‐711. 

27. DINIZ  BEHN,  C.G.,  KOPELL,  N.,  BROWN,  E.N., MOCHIZUKI,  T.  and 

SCAMMELL, T.E., 2008. Delayed orexin signaling consolidates wakefulness 

and  sleep:  physiology  and modeling.  Journal  of  neurophysiology,  99(6),  pp. 

3090‐3103. 

28. DROVER, D., LEMMENS, H., NAIDU, S., CEVALLOS, W., DARWISH, M. 

and STANSKI, D., 2000. Pharmacokinetics, pharmacodynamics, and relative 

pharmacokinetic/pharmacodynamic  profiles  of  zaleplon  and  zolpidem. 

Clinical therapeutics, 22(12), pp. 1443‐1461. 

 

Page 63: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

References 

 

57  

 

29. DROVER, D., 2004. Comparative pharmacokinetics and pharmacodynamics 

of short‐acting hypnosedatives ‐ Zaleplon, zolpidem and zopiclone. Clinical 

pharmacokinetics, 43(4), pp. 227‐238. 

30. EBERT,  B.  and WAFFORD, K.A.,  2006.  Benzodiazepine  receptor  agonists 

and  insomnia:  Is  subtype  selectivity  lost  in  translation?  Drug  Discovery 

Today: Therapeutic Strategies, 3(4), pp. 547‐554. 

31. ETTE,  E.I.  and  WILLIAMS,  P.J.,  2007.  Pharmacometrics:  the  science  of 

quantitative pharmacology.United States of America: John Wiley‐Interscience.  

32. FRIBERG,  L.E.,  HASSAN,  S.B.,  LINDHAGEN,  E.,  LARSSON,  R.  and 

KARLSSON, M.O., 2005. Pharmacokinetic–pharmacodynamic modelling of 

the  schedule‐dependent  effect  of  the  anti‐cancer  agent  CHS  828  in  a  rat 

hollow fibre model. European journal of pharmaceutical sciences, 25(1), pp. 163‐

173.  

33. GARRIGOU‐GADENNE, D.,  BURKE,  J.T., DURAND, A., DEPOORTERE, 

H.,  THENOT,  J.P.  and  MORSELLI,  P.L.,  1989.  Pharmacokinetics,  brain 

distribution and pharmaco‐electrocorticographic profile of zolpidem, a new 

hypnotic, in the rat. The Journal of pharmacology and experimental therapeutics, 

248(3), pp. 1283‐1288. 

34. HEEREMANS, E.H., PROOST,  J.H., ELEVELD, D.J., ABSALOM, A.R.  and 

STRUYS, M.M., 2010. Population pharmacokinetics and pharmacodynamics 

in  anesthesia,  intensive  care  and  pain  medicine.  Current  Opinion  in 

Anesthesiology, 23(4), pp. 479‐484.  

35. HESSE, L.M., VON MOLTKE, L.L. and GREENBLATT, D.J., 2003. Clinically 

important  drug  interactions with  zopiclone,  zolpidem  and  zaleplon. CNS 

drugs, 17(7), pp. 513‐532. 

36. HOOGERKAMP, A., ARENDS,  R.H.,  BOMERS, A.M., MANDEMA,  J.W., 

VOSKUYL,  R.A.  and  DANHOF,  M.,  1996. 

Pharmacokinetic/pharmacodynamic  relationship of benzodiazepines  in  the 

direct  cortical  stimulation  model  of  anticonvulsant  effect.  The  Journal  of 

pharmacology and experimental therapeutics, 279(2), pp. 803‐812. 

Page 64: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

References 

 

58  

 

37. HORI, T., SUGITA, Y., KOGA, E., SHIRAKAWA, S., INOUE, K., UCHIDA, 

S., KUWAHARA, H., KOUSAKA, M., KOBAYASHI, T. and TSUJI, Y., 2001. 

Proposed  supplements  and  amendments  to  ‘A  Manual  of  Standardized 

Terminology, Techniques  and  Scoring  System  for  Sleep  Stages  of Human 

Subjects’,  the Rechtschaffen & Kales  (1968) standard. Psychiatry and clinical 

neurosciences, 55(3), pp. 305‐310.  

38. JEWETT,  M.E.  and  KRONAUER,  R.E.,  1999.  Interactive  mathematical 

models of subjective alertness and cognitive throughput in humans. Journal 

of Biological Rhythms, 14(6), pp. 588‐597.  

39. JONES,  B.E.,  2005.  From  waking  to  sleeping:  neuronal  and  chemical 

substrates. Trends in pharmacological sciences, 26(11), pp. 578‐586. 

40. KARLSSON, M.O.,  SCHOEMAKER, R.C., KEMP, B., COHEN, A.F., VAN 

GERVEN,  J.M.,  TUK,  B.,  PECK,  C.C.  and  DANHOF,  M.,  2000.  A 

pharmacodynamic Markov mixed‐effects model for the effect of temazepam 

on sleep. Clinical pharmacology and therapeutics, 68(2), pp. 175‐188.  

41. KJELLSSON, M.C., OUELLET, D., CORRIGAN, B. and KARLSSON, M.O., 

2011. Modeling  sleep data  for  a new drug  in development using Markov 

mixed‐effects models. Pharmaceutical research, 28(10), pp. 2610‐2627.  

42. KRYGER, M.H., ROTH, T. and DEMENT, W.C., 1994. Principles and Practice 

of  Sleep Medicine.  Second  edn.  United  States  of  America: W.  B  Saunders 

Company. 

43. KUMAR, V.M., 2008. Sleep and  sleep disorders. The  Indian  journal  of  chest 

diseases & allied sciences, 50(1), pp. 129‐135. 

44. LAU, C.E., SUN, L., WANG, Q. and FALK, J.L., 2002. The effect of zolpidem 

on operant behavior and  its relation  to pharmacokinetics after  intravenous 

and subcutaneous administration: concentration‐effect relations. Behavioural 

pharmacology, 13(2), pp. 93‐103. 

 

 

Page 65: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

References 

 

59  

 

45. LIAPPAS,  I.A.,  MALITAS,  P.N.,  DIMOPOULOS,  N.P.,  GITSA,  O.E., 

LIAPPAS,  A.I.,  NIKOLAOU,  C.  and  CHRISTODOULOU,  G.N.,  2003. 

Zolpidem dependence case series: possible neurobiological mechanisms and 

clinical management.  Journal of psychopharmacology  (Oxford, England), 17(1), 

pp. 131‐135. 

46. LU, J., SHERMAN, D., DEVOR, M. and SAPER, C.B., 2006. A putative flip‐

flop switch for control of REM sleep. Nature, 441(7093), pp. 589‐594. 

47. MASSAQUOI,  S.G.  and MCCARLEY,  R.W.,  1992.  Extension  of  the  Limit 

Cycle  Reciprocal  Interaction Model  of  REM  cycle  control.  An  integrated 

sleep control model. Journal of sleep research, 1(2), pp. 138‐143. 

48. MCCARLEY,  R.W.  and  HOBSON,  J.A.,  1975.  Neuronal  excitability 

modulation  over  the  sleep  cycle:  a  structural  and  mathematical  model. 

Science (New York, N.Y.), 189(4196), pp. 58‐60. 

49. MCCARLEY,  R.W.,  2007. Neurobiology  of  REM  and  NREM  sleep.  Sleep 

medicine, 8(4), pp. 302‐330.  

50. MIGNOT,  E.,  TAHERI,  S.  and  NISHINO,  S.,  2002.  Sleeping  with  the 

hypothalamus:  emerging  therapeutic  targets  for  sleep  disorders.  Nature 

neuroscience, 5, pp. 1071‐1075.  

51. MILLER, R., EWY, W., CORRIGAN, B.W., OUELLET, D., HERMANN, D., 

KOWALSKI,  K.G.,  LOCKWOOD,  P.,  KOUP,  J.R.,  DONEVAN,  S.,  EL‐

KATTAN, A., LI, C.S., WERTH, J.L., FELTNER, D.E. and LALONDE, R.L., 

2005. How modeling and simulation have enhanced decision making in new 

drug development.  Journal  of  pharmacokinetics  and  pharmacodynamics,  32(2), 

pp. 185‐197. 

52. NUTT,  D.J.  and  STAHL,  S.M.,  2010.  Searching  for  perfect  sleep:  the 

continuing evolution of GABAA receptor modulators as hypnotics.  Journal 

of psychopharmacology (Oxford, England), 24(11), pp. 1601‐1612. 

53. NAKAO, M., KARASHIMA, A. and KATAYAMA, N., 2007. Mathematical 

models  of  regulatory  mechanisms  of  sleep‐wake  rhythms.  Cellular  and 

molecular life sciences, 64(10), pp. 1236‐1243.  

Page 66: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

References 

 

60  

 

54. REDDY,  D.S.,  2008.  Mass  spectrometric  assay  and  physiological–

pharmacological  activity  of  androgenic  neurosteroids.  Neurochemistry 

international, 52(4–5), pp. 541‐553. 

55. REMPE, M.J., BEST, J. and TERMAN, D., 2010. A mathematical model of the 

sleep/wake cycle. Journal of mathematical biology, 60(5), pp. 615‐644. 

56. RUSH,  C.R.  and  GRIFFITHS,  R.R.,  1996.  Zolpidem,  triazolam,  and 

temazepam:  behavioral  and  subject‐rated  effects  in  normal  volunteers. 

Journal of clinical psychopharmacology, 16(2), pp. 146‐157. 

57. SANGER,  D.J.  and  DEPOORTERE,  H.,  1998.  The  pharmacology  and 

mechanism of action of zolpidem. CNS drug reviews, 4(4), pp. 323‐340.  

58. SAPER, C.B., CHOU, T.C.  and  SCAMMELL, T.E.,  2001. The  sleep  switch: 

hypothalamic  control  of  sleep  and  wakefulness.  Trends  in  neurosciences, 

24(12), pp. 726‐731.  

59. SAPER,  C.B.,  CANO,  G.  and  SCAMMELL,  T.E.,  2005.  Homeostatic, 

circadian,  and  emotional  regulation  of  sleep.  The  Journal  of  comparative 

neurology, 493(1), pp. 92‐98. 

60. SAPER,  C.B.,  FULLER,  P.M.,  PEDERSEN, N.P.,  LU,  J.  and  SCAMMELL, 

T.E., 2010. Sleep state switching. Neuron, 68(6), pp. 1023‐1042. 

61. SILBER,  M.H.,  KRAHN,  L.E.  and  MORGENTHALER,  T.I.,  2010. 

Management  of  Insomnia.  In  Sleep  Medicine  in  Clinical  Practice.  Second 

Edition, pp. 200‐212. London: Taylor & Francis Group. 

62. SOTO, E., KEIZER, R.J., TROCÓNIZ, I.F., HUITEMA, A.D., BEIJNEN, J.H., 

SCHELLENS,  J.H.,  WANDERS,  J.,  CENDRÓS,  J.M.,  OBACH,  R.  and 

PERAIRE,  C.,  2011.  Predictive  ability  of  a  semi‐mechanistic  model  for 

neutropenia  in  the  development  of  novel  anti‐cancer  agents:  two  case 

studies. Investigational new drugs, 29(5), pp. 984‐995.  

63. THORPY, M.J., 2012. Classification of sleep disorders. Neurotherapeutics : the 

journal  of  the American  Society  for  Experimental NeuroTherapeutics,  9(4),  pp. 

687‐701. 

Page 67: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

References 

 

61  

 

64. UENO, R., HONDA, K., INOUE, S. and HAYAISHI, O., 1983. Prostaglandin 

D2,  a  cerebral  sleep‐inducing  substance  in  rats. Proceedings  of  the National 

Academy of Sciences of the United States of America, 80(6), pp. 1735‐1737. 

65. VISSER,  S.,  WOLTERS,  F.,  VAN  DER  GRAAF,  P.,  PELETIER,  L.  and 

DANHOF,  M.,  2002.  Dose‐dependent  EEG  effects  of  zolpidem  provide 

evidence  for GABA(A)  receptor  subtype  selectivity  in  vivo. The  Journal  of 

pharmacology and experimental therapeutics, 304(3), pp. 1251‐1257. 

66. WAFFORD,  K.A.  and  EBERT,  B.,  2008.  Emerging  anti‐insomnia  drugs: 

tackling  sleeplessness  and  the  quality  of wake  time. Nature Reviews Drug 

Discovery, 7(6), pp. 530‐540.  

67. WAGNER,  B.  and  OʹHARA,  D.,  1997.  Pharmacokinetics  and 

pharmacodynamics of sedatives and analgesics in the treatment of agitated 

critically ill patients. Clinical pharmacokinetics, 33(6), pp. 426‐453.  

68. WAGNER,  J.  and  WAGNER,  M.L.,  2000.  Non‐benzodiazepines  for  the 

treatment of insomnia. Sleep medicine reviews, 4(6), pp. 551‐581. 

69. WINSKY‐SOMMERER,  R.,  2009.  Role  of  GABAA  receptors  in  the 

physiology and pharmacology of sleep. The European journal of neuroscience, 

29(9), pp. 1779‐1794. 

70. ZHANG, L., SINHA, V., FORGUE, S.T., CALLIES, S., NI, L., PECK, R. and 

ALLERHEILIGEN, S.R., 2006. Model‐based drug development:  the road  to 

quantitative pharmacology. Journal of pharmacokinetics and pharmacodynamics, 

33(3), pp. 369‐393. 

71. ZINGMARK,  P.H.,  EDENIUS,  C.  and  KARLSSON,  M.O.,  2004. 

Pharmacokinetic/pharmacodynamic  models  for  the  depletion  of 

Vbeta5.2/5.3 T cells by  the monoclonal antibody ATM‐027  in patients with 

multiple  sclerosis,  as  measured  by  FACS.  British  journal  of  clinical 

pharmacology, 58(4), pp. 378‐389.  

Page 68: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

 

  

 

 

 

 

 

 

 

AIM AND OBJECTIVES 

 

 

Page 69: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Aim & Objectives 

63  

 

 

 

To describe the effects of Zolpidem for a Sleep Disorders treatment using a 

Semi‐mechanistic (PK/PD) Markov‐chain model.  

 

 

To develop (and validate) a robust PK/PD model describing the time course 

of sleep stages in conscious healthy rats at baseline conditions. 

 

 

To describe the sleep architecture in rats using Markov‐chain model (MCM) 

and  to  investigate  the  impact  of  placebo/vehicle  and  Zolpidem  on  sleep 

model parameters. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 70: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

 

  

 

 

 

 

Pharmacokinetic/Pharmacodynamic Modelling of the 

Sleep effects of Zolpidem in Rats.  

 

 

Nieves  Vélez  de  Mendizábal2,  Arianna  Madrid‐Aispuro1, 

Kimberley  Jackson3,  Andrew  McCarthy3,  Dale  Edgar3,  Iñaki  F. 

Trocóniz1  

 

 1Department  of  Pharmacy  and  Pharmaceutical  Technology;  School  of 

Pharmacy; University of Navarra; Pamplona 31080; Spain.  2Division  of Clinical  Pharmacology, Department  of Medicine,  Indiana 

University School of Medicine; Indianapolis, Indiana; USA.  3Eli Lilly  and Company; Erl Wood Manor; Windlesham Surrey; GU20 

6PH United Kingdom.  

 

(Manuscript in Preparation)  

Page 71: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

 

  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

APPENDIX 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 72: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 1 

102  

 

APPENDIX 1 

Table 1. List of the international Classification of Sleep Disorders version 2 of 2005.* 

Clinical Phenomenology 

 

 

 

 

Insomnia 

 

Adjustment insomnia (acute insomnia) 

Psychophysiological insomnia 

Paradoxical insomnia 

Inadequate sleep hygiene  

Behavioral insomnia of childhood 

Idiopathic insomnia 

Insomnia due to mental disorder 

Insomnia due to drug or substance 

Insomnia related to medical condition 

Physiological (organic) insomnia 

 

 

 

 

 

Sleep‐related breathing 

disorders 

Obstructive sleep apnea 

Central sleep apnea 

‐ Primary 

‐ Due to drug or substance 

‐ Cheyne‐stokes breathing pattern 

‐ High‐altitude periodic breathing 

‐ Primary sleep apnea of infancy 

Sleep‐related hypoventilation 

‐ Central alveolar hypoventilation syndrome 

Idiopathic 

Congenital 

‐ Due to pulmonary Pathology 

Due to neuromuscular and chest wall disorders 

 

 

 

 

 

 

Hypersomnias of central 

origin not due to a circadian 

rhythm disorder of sleep‐

related breathing 

 

Narcolepsy 

‐ With cataplexy 

‐ Without cataplexy 

‐ Due to medical conditions 

‐ Unspecified 

Idiopathic hypersomnia 

‐ With long sleep time 

‐ Without long sleep time 

Recurrent hypersomnia 

‐ Kleine‐Levin Syndrome 

‐ Menstrual‐related hypersomnia 

Behaviorally induced insufficient sleep syndrome 

Hypersomnia related a medical condition 

Hypersomnia due to drug or substance 

Hypersomnia not due  to  substance  of Know physiological  condition 

(nonorganic hypersomnia) 

Page 73: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 1 

103  

Only some of the disorders in each category have been included. *(Silber, Krahn et al. 2010, Thorpy 2012) 

 

Circadian rhythm sleep 

disorders 

Delayed sleep phase disorders 

Advanced sleep phase disorder 

Irregular sleep‐wake circadian rhythm sleep disorder 

Free‐running circadian rhythm sleep disorder (no entrained type) 

Jet lag disorder 

Shift work disorder 

 

Parasomnias 

Disorders of arousal (from NREM sleep) 

‐ Confusional arousals 

‐ Sleepwalking 

‐ Sleep terrors 

Parasomnias associated with REM sleep 

‐ REM sleep behavior disorder 

‐ Recurrent isolated sleep paralysis  

‐ Nightmare disorder 

Other parasomnias 

‐ Sleep‐related dissociative disorders 

‐ Sleep enuresis 

‐ Sleep‐related groaning (catathrenia) 

‐ Exploding head syndrome 

‐ Sleep‐related hallucinations 

‐ Sleep‐related eating disorder 

‐ Parasomnia, unspecified                       

 

 

Sleep‐related movement 

disorder 

 

‐ Restless legs syndrome 

‐ Periodic limb movement disorder 

‐ Sleep‐related leg cramps 

‐ Sleep‐related bruxism 

‐ Sleep‐related rhythmic movement disorder 

‐ Sleep‐related rhythmic movement unspecified 

 

Isolated symptoms, apparently 

normal variants, and 

unresolved issues 

Long sleeper 

Short sleeper 

Shoring 

Sleep talking 

Sleep starts (hypnic jerks) 

 

Other Sleep Disorders 

 

Other physiological (organic) sleep disorder 

Other  sleep disorder not due  to  a  known  substance or physiological 

condition 

Fibromyalgia  Sleep‐related epilepsy 

Sleep‐related headaches 

Other psychiatric/behavioral 

disorders frequently 

encountered in the differential 

diagnosis of sleep disorders 

Mood disorders 

Anxiety disorders 

Schizophrenia and other psychotic disorders 

 

Isolated symptoms, apparently 

normal variants and 

unresolved issues 

 

Other sleep disorders   

Page 74: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 2 

104  

 

APPENDIX 2 

SCRIPTS: INPUT FILES FOR NONMEM 

BASELINE MODEL 

‐ FROM AWAKE  

 

;$SIZES LTH=40 LVR=30 NO=5000 LNP4=2000 MAXIDS=20000 LIM1=5000 LIM2=5000 LIM3=200 LIM4=50 

LIM5=200 LIM6=5000                                       ; This option is only for implemented in Nonmem 7.2       

                                               

;========================================================================================  

;                   Description: Nonmem model script for sub‐model P(AWAKE | AWAKE) DAY ONE   

;========================================================================================  

$PROB Transition from AWAKE 

$INPUT ID DV=STT TIME=DROP EPOCH=TIME AWPV NRPV REPV AWK NREM REM 

;‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ INFORMATION ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 

; 1 EPOCH = 10 SEC  

; Thus 12 hours= 4320 Epochs  

; Hour 4 starts at epoch 1440 

; Hour 16 (4+12) finish epoch 5760 

;‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ STAGE   AWAKE=1, NREM=2, REM=3  ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ ; AWPV (Column) 

; AWPV= 1  If previous observation (epoch‐1) is AWAKE  

; AWPV= 0  Otherwise 

 

; AWK, NREM & REM (Columns) 

; AWK  = 1  If the state at the epoch is AWAKE 

; AWK  = 0  Otherwise 

; NREM= 1  If the state at the epoch is NREM 

; NREM= 0  Otherwise 

; REM   = 1  If the state at the epoch is REM 

; REM   = 0  Otherwise 

 

$DATA BASELINE_AWPV_Day1Farmaco.csv 

 

  

; Dataset contains only observations immediately preceded by AWAKE state  

;=================================== BREAKPOINTS ======================================  

$PRED  

BP1=1440 

BP2=1440+360 

Page 75: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 2 

105  

 

 

BP3=BP2+360 

BP4=BP3+360 

BP5=BP4+360 

BP6=BP5+360 

BP7=BP6+360 

BP8=BP7+360 

BP9=BP8+360 

BP10=BP9+360 

BP11=BP10+360 

BP12=BP11+360 

;============================= Logit G1 (AWAKEAWAKE) ================================  G11=THETA(1)+ETA(1) 

G12=THETA(2)+ETA(2) 

G13=THETA(3)+ETA(3) 

G14=THETA(4)+ETA(4) 

G15=THETA(5)+ETA(5) 

G16=THETA(6)+ETA(6) 

G17=THETA(7)+ETA(7) 

G18=THETA(8)+ETA(8) 

G19=THETA(9)+ETA(9) 

G110=THETA(10)+ETA(10) 

G111=THETA(11)+ETA(11) 

G112=THETA(12)+ETA(12) 

;============================= Logit G2 (AWAKENREM) =================================  G21=THETA(13)+ETA(13) 

G22=THETA(14)+ETA(14) 

G23=THETA(15)+ETA(15) 

G24=THETA(16)+ETA(16) 

G25=THETA(17)+ETA(17) 

G26=THETA(18)+ETA(18) 

G27=THETA(19)+ETA(19) 

G28=THETA(20)+ETA(20) 

G29=THETA(21)+ETA(21) 

G210=THETA(22)+ETA(22) 

G211=THETA(23)+ETA(23) 

G212=THETA(24)+ETA(24) 

;================ Individual values of the Logits at the specific observation time =================  

G1=G11 

G2=G21 

 

; === Linear regression of Logit at a specific observation time between the two adjacent break points === 

 

IF (EPOC.GT.BP1.AND.EPOC.LE.BP2) THEN 

 G1=G11*(BP2‐EPOC)/(BP2‐BP1)+G12*(EPOC‐BP1)/(BP2‐BP1) 

 G2=G21*(BP2‐EPOC)/(BP2‐BP1)+G22*(EPOC‐BP1)/(BP2‐BP1) 

ENDIF 

Page 76: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 2 

106  

 

 

IF (EPOC.GT.BP2.AND.EPOC.LE.BP3) THEN 

 G1=G12*(BP3‐EPOC)/(BP3‐BP2)+G13*(EPOC‐BP2)/(BP3‐BP2) 

 G2=G22*(BP3‐EPOC)/(BP3‐BP2)+G23*(EPOC‐BP2)/(BP3‐BP2) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP3.AND.EPOC.LE.BP4) THEN 

 G1=G13*(BP4‐EPOC)/(BP4‐BP3)+G14*(EPOC‐BP3)/(BP4‐BP3) 

 G2=G23*(BP4‐EPOC)/(BP4‐BP3)+G24*(EPOC‐BP3)/(BP4‐BP3) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP4.AND.EPOC.LE.BP5) THEN 

 G1=G14*(BP5‐EPOC)/(BP5‐BP4)+G15*(EPOC‐BP4)/(BP5‐BP4) 

 G2=G24*(BP5‐EPOC)/(BP5‐BP4)+G25*(EPOC‐BP4)/(BP5‐BP4) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP5.AND.EPOC.LE.BP6) THEN 

 G1=G15*(BP6‐EPOC)/(BP6‐BP5)+G16*(EPOC‐BP5)/(BP6‐BP5) 

 G2=G25*(BP6‐EPOC)/(BP6‐BP5)+G26*(EPOC‐BP5)/(BP6‐BP5) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP6.AND.EPOC.LE.BP7) THEN 

 G1=G16*(BP7‐EPOC)/(BP7‐BP6)+G17*(EPOC‐BP6)/(BP7‐BP6) 

 G2=G26*(BP7‐EPOC)/(BP7‐BP6)+G27*(EPOC‐BP6)/(BP7‐BP6) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP7.AND.EPOC.LE.BP8) THEN 

 G1=G17*(BP8‐EPOC)/(BP8‐BP7)+G18*(EPOC‐BP7)/(BP8‐BP7) 

 G2=G27*(BP8‐EPOC)/(BP8‐BP7)+G28*(EPOC‐BP7)/(BP8‐BP7) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP8.AND.EPOC.LE.BP9) THEN 

 G1=G18*(BP9‐EPOC)/(BP9‐BP8)+G19*(EPOC‐BP8)/(BP9‐BP8) 

 G2=G28*(BP9‐EPOC)/(BP9‐BP8)+G29*(EPOC‐BP8)/(BP9‐BP8) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP9.AND.EPOC.LE.BP10) THEN 

 G1=G19*(BP10‐EPOC)/(BP10‐BP9)+G110*(EPOC‐BP9)/(BP10‐BP9) 

 G2=G29*(BP10‐EPOC)/(BP10‐BP9)+G210*(EPOC‐BP9)/(BP10‐BP9) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP10.AND.EPOC.LE.BP11) THEN 

 G1=G110*(BP11‐EPOC)/(BP11‐BP10)+G111*(EPOC‐BP10)/(BP11‐BP10) 

 G2=G210*(BP11‐EPOC)/(BP11‐BP10)+G211*(EPOC‐BP10)/(BP11‐BP10) 

ENDIF 

 

 

Page 77: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 2 

107  

 

 

IF (EPOC.GT.BP11.AND.EPOC.LE.BP12) THEN 

 G1=G111*(BP12‐EPOC)/(BP12‐BP11)+G112*(EPOC‐BP11)/(BP12‐BP11) 

 G2=G211*(BP12‐EPOC)/(BP12‐BP11)+G212*(EPOC‐BP11)/(BP12‐BP11) 

ENDIF 

 

 

; ==== Inverse‐Logit in order to calculate de Transition Probability from AWAKE state to another  ==== 

 

; ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐> AWAKE: PAW 

PAW=EXP(G1)/(1+EXP(G1)+EXP(G2)) 

; ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐> NREM: PNR 

PNR=EXP(G2)/(1+EXP(G1)+EXP(G2)) 

; ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐> REM: PRE 

PRE=1/(1+EXP(G1)+EXP(G2))  

; Likelihood  

; Names in data file AWK NREM REM  

 

 

Y=PAW*AWK+PNR*NREM+PRE*REM 

 

 

$THETA 3.70 3.70 3.70 3.70 3.70 3.70 3.70 3.70 3.70 3.70 3.70 3.70 

$THETA 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 

 

$OMEGA  1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 

 

$ESTIMATION MAXEVAL=9999 NUMERICAL METHOD=COND LAPLACE LIKE CENTERING  

 

$COVARIANCE MATRIX=R PRINT=E  

  

$TABLE ID EPOC DV PRED PAW PNR PRE ONEHEADER NOPRINT FILE=sdtabAWPV_DAY1Farmaco 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 78: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 2 

108  

 

 

BASELINE MODEL 

‐ FROM NREM  

 

;$SIZES LTH=40 LVR=30 NO=5000 LNP4=2000 MAXIDS=20000 LIM1=5000 LIM2=5000 LIM3=200 LIM4=50 

LIM5=200 LIM6=5000                                       ; This option is only for implemented in Nonmem 7.2 

                                               

;========================================================================================  

;                   Description: Nonmem model script for sub‐model P(NREM | AWAKE) DAY ONE   

;======================================================================================== 

$PROB Transition from NREM 

$INPUT ID DV=STT TIME=DROP EPOCH=TIME AWPV NRPV REPV AWK NREM REM 

;‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ INFORMATION ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 

; 1 EPOCH = 10 SEC  

; Thus 12 hours= 4320 Epochs  

; Hour 4 starts at epoch 1440 

; Hour 16 (4+12) finish epoch 5760 

;‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ STAGE   AWAKE=1, NREM=2, REM=3 ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ ; NRPV (Column) 

; NRPV= 1  If previous observation (epoch‐1) is Awake  

; NRPV= 0  Otherwise 

 

; AWK, NREM & REM (Columns) 

; AWK  = 1  If the state at the epoch is AWAKE 

; AWK  = 0  Otherwise 

; NREM= 1  If the state at the epoch is NREM 

; NREM= 0  Otherwise 

; REM   = 1  If the state at the epoch is REM 

; REM   = 0  Otherwise 

 

$DATA BASELINE_NRPDV_Day1Farmaco.csv 

  

 

; Dataset contains only observations immediately preceded by NREM state  

;==================================== BREAKPOINTS =====================================  

 $PRED  

BP1=1440 

BP2=1440+360 

BP3=BP2+360 

BP4=BP3+360 

BP5=BP4+360 

BP6=BP5+360 

BP7=BP6+360 

Page 79: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 2 

109  

 

 

BP8=BP7+360 

BP9=BP8+360 

BP10=BP9+360 

BP11=BP10+360 

BP12=BP11+360 

;=============================== Logit G1 (NREMAWAKE) ===============================  G11=THETA(1)+ETA(1) 

G12=THETA(2)+ETA(2) 

G13=THETA(3)+ETA(3) 

G14=THETA(4)+ETA(4) 

G15=THETA(5)+ETA(5) 

G16=THETA(6)+ETA(6) 

G17=THETA(7)+ETA(7) 

G18=THETA(8)+ETA(8) 

G19=THETA(9)+ETA(9) 

G110=THETA(10)+ETA(10) 

G111=THETA(11)+ETA(11) 

G112=THETA(12)+ETA(12) 

;=============================== Logit G2 (NREMNREM) =================================  G21=THETA(13)+ETA(13) 

G22=THETA(14)+ETA(14) 

G23=THETA(15)+ETA(15) 

G24=THETA(16)+ETA(16) 

G25=THETA(17)+ETA(17) 

G26=THETA(18)+ETA(18) 

G27=THETA(19)+ETA(19) 

G28=THETA(20)+ETA(20) 

G29=THETA(21)+ETA(21) 

G210=THETA(22)+ETA(22) 

G211=THETA(23)+ETA(23) 

G212=THETA(24)+ETA(24) 

;================ Individual values of the Logits at the specific observation time =================  

G1=G11 

G2=G21 

 

; == Linear regression of Logit at a specific observation time between the two adjacent break points == 

 

IF (EPOC.GT.BP1.AND.EPOC.LE.BP2) THEN 

 G1=G11*(BP2‐EPOC)/(BP2‐BP1)+G12*(EPOC‐BP1)/(BP2‐BP1) 

 G2=G21*(BP2‐EPOC)/(BP2‐BP1)+G22*(EPOC‐BP1)/(BP2‐BP1) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP2.AND.EPOC.LE.BP3) THEN 

 G1=G12*(BP3‐EPOC)/(BP3‐BP2)+G13*(EPOC‐BP2)/(BP3‐BP2) 

 G2=G22*(BP3‐EPOC)/(BP3‐BP2)+G23*(EPOC‐BP2)/(BP3‐BP2) 

ENDIF 

Page 80: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 2 

110  

 

 

IF (EPOC.GT.BP3.AND.EPOC.LE.BP4) THEN 

G1=G13*(BP4‐EPOC)/(BP4‐BP3)+G14*(EPOC‐BP3)/(BP4‐BP3) 

 G2=G23*(BP4‐EPOC)/(BP4‐BP3)+G24*(EPOC‐BP3)/(BP4‐BP3) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP4.AND.EPOC.LE.BP5) THEN 

 G1=G14*(BP5‐EPOC)/(BP5‐BP4)+G15*(EPOC‐BP4)/(BP5‐BP4) 

 G2=G24*(BP5‐EPOC)/(BP5‐BP4)+G25*(EPOC‐BP4)/(BP5‐BP4) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP5.AND.EPOC.LE.BP6) THEN 

 G1=G15*(BP6‐EPOC)/(BP6‐BP5)+G16*(EPOC‐BP5)/(BP6‐BP5) 

 G2=G25*(BP6‐EPOC)/(BP6‐BP5)+G26*(EPOC‐BP5)/(BP6‐BP5) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP6.AND.EPOC.LE.BP7) THEN 

 G1=G16*(BP7‐EPOC)/(BP7‐BP6)+G17*(EPOC‐BP6)/(BP7‐BP6) 

 G2=G26*(BP7‐EPOC)/(BP7‐BP6)+G27*(EPOC‐BP6)/(BP7‐BP6) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP7.AND.EPOC.LE.BP8) THEN 

 G1=G17*(BP8‐EPOC)/(BP8‐BP7)+G18*(EPOC‐BP7)/(BP8‐BP7) 

 G2=G27*(BP8‐EPOC)/(BP8‐BP7)+G28*(EPOC‐BP7)/(BP8‐BP7) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP8.AND.EPOC.LE.BP9) THEN 

 G1=G18*(BP9‐EPOC)/(BP9‐BP8)+G19*(EPOC‐BP8)/(BP9‐BP8) 

 G2=G28*(BP9‐EPOC)/(BP9‐BP8)+G29*(EPOC‐BP8)/(BP9‐BP8) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP9.AND.EPOC.LE.BP10) THEN 

 G1=G19*(BP10‐EPOC)/(BP10‐BP9)+G110*(EPOC‐BP9)/(BP10‐BP9) 

 G2=G29*(BP10‐EPOC)/(BP10‐BP9)+G210*(EPOC‐BP9)/(BP10‐BP9) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP10.AND.EPOC.LE.BP11) THEN 

 G1=G110*(BP11‐EPOC)/(BP11‐BP10)+G111*(EPOC‐BP10)/(BP11‐BP10) 

 G2=G210*(BP11‐EPOC)/(BP11‐BP10)+G211*(EPOC‐BP10)/(BP11‐BP10) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP11.AND.EPOC.LE.BP12) THEN 

 G1=G111*(BP12‐EPOC)/(BP12‐BP11)+G112*(EPOC‐BP11)/(BP12‐BP11) 

 G2=G211*(BP12‐EPOC)/(BP12‐BP11)+G212*(EPOC‐BP11)/(BP12‐BP11) 

ENDIF 

 

 

Page 81: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 2 

111  

 

 

; ===== Inverse‐Logit in order to calculate de Transition Probability from NREM state to another ===== 

 

; ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐> AWAKE: PAW 

PAW=EXP(G1)/(1+EXP(G1)+EXP(G2)) 

 

; ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐> NREM: PNR 

PNR=EXP(G2)/(1+EXP(G1)+EXP(G2)) 

; ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐> REM: PRE 

 

PRE=1/(1+EXP(G1)+EXP(G2))  

; Likelihood  

; Names in data file AWK NREM REM  

 

 

Y=PAW*AWK+PNR*NREM+PRE*REM 

 

 

$THETA 3.70 3.70 3.70 3.70 3.70 3.70 3.70 3.70 3.70 3.70 3.70 3.70 

$THETA 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 

 

$OMEGA 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1  

 

$ESTIMATION MAXEVAL=9999 NUMERICAL METHOD=COND LAPLACE LIKE CENTERING  

 

$COVARIANCE MATRIX=R PRINT=E  

  

$TABLE ID EPOC DV PRED PAW PNR PRE ONEHEADER NOPRINT FILE=sdtabNRPV_DAY1Farmaco 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 82: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 2 

112  

 

 

BASELINE MODEL 

‐ FROM REM 

 

;$SIZES LTH=40 LVR=30 NO=5000 LNP4=2000 MAXIDS=20000 LIM1=5000 LIM2=5000 LIM3=200 LIM4=50 

LIM5=200 LIM6=5000                                       ; This option is only for implemented in Nonmem 7.2 

                                               

;========================================================================================  

;                   Description: Nonmem model script for sub‐model P(REM | AWAKE) DAY ONE   

;======================================================================================== 

$PROB Transition from REM 

$INPUT ID DV=STT TIME=DROP EPOCH=TIME AWPV NRPV REPV AWK NREM REM 

;‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ INFORMATION ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 

; 1 EPOCH = 10 SEC  

; Thus 12 hours= 4320 Epochs  

; Hour 4 starts at epoch 1440 

; Hour 16 (4+12) finish epoch 5760 

;‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ STAGE  AWAKE=1, NREM=2, REM=3 ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐       ; NRPV (Column) 

; NRPV= 1  If previous observation (epoch‐1) is AWAKE  

; NRPV= 0  Otherwise 

 

; AWK, NREM & REM (Columns) 

; AWK  = 1  If the state at the epoch is AWAKE 

; AWK  = 0  Otherwise 

; NREM= 1  If the state at the epoch is NREM 

; NREM= 0  Otherwise 

; REM   = 1  If the state at the epoch is REM 

; REM   = 0  Otherwise 

 

$DATA BASELINE_REPV_Day1Farmaco.csv 

  

 

; Dataset contains only observations immediately preceded by REM state  

;==================================== BREAKPOINTS =====================================  

$PRED  

BP1=1440 

BP2=1440+360 

BP3=BP2+360 

BP4=BP3+360 

BP5=BP4+360 

BP6=BP5+360 

BP7=BP6+360 

Page 83: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 2 

113  

 

 

BP8=BP7+360 

BP9=BP8+360 

BP10=BP9+360 

BP11=BP10+360 

BP12=BP11+360 

;================================ Logit G1 (REMAWAKE) ================================  G11=THETA(1)+ETA(1) 

G12=THETA(2)+ETA(2) 

G13=THETA(3)+ETA(3) 

G14=THETA(4)+ETA(4) 

G15=THETA(5)+ETA(5) 

G16=THETA(6)+ETA(6) 

G17=THETA(7)+ETA(7) 

G18=THETA(8)+ETA(8) 

G19=THETA(9)+ETA(9) 

G110=THETA(10)+ETA(10) 

G111=THETA(11)+ETA(11) 

G112=THETA(12)+ETA(12) 

;================================ Logit G2 (REMNREM) =================================  G21=THETA(13)+ETA(13) 

G22=THETA(14)+ETA(14) 

G23=THETA(15)+ETA(15) 

G24=THETA(16)+ETA(16) 

G25=THETA(17)+ETA(17) 

G26=THETA(18)+ETA(18) 

G27=THETA(19)+ETA(19) 

G28=THETA(20)+ETA(20) 

G29=THETA(21)+ETA(21) 

G210=THETA(22)+ETA(22) 

G211=THETA(23)+ETA(23) 

G212=THETA(24)+ETA(24) 

;================ Individual values of the Logits at the specific observation time =================  

G1=G11 

G2=G21 

 

; === Linear regression of Logit at a specific observation time between the two adjacent break points ==== 

 

IF (EPOC.GT.BP1.AND.EPOC.LE.BP2) THEN 

 G1=G11*(BP2‐EPOC)/(BP2‐BP1)+G12*(EPOC‐BP1)/(BP2‐BP1) 

 G2=G21*(BP2‐EPOC)/(BP2‐BP1)+G22*(EPOC‐BP1)/(BP2‐BP1) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP2.AND.EPOC.LE.BP3) THEN 

 G1=G12*(BP3‐EPOC)/(BP3‐BP2)+G13*(EPOC‐BP2)/(BP3‐BP2) 

 G2=G22*(BP3‐EPOC)/(BP3‐BP2)+G23*(EPOC‐BP2)/(BP3‐BP2) 

ENDIF 

Page 84: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 2 

114  

 

 

IF (EPOC.GT.BP3.AND.EPOC.LE.BP4) THEN 

 G1=G13*(BP4‐EPOC)/(BP4‐BP3)+G14*(EPOC‐BP3)/(BP4‐BP3) 

 G2=G23*(BP4‐EPOC)/(BP4‐BP3)+G24*(EPOC‐BP3)/(BP4‐BP3) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP4.AND.EPOC.LE.BP5) THEN 

 G1=G14*(BP5‐EPOC)/(BP5‐BP4)+G15*(EPOC‐BP4)/(BP5‐BP4) 

 G2=G24*(BP5‐EPOC)/(BP5‐BP4)+G25*(EPOC‐BP4)/(BP5‐BP4) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP5.AND.EPOC.LE.BP6) THEN 

 G1=G15*(BP6‐EPOC)/(BP6‐BP5)+G16*(EPOC‐BP5)/(BP6‐BP5) 

 G2=G25*(BP6‐EPOC)/(BP6‐BP5)+G26*(EPOC‐BP5)/(BP6‐BP5) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP6.AND.EPOC.LE.BP7) THEN 

 G1=G16*(BP7‐EPOC)/(BP7‐BP6)+G17*(EPOC‐BP6)/(BP7‐BP6) 

 G2=G26*(BP7‐EPOC)/(BP7‐BP6)+G27*(EPOC‐BP6)/(BP7‐BP6) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP7.AND.EPOC.LE.BP8) THEN 

 G1=G17*(BP8‐EPOC)/(BP8‐BP7)+G18*(EPOC‐BP7)/(BP8‐BP7) 

 G2=G27*(BP8‐EPOC)/(BP8‐BP7)+G28*(EPOC‐BP7)/(BP8‐BP7) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP8.AND.EPOC.LE.BP9) THEN 

 G1=G18*(BP9‐EPOC)/(BP9‐BP8)+G19*(EPOC‐BP8)/(BP9‐BP8) 

 G2=G28*(BP9‐EPOC)/(BP9‐BP8)+G29*(EPOC‐BP8)/(BP9‐BP8) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP9.AND.EPOC.LE.BP10) THEN 

 G1=G19*(BP10‐EPOC)/(BP10‐BP9)+G110*(EPOC‐BP9)/(BP10‐BP9) 

 G2=G29*(BP10‐EPOC)/(BP10‐BP9)+G210*(EPOC‐BP9)/(BP10‐BP9) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP10.AND.EPOC.LE.BP11) THEN 

 G1=G110*(BP11‐EPOC)/(BP11‐BP10)+G111*(EPOC‐BP10)/(BP11‐BP10) 

 G2=G210*(BP11‐EPOC)/(BP11‐BP10)+G211*(EPOC‐BP10)/(BP11‐BP10) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP11.AND.EPOC.LE.BP12) THEN 

 G1=G111*(BP12‐EPOC)/(BP12‐BP11)+G112*(EPOC‐BP11)/(BP12‐BP11) 

 G2=G211*(BP12‐EPOC)/(BP12‐BP11)+G212*(EPOC‐BP11)/(BP12‐BP11) 

ENDIF 

 

 

Page 85: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 2 

115  

 

 

; ====== Inverse‐Logit in order to calculate de Transition Probability from REM state to another ====== 

 

; ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐> AWAKE: PAW 

 

PAW=EXP(G1)/(1+EXP(G1)+EXP(G2)) 

; ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐> NREM: PNR 

PNR=EXP(G2)/(1+EXP(G1)+EXP(G2)) 

; ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐> REM: PRE 

 

PRE=1/(1+EXP(G1)+EXP(G2))  

; Likelihood  

; Names in data file AWK NREM REM  

 

 

Y=PAW*AWK+PNR*NREM+PRE*REM 

 

 

$THETA 3.70 3.70 3.70 3.70 3.70 3.70 3.70 3.70 3.70 3.70 3.70 3.70 

$THETA 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3  

 

$OMEGA 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1  

 

$ESTIMATION MAXEVAL=9999 NUMERICAL METHOD=COND LAPLACE LIKE CENTERING  

 

$COVARIANCE MATRIX=R PRINT=E  

  

$TABLE ID EPOC DV PRED PAW PNR PRE ONEHEADER NOPRINT FILE=sdtabREPV_DAY1Farmaco 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 86: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 2 

116  

 

SIMULATION OF BASELINE MODEL 

 

 

;$SIZES LTH=70 LVR=70 NO=5000 LNP4=2000 MAXIDS=20000 LIM1=5000 LIM2=5000 LIM3=200 LIM4=50 

LIM5=200 LIM6=5000                                       ; This option is only for implemented in Nonmem 7.2 

                                               

;========================================================================================  

;                                              Description: SIMULATION BASELINE MODEL DAY ONE   

;======================================================================================== 

   

$PROB Simulation Baseline  

$INPUT ID DV EPOC  

;‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ INFORMATION ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 

; 1 EPOCH = 10 SEC  

; Thus 12 hours= 4320 Epochs  

; Hour 4 starts at epoch 1440 

; Hour 16 (4+12) finish epoch 5760 

 

$DATA Sim_Day1.csv 

 

;========================= Creation of PDV (Previous Dependent Value) ========================  

$PRED  

IF (NEWIND.NE.2) PSDV=1 

; Update PDV 

PDV=PSDV 

;=============================== INITIALIZE BREAK POINTS ==============================  

BP1=1440 

BP2=1440+360 

BP3=BP2+360 

BP4=BP3+360 

BP5=BP4+360 

BP6=BP5+360 

BP7=BP6+360 

BP8=BP7+360 

BP9=BP8+360 

BP10=BP9+360 

BP11=BP10+360 

BP12=BP11+360 

;========================= Logit AG1 (AWAKEAWAKE); +ETA(1)  =========================  AG11=THETA(1) 

AG12=THETA(2)+ETA(1) 

AG13=THETA(3)+ETA(2) 

AG14=THETA(4)+ETA(3) 

AG15=THETA(5)+ETA(4) 

AG16=THETA(6)+ETA(5) 

Page 87: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 2 

117  

 

 

AG17=THETA(7)+ETA(6) 

AG18=THETA(8)+ETA(7) 

AG19=THETA(9)+ETA(8) 

AG110=THETA(10) 

AG111=THETA(11) 

AG112=THETA(12)+ETA(9) 

;========================= Logit AG2 (AWAKENREM); +ETA(1)  ===========================  AG21=THETA(12)+ETA(10) 

AG22=THETA(13) 

AG23=THETA(14) 

AG24=THETA(15) 

AG25=THETA(16)+ETA(11) 

AG26=THETA(17) 

AG27=THETA(18)+ETA(12) 

AG28=THETA(19) 

AG29=THETA(20) 

AG210=THETA(21) 

AG211=THETA(22) 

AG212=THETA(23)+ETA(13) 

;========================== Logit NG1 (NREMAWAKE); +ETA(1)  ==========================  NG11=1.75 

NG12=3.34+ETA(14) 

NG13=2.19+ETA(15) 

NG14=2.05+ETA(16) 

NG15=2.23+ETA(17) 

NG16=1.84+ETA(18) 

NG17=2.05+ETA(19) 

NG18=4.06+ETA(20) 

NG19=2.86+ETA(21) 

NG110=0.974+ETA(22) 

NG111=1.10 

NG112=1.25+ETA(23) 

;========================== Logit NG2 (NREMNREM); +ETA(1)  ===========================  NG21=3.51 

NG22=4.37 

NG23=3.71 

NG24=3.47 

NG25=3.74 

NG26=3.26 

NG27=3.56 

NG28=4.91 

NG29=4.51 

NG210=3.69 

NG211=3.39 

NG212=3.02 

 

Page 88: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 2 

118  

 

 

;=========================== Logit RG1 (REMAWAKE); +ETA(1)  ===========================  RG11=‐1.46 

RG12=‐0.973 

RG13=‐1.25 

RG14=‐1.04 

RG15=‐1.17 

RG16=‐1.27 

RG17=‐0.821 

RG18=‐1.01 

RG19=‐0.899 

RG110=‐1.57+ETA(24) 

RG111=‐1.28 

RG112=‐1.14 

;============================ Logit RG2 (REMNREM); +ETA(1) ============================  RG21=‐3.09+ETA(25) 

RG22=‐2.87+ETA(26) 

RG23=‐3.63 

RG24=‐3.29 

RG25=‐3.43 

RG26=‐2.86 

RG27=‐3.56+ETA(27) 

RG28=‐2.29+ETA(28) 

RG29=‐3.97 

RG210=‐2.86 

RG211=‐2.92+ETA(29) 

RG212=‐3+ETA(30) 

;================ Individual Value of the Logits at the specific observation EPOC  ===============  

AG1=AG11 

AG2=AG21 

 

NG1=NG11 

NG2=NG21 

 

RG1=RG11 

RG2=RG21 

 

;= Linear Regression of Logit at specific observation EPOC between the two adjacent BREAK‐POINTS = 

 

IF (EPOC.GT.BP1.AND.EPOC.LE.BP2) THEN 

 AG1=AG11*(BP2‐EPOC)/(BP2‐BP1)+AG12*(EPOC‐BP1)/(BP2‐BP1) 

 AG2=AG21*(BP2‐EPOC)/(BP2‐BP1)+AG22*(EPOC‐BP1)/(BP2‐BP1) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP2.AND.EPOC.LE.BP3) THEN 

 AG1=AG12*(BP3‐EPOC)/(BP3‐BP2)+AG13*(EPOC‐BP2)/(BP3‐BP2) 

 

Page 89: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 2 

119  

 

 

 AG2=AG22*(BP3‐EPOC)/(BP3‐BP2)+AG23*(EPOC‐BP2)/(BP3‐BP2) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP3.AND.EPOC.LE.BP4) THEN 

 AG1=AG13*(BP4‐EPOC)/(BP4‐BP3)+AG14*(EPOC‐BP3)/(BP4‐BP3) 

 AG2=AG23*(BP4‐EPOC)/(BP4‐BP3)+AG24*(EPOC‐BP3)/(BP4‐BP3) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP4.AND.EPOC.LE.BP5) THEN 

 AG1=AG14*(BP5‐EPOC)/(BP5‐BP4)+AG15*(EPOC‐BP4)/(BP5‐BP4) 

 AG2=AG24*(BP5‐EPOC)/(BP5‐BP4)+AG25*(EPOC‐BP4)/(BP5‐BP4) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP5.AND.EPOC.LE.BP6) THEN 

 AG1=AG15*(BP6‐EPOC)/(BP6‐BP5)+AG16*(EPOC‐BP5)/(BP6‐BP5) 

 AG2=AG25*(BP6‐EPOC)/(BP6‐BP5)+AG26*(EPOC‐BP5)/(BP6‐BP5) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP6.AND.EPOC.LE.BP7) THEN 

 AG1=AG16*(BP7‐EPOC)/(BP7‐BP6)+AG17*(EPOC‐BP6)/(BP7‐BP6) 

 AG2=AG26*(BP7‐EPOC)/(BP7‐BP6)+AG27*(EPOC‐BP6)/(BP7‐BP6) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP7.AND.EPOC.LE.BP8) THEN 

 AG1=AG17*(BP8‐EPOC)/(BP8‐BP7)+AG18*(EPOC‐BP7)/(BP8‐BP7) 

 AG2=AG27*(BP8‐EPOC)/(BP8‐BP7)+AG28*(EPOC‐BP7)/(BP8‐BP7) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP8.AND.EPOC.LE.BP9) THEN 

 AG1=AG18*(BP9‐EPOC)/(BP9‐BP8)+AG19*(EPOC‐BP8)/(BP9‐BP8) 

 AG2=AG28*(BP9‐EPOC)/(BP9‐BP8)+AG29*(EPOC‐BP8)/(BP9‐BP8) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP9.AND.EPOC.LE.BP10) THEN 

 AG1=AG19*(BP10‐EPOC)/(BP10‐BP9)+AG110*(EPOC‐BP9)/(BP10‐BP9) 

 AG2=AG29*(BP10‐EPOC)/(BP10‐BP9)+AG210*(EPOC‐BP9)/(BP10‐BP9) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP10.AND.EPOC.LE.BP11) THEN 

 AG1=AG110*(BP11‐EPOC)/(BP11‐BP10)+AG111*(EPOC‐BP10)/(BP11‐BP10) 

 AG2=AG210*(BP11‐EPOC)/(BP11‐BP10)+AG211*(EPOC‐BP10)/(BP11‐BP10) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP11.AND.EPOC.LE.BP12) THEN 

 AG1=AG111*(BP12‐EPOC)/(BP12‐BP11)+AG112*(EPOC‐BP11)/(BP12‐BP11) 

  

Page 90: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 2 

120  

 

 

AG2=AG211*(BP12‐EPOC)/(BP12‐BP11)+AG212*(EPOC‐BP11)/(BP12‐BP11) 

ENDIF 

 

 

;=Linear Regression of Logit at specific observation EPOC between the two adjacent BREAK‐POINTS= 

 

IF (EPOC.GT.BP1.AND.EPOC.LE.BP2) THEN 

 NG1=NG11*(BP2‐EPOC)/(BP2‐BP1)+NG12*(EPOC‐BP1)/(BP2‐BP1) 

 NG2=NG21*(BP2‐EPOC)/(BP2‐BP1)+NG22*(EPOC‐BP1)/(BP2‐BP1) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP2.AND.EPOC.LE.BP3) THEN 

 NG1=NG12*(BP3‐EPOC)/(BP3‐BP2)+NG13*(EPOC‐BP2)/(BP3‐BP2) 

 NG2=NG22*(BP3‐EPOC)/(BP3‐BP2)+NG23*(EPOC‐BP2)/(BP3‐BP2) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP3.AND.EPOC.LE.BP4) THEN 

 NG1=NG13*(BP4‐EPOC)/(BP4‐BP3)+NG14*(EPOC‐BP3)/(BP4‐BP3) 

 NG2=NG23*(BP4‐EPOC)/(BP4‐BP3)+NG24*(EPOC‐BP3)/(BP4‐BP3) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP4.AND.EPOC.LE.BP5) THEN 

 NG1=NG14*(BP5‐EPOC)/(BP5‐BP4)+NG15*(EPOC‐BP4)/(BP5‐BP4) 

 NG2=NG24*(BP5‐EPOC)/(BP5‐BP4)+NG25*(EPOC‐BP4)/(BP5‐BP4) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP5.AND.EPOC.LE.BP6) THEN 

 NG1=NG15*(BP6‐EPOC)/(BP6‐BP5)+NG16*(EPOC‐BP5)/(BP6‐BP5) 

 NG2=NG25*(BP6‐EPOC)/(BP6‐BP5)+NG26*(EPOC‐BP5)/(BP6‐BP5) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP6.AND.EPOC.LE.BP7) THEN 

 NG1=NG16*(BP7‐EPOC)/(BP7‐BP6)+NG17*(EPOC‐BP6)/(BP7‐BP6) 

 NG2=NG26*(BP7‐EPOC)/(BP7‐BP6)+NG27*(EPOC‐BP6)/(BP7‐BP6) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP7.AND.EPOC.LE.BP8) THEN 

 NG1=NG17*(BP8‐EPOC)/(BP8‐BP7)+NG18*(EPOC‐BP7)/(BP8‐BP7) 

 NG2=NG27*(BP8‐EPOC)/(BP8‐BP7)+NG28*(EPOC‐BP7)/(BP8‐BP7) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP8.AND.EPOC.LE.BP9) THEN 

 NG1=NG18*(BP9‐EPOC)/(BP9‐BP8)+NG19*(EPOC‐BP8)/(BP9‐BP8) 

 NG2=NG28*(BP9‐EPOC)/(BP9‐BP8)+NG29*(EPOC‐BP8)/(BP9‐BP8) 

ENDIF 

 

Page 91: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 2 

121  

 

 

IF (EPOC.GT.BP9.AND.EPOC.LE.BP10) THEN 

 NG1=NG19*(BP10‐EPOC)/(BP10‐BP9)+NG110*(EPOC‐BP9)/(BP10‐BP9) 

 NG2=NG29*(BP10‐EPOC)/(BP10‐BP9)+NG210*(EPOC‐BP9)/(BP10‐BP9) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP10.AND.EPOC.LE.BP11) THEN 

 NG1=NG110*(BP11‐EPOC)/(BP11‐BP10)+NG111*(EPOC‐BP10)/(BP11‐BP10) 

 NG2=NG210*(BP11‐EPOC)/(BP11‐BP10)+NG211*(EPOC‐BP10)/(BP11‐BP10) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP11.AND.EPOC.LE.BP12) THEN 

 NG1=NG111*(BP12‐EPOC)/(BP12‐BP11)+NG112*(EPOC‐BP11)/(BP12‐BP11) 

 NG2=NG211*(BP12‐EPOC)/(BP12‐BP11)+NG212*(EPOC‐BP11)/(BP12‐BP11) 

ENDIF 

 

;= Linear Regression of Logit at specific observation EPOC between the two adjacent BREAK‐POINTS = 

 

IF (EPOC.GT.BP1.AND.EPOC.LE.BP2) THEN 

 RG1=RG11*(BP2‐EPOC)/(BP2‐BP1)+RG12*(EPOC‐BP1)/(BP2‐BP1) 

 RG2=RG21*(BP2‐EPOC)/(BP2‐BP1)+RG22*(EPOC‐BP1)/(BP2‐BP1) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP2.AND.EPOC.LE.BP3) THEN 

 RG1=RG12*(BP3‐EPOC)/(BP3‐BP2)+RG13*(EPOC‐BP2)/(BP3‐BP2) 

 RG2=RG22*(BP3‐EPOC)/(BP3‐BP2)+RG23*(EPOC‐BP2)/(BP3‐BP2) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP3.AND.EPOC.LE.BP4) THEN 

 RG1=RG13*(BP4‐EPOC)/(BP4‐BP3)+RG14*(EPOC‐BP3)/(BP4‐BP3) 

 RG2=RG23*(BP4‐EPOC)/(BP4‐BP3)+RG24*(EPOC‐BP3)/(BP4‐BP3) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP4.AND.EPOC.LE.BP5) THEN 

 RG1=RG14*(BP5‐EPOC)/(BP5‐BP4)+RG15*(EPOC‐BP4)/(BP5‐BP4) 

 RG2=RG24*(BP5‐EPOC)/(BP5‐BP4)+RG25*(EPOC‐BP4)/(BP5‐BP4) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP5.AND.EPOC.LE.BP6) THEN 

 RG1=RG15*(BP6‐EPOC)/(BP6‐BP5)+RG16*(EPOC‐BP5)/(BP6‐BP5) 

 RG2=RG25*(BP6‐EPOC)/(BP6‐BP5)+RG26*(EPOC‐BP5)/(BP6‐BP5) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP6.AND.EPOC.LE.BP7) THEN 

 RG1=RG16*(BP7‐EPOC)/(BP7‐BP6)+RG17*(EPOC‐BP6)/(BP7‐BP6) 

 RG2=RG26*(BP7‐EPOC)/(BP7‐BP6)+RG27*(EPOC‐BP6)/(BP7‐BP6) 

ENDIF 

Page 92: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 2 

122  

 

 

IF (EPOC.GT.BP7.AND.EPOC.LE.BP8) THEN 

 RG1=RG17*(BP8‐EPOC)/(BP8‐BP7)+RG18*(EPOC‐BP7)/(BP8‐BP7) 

 RG2=RG27*(BP8‐EPOC)/(BP8‐BP7)+RG28*(EPOC‐BP7)/(BP8‐BP7) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP8.AND.EPOC.LE.BP9) THEN 

 RG1=RG18*(BP9‐EPOC)/(BP9‐BP8)+RG19*(EPOC‐BP8)/(BP9‐BP8) 

 RG2=RG28*(BP9‐EPOC)/(BP9‐BP8)+RG29*(EPOC‐BP8)/(BP9‐BP8) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP9.AND.EPOC.LE.BP10) THEN 

 RG1=RG19*(BP10‐EPOC)/(BP10‐BP9)+RG110*(EPOC‐BP9)/(BP10‐BP9) 

 RG2=RG29*(BP10‐EPOC)/(BP10‐BP9)+RG210*(EPOC‐BP9)/(BP10‐BP9) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP10.AND.EPOC.LE.BP11) THEN 

 RG1=RG110*(BP11‐EPOC)/(BP11‐BP10)+RG111*(EPOC‐BP10)/(BP11‐BP10) 

 RG2=RG210*(BP11‐EPOC)/(BP11‐BP10)+RG211*(EPOC‐BP10)/(BP11‐BP10) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP11.AND.EPOC.LE.BP12) THEN 

 RG1=RG111*(BP12‐EPOC)/(BP12‐BP11)+RG112*(EPOC‐BP11)/(BP12‐BP11) 

 RG2=RG211*(BP12‐EPOC)/(BP12‐BP11)+RG212*(EPOC‐BP11)/(BP12‐BP11) 

ENDIF 

 

;======== Inverse‐Logit in order to calculate the transition probability from AWAKE state to  ======= 

 

; ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐> AWAKE: PAW 

APAW=EXP(AG1)/(1+EXP(AG1)+EXP(AG2)) 

; ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐> NREM: PNR 

APNR=EXP(AG2)/(1+EXP(AG1)+EXP(AG2)) 

; ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐> REM: PRE 

APRE=1/(1+EXP(AG1)+EXP(AG2))  

 

;========= Inverse‐Logit in order to calculate the transition probability from NREM state to ======== 

 

; ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐>  AWAKE: PAW 

NPAW=EXP(NG1)/(1+EXP(NG1)+EXP(NG2)) 

; ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐>  NREM: PNR 

NPNR=EXP(NG2)/(1+EXP(NG1)+EXP(NG2)) 

; ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐>  REM: PRE 

NPRE=1/(1+EXP(NG1)+EXP(NG2))  

 

;========== Inverse‐Logit in order to calculate the transition probability from REM state to ========= 

 

 

Page 93: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 2 

123  

 

 

; ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐> AWAKE: PAW 

RPAW=EXP(RG1)/(1+EXP(RG1)+EXP(RG2)) 

; ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐> NREM: PNR 

RPNR=EXP(RG2)/(1+EXP(RG1)+EXP(RG2)) 

; ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐> REM: PRE 

RPRE=1/(1+EXP(RG1)+EXP(RG2))  

 

 

;============================= LIMITES OF DISCRETIZATION ============================= 

;================= From AWAKE at limit_AWtoAW(1) will be used for the hour 1 ================ 

AL1=APAW; 

AL2=APAW+APNR; 

 

;‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ NOTE: AWAKEtoAWAKE+AWAKEtoNR+AWAKEtoRE=1 ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 

; From NREM 

NL1=NPAW; 

NL2=NPAW+NPNR; 

 

; From REM.  

RL1=RPAW; 

RL2=RPAW+RPNR; 

;================================= SIMULATION BLOCK =================================  

IF (ICALL.EQ.4) THEN                   ; Beginning of the simulation 

  CALL RANDOM (2,R)        ; Rand number in[0,1[ 

  IF (PDV.EQ.1) THEN 

    IF (R.LT.AL1) THEN 

      DV=1 

    ELSEIF (R.LT.AL2) THEN 

      DV=2 

    ELSE 

      DV=3 

    ENDIF 

  ELSEIF (PDV.EQ.2) THEN 

    IF (R.LT.NL1) THEN 

      DV=1 

    ELSEIF (R.LT.NL2) THEN 

      DV=2 

    ELSE 

      DV=3 

    ENDIF 

  ELSEIF (PDV.EQ.3) THEN 

    IF (R.LT.RL1) THEN 

      DV=1 

    ELSEIF (R.LT.RL2) THEN 

 

 

Page 94: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 2 

124  

 

 

      DV=2 

    ELSE 

      DV=3 

    ENDIF 

  ENDIF 

   

ENDIF 

PSDV=DV 

 

NSIM=IREP 

 

 

$THETA 4.58  5.68  4.87  5.20  4.94  4.74  4.96  6.34  5.43  2.47  3.29  4.04  2.67  2.93  3.31  2.81  3.05  2.83  2.94 

3.99 2.90  2.18  2.33 2.20                                                                                                                        ; From AWAKE 

;$THETA                                                                                                                                       ; From NREM 

;$THETA                                                                                                                                       ; From REM 

 

$OMEGA 0.287  0.642  1.12  0.512  0.687  0.748  0.315  1.06  3.82  0.225  0.209  0.337  0.791    ; From AWAKE 

$OMEGA 0.258  0.397  0.317  0.557  0.235  0.374  0.301  0.288  0.270  0.279                         ; From NREM 

$OMEGA 0.436  0.378  0.481  0.565  3.15  0.613  1.62                                                              ; From REM 

 

$SIMULATION (55555) SUBPROBLEMS=1000 (678910 UNIFORM) ONLYSIM NOPRED 

  

$TABLE NSIM  ID EPOC DV PDV PSDV APAW APNR APRE NPAW NPNR NPRE RPAW RPNR RPRE 

NOHEADER NOAPPEND NOPRINT FILE=SIM_DAY1_Base 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 95: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 3 

125  

 

 

APPENDIX 3 

VEHICLE MODEL 

 

‐ FROM NREM 

;$SIZES LTH=40 LVR=30 NO=5000 LNP4=2000 MAXIDS=20000 LIM1=5000 LIM2=5000 LIM3=200 LIM4=50 

LIM5=200 LIM6=5000                                       ; This option is only for implemented in Nonmem 7.2 

 

;========================================================================================  

;                   Description: Nonmem model script for sub‐model P(NREM | AWAKE) DAY TWO   

;======================================================================================== 

$PROB Transition from NREM  

$INPUT ID DV=STT EPOC AWPV NRPV REPV AWK NREM REM 

;‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ INFORMATION ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 

; 1 EPOCH = 10 SEC  

; Thus 12 hours= 4320 Epochs  

; Hour 4 starts at epoch 1440 

; Hour 16 (4+12) finish epoch 5760 

;‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ STAGE   AWAKE=1, NREM=2, REM=3 ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐      ; AWPV (Column) 

;  AWPV= 1 If previous observation (epoch‐1) is awake  

;  AWPV= 0 Otherwise 

 

; AWK, NREM & REM (Columns) 

; AWK  = 1  If the state at the epoch is AWAKE 

; AWK  = 0  Otherwise 

; NREM= 1  If the state at the epoch is NREM 

; NREM= 0  Otherwise 

; REM   = 1  If the state at the epoch is REM 

; REM   = 0  Otherwise 

 

$DATA Vehicle_NRPDV_Day2Placebo.csv 

 

 ; Dataset contains only observations immediately preceded by NREM state  

;================================== BREAK POINTS ====================================== 

$PRED  

BP1=10080 

BP2=BP1+360 

BP3=BP2+360 

BP4=BP3+360 

BP5=BP4+360 

Page 96: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 3 

126  

 

BP6=BP5+360 

BP7=BP6+360 

BP8=BP7+360 

BP9=BP8+360 

BP10=BP9+360 

BP11=BP10+360 

BP12=BP11+360 

===================================== PARAMETERS =====================================  

B1=THETA(1) 

KON1=THETA(2) 

KRE1=THETA(3) 

 

MET1=0 

MET2=0 

IF (EPOC.GE.BP3) THEN 

MET1=‐B1*(EXP(‐KON1*(EPOC‐BP3))‐EXP(‐KRE1*(EPOC‐BP3))) 

MET2=0 

ENDIF 

 

EFF1=1+MET1 

EFF2=1+MET2 

;============================== Logit NG1 (NREMAWAKE) ==============================  NG11=1.80*EFF1  

NG12=3.80*EFF1 

NG13=(2.99+ETA(1))*EFF1 

NG14=2.33*EFF1 

NG15=3.80*EFF1 

NG16=(2.50+ETA(2))*EFF1 

NG17=(2.96+ETA(3))*EFF1 

NG18=3.44*EFF1 

NG19=1.83*EFF1 

NG110=(0.764+ETA(4))*EFF1 

NG111=1.19*EFF1 

NG112=1.43*EFF1 

;=============================== Logit NG2 (NREMNREM) ===============================  NG21=3.48*EFF2 

NG22=4.67*EFF2 

NG23=4.25*EFF2 

NG24=3.57*EFF2 

NG25=4.94*EFF2 

NG26=3.70*EFF2 

NG27=4.12*EFF2 

NG28=4.32*EFF2 

NG29=3.98*EFF2 

NG210=3.48*EFF2 

NG211=3.27*EFF2 

NG212=(3.13+ETA(5))*EFF2 

Page 97: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 3 

127  

 

;================ Individual values of the Logits at the specific observation time =================  

NG1=NG11 

NG2=NG21 

 

 

;= Linear Regression of Logits at a specific observation EPOC between the two adjacent Break‐Points = 

 

IF (EPOC.GT.BP1.AND.EPOC.LE.BP2) THEN 

 NG1=NG11*(BP2‐EPOC)/(BP2‐BP1)+NG12*(EPOC‐BP1)/(BP2‐BP1) 

 NG2=NG21*(BP2‐EPOC)/(BP2‐BP1)+NG22*(EPOC‐BP1)/(BP2‐BP1) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP2.AND.EPOC.LE.BP3) THEN 

 NG1=NG12*(BP3‐EPOC)/(BP3‐BP2)+NG13*(EPOC‐BP2)/(BP3‐BP2) 

 NG2=NG22*(BP3‐EPOC)/(BP3‐BP2)+NG23*(EPOC‐BP2)/(BP3‐BP2) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP3.AND.EPOC.LE.BP4) THEN 

 NG1=NG13*(BP4‐EPOC)/(BP4‐BP3)+NG14*(EPOC‐BP3)/(BP4‐BP3) 

 NG2=NG23*(BP4‐EPOC)/(BP4‐BP3)+NG24*(EPOC‐BP3)/(BP4‐BP3) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP4.AND.EPOC.LE.BP5) THEN 

 NG1=NG14*(BP5‐EPOC)/(BP5‐BP4)+NG15*(EPOC‐BP4)/(BP5‐BP4) 

 NG2=NG24*(BP5‐EPOC)/(BP5‐BP4)+NG25*(EPOC‐BP4)/(BP5‐BP4) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP5.AND.EPOC.LE.BP6) THEN 

 NG1=NG15*(BP6‐EPOC)/(BP6‐BP5)+NG16*(EPOC‐BP5)/(BP6‐BP5) 

 NG2=NG25*(BP6‐EPOC)/(BP6‐BP5)+NG26*(EPOC‐BP5)/(BP6‐BP5) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP6.AND.EPOC.LE.BP7) THEN 

 NG1=NG16*(BP7‐EPOC)/(BP7‐BP6)+NG17*(EPOC‐BP6)/(BP7‐BP6) 

 NG2=NG26*(BP7‐EPOC)/(BP7‐BP6)+NG27*(EPOC‐BP6)/(BP7‐BP6) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP7.AND.EPOC.LE.BP8) THEN 

 NG1=NG17*(BP8‐EPOC)/(BP8‐BP7)+NG18*(EPOC‐BP7)/(BP8‐BP7) 

 NG2=NG27*(BP8‐EPOC)/(BP8‐BP7)+NG28*(EPOC‐BP7)/(BP8‐BP7) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP8.AND.EPOC.LE.BP9) THEN 

 NG1=NG18*(BP9‐EPOC)/(BP9‐BP8)+NG19*(EPOC‐BP8)/(BP9‐BP8) 

 NG2=NG28*(BP9‐EPOC)/(BP9‐BP8)+NG29*(EPOC‐BP8)/(BP9‐BP8) 

ENDIF 

 

Page 98: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 3 

128  

 

IF (EPOC.GT.BP9.AND.EPOC.LE.BP10) THEN 

 NG1=NG19*(BP10‐EPOC)/(BP10‐BP9)+NG110*(EPOC‐BP9)/(BP10‐BP9) 

 NG2=NG29*(BP10‐EPOC)/(BP10‐BP9)+NG210*(EPOC‐BP9)/(BP10‐BP9) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP10.AND.EPOC.LE.BP11) THEN 

 NG1=NG110*(BP11‐EPOC)/(BP11‐BP10)+NG111*(EPOC‐BP10)/(BP11‐BP10) 

 NG2=NG210*(BP11‐EPOC)/(BP11‐BP10)+NG211*(EPOC‐BP10)/(BP11‐BP10) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP11.AND.EPOC.LE.BP12) THEN 

 NG1=NG111*(BP12‐EPOC)/(BP12‐BP11)+NG112*(EPOC‐BP11)/(BP12‐BP11) 

 NG2=NG211*(BP12‐EPOC)/(BP12‐BP11)+NG212*(EPOC‐BP11)/(BP12‐BP11) 

ENDIF 

 

;========= Inverse‐Logit in order to calculate de Transition Probability from NREM state to ======== 

 

; ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐> AWAKE: PAW 

NPAW=EXP(NG1)/(1+EXP(NG1)+EXP(NG2)) 

; ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐> NREM: PNR 

NPNR=EXP(NG2)/(1+EXP(NG1)+EXP(NG2)) 

; ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐> REM: PRE 

NPRE=1/(1+EXP(NG1)+EXP(NG2))  

 

; Likelihood  

; Names in data file AWK NREM REM  

 

 

Y=NPAW*AWK+NPNR*NREM+NPRE*REM 

 

 

$THETA (0,2,20)             ;B1 

$THETA (0,0.00283)       ;KON1 

$THETA (0,0.00214)       ;KRE1 

 

$OMEGA 0.3     FIX 

$OMEGA 0.107 FIX  

$OMEGA 0.191 FIX 

$OMEGA 0.182 FIX 

$OMEGA 0.391 FIX         ; From NREM 

 

$ESTIMATION  MAXEVAL=9999  NUMERICAL  METHOD=COND  LAPLACE  LIKE  CENTERING 

MSFO=msfo1 

 

$COVARIANCE MATRIX=R PRINT=E  

$TABLE  ID  EPOC  DV  PRED  NPAW  NPNR  NPRE  ONEHEADER  NOPRINT 

FILE=sdtabNRPV_DAY2Placebo 

Page 99: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 3 

129  

 

SIMULATION OF VEHICLE MODEL 

 

 

;$SIZES LTH=70 LVR=70 NO=5000 LNP4=2000 MAXIDS=20000 LIM1=5000 LIM2=5000 LIM3=200 LIM4=50 

LIM5=200 LIM6=5000                                       ;  This option is only for implemented in Nonmem 7.2 

 

;========================================================================================  

;                                        Description: SIMULATION METHYLCELLULOSE DAY TWO   

;======================================================================================== 

$PROB Simulation Methylcellulose 

$INPUT ID DV EPOC=TIME 

;‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ INFORMATION ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 

; 1 EPOCH = 10 SEC  

; Thus 12 hours= 4320 Epochs  

; Hour 28 starts at epoch 10080 

; Hour 40 (28+12) finish epoch 14400 

 

$DATA Sim_Day2.csv 

;======================= Creation of PDV (Previous Dependent Value) ========================== 

$PRED  

IF (NEWIND.NE.2) PSDV=1 

; Update PDV 

PDV=PSDV 

;==================================== BREAKPOINTS =====================================  

BP1=10080 

BP2=BP1+360 

BP3=BP2+360 

BP4=BP3+360 

BP5=BP4+360 

BP6=BP5+360 

BP7=BP6+360 

BP8=BP7+360 

BP9=BP8+360 

BP10=BP9+360 

BP11=BP10+360 

BP12=BP11+360‐1 

;==================================== PARAMETERS =====================================  

B1=THETA(1) 

KON1=THETA(2) 

KRE1=THETA(3) 

 

MET1=0 

MET2=0 

IF (EPOC.GE.BP3) THEN 

 

Page 100: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 3 

130  

 

 

MET1=‐B1*(EXP(‐KON1*(EPOC‐BP3))‐EXP(‐KRE1*(EPOC‐BP3))) 

MET2=0 

ENDIF 

 

EFF1=1+MET1 

EFF2=1+MET2 

;========================= Logit AG1 (AWAKEAWAKE); +ETA(1) ==========================  AG11=3.86+ETA(1) 

AG12=7.41+ETA(2) 

AG13=5.74 

AG14=5.06+ETA(3) 

AG15=5.47+ETA(4) 

AG16=5.28 

AG17=6.36 

AG18=6.68 

AG19=3.81+ETA(5) 

AG110=2.03 

AG111=2.89+ETA(6) 

AG112=4.36+ETA(7) 

;========================= Logit AG2 (AWAKENREM); +ETA(1) ===========================  AG21=2.32+ETA(8) 

AG22=4.95 

AG23=3.81+ETA(9) 

AG24=3.00 

AG25=3.45 

AG26=3.35+ETA(10) 

AG27=4.59 

AG28=4.31+ETA(11) 

AG29=2.07 

AG210=1.53 

AG211=2.09 

AG212=2.68 

;========================== Logit NG1 (NREMAWAKE); +ETA(1) ==========================  NG11=1.80*EFF1  

NG12=3.80*EFF1 

NG13=(2.99+ETA(12))*EFF1 

NG14=2.33*EFF1 

NG15=3.80*EFF1 

NG16=(2.50+ETA(13))*EFF1 

NG17=(2.96+ETA(14))*EFF1 

NG18=3.44*EFF1 

NG19=1.83*EFF1 

NG110=(0.764+ETA(15))*EFF1 

NG111=1.19*EFF1 

NG112=1.43*EFF1 

Page 101: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 3 

131  

 

 

;=========================== Logit NG2 (NREMNREM); +ETA(1) ===========================  NG21=3.48*EFF2 

NG22=4.67*EFF2 

NG23=4.25*EFF2 

NG24=3.57*EFF2 

NG25=4.94*EFF2 

NG26=3.70*EFF2 

NG27=4.12*EFF2 

NG28=4.32*EFF2 

NG29=3.98*EFF2 

NG210=3.48*EFF2 

NG211=3.27*EFF2 

NG212=(3.13+ETA(16))*EFF2 

;========================= Logit RG1 (REMAWAKE); +ETA(1) =============================  RG11=‐1.35+ETA(17) 

RG12=‐1.22 

RG13=‐1.41+ETA(18) 

RG14=‐0.598+ETA(19) 

RG15=‐1.08+ETA(20) 

RG16=‐1.5 

RG17=‐0.902+ETA(21) 

RG18=‐0.625 

RG19=‐1.48 

RG110=‐1.13 

RG111=‐1.45 

RG112=‐1.48 

;========================== Logit RG2 (REMNREM) +ETA(1) ==============================  RG21=‐3.12+ETA(22) 

RG22=‐6.11+ETA(23) 

RG23=‐3.15 

RG24=‐3.61 

RG25=‐3.24 

RG26=‐3.63+ETA(24) 

RG27=‐2.89+ETA(25) 

RG28=‐2.63 

RG29=‐2.82 

RG210=‐3.59+ETA(26) 

RG211=‐3.09+ETA(27) 

RG212=‐2.72 

;=============== Individual values of the Logits at the specific observation EPOC ================  

AG1=AG11 

AG2=AG21 

 

NG1=NG11 

NG2=NG21 

 

Page 102: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 3 

132  

 

 

RG1=RG11 

RG2=RG21 

 

 

;= Linear Regression of Logit at specific observation EPOC between the two adjacent BREAK‐POINTS = 

 

IF (EPOC.GT.BP1.AND.EPOC.LE.BP2) THEN 

 AG1=AG11*(BP2‐EPOC)/(BP2‐BP1)+AG12*(EPOC‐BP1)/(BP2‐BP1) 

 AG2=AG21*(BP2‐EPOC)/(BP2‐BP1)+AG22*(EPOC‐BP1)/(BP2‐BP1) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP2.AND.EPOC.LE.BP3) THEN 

 AG1=AG12*(BP3‐EPOC)/(BP3‐BP2)+AG13*(EPOC‐BP2)/(BP3‐BP2) 

 AG2=AG22*(BP3‐EPOC)/(BP3‐BP2)+AG23*(EPOC‐BP2)/(BP3‐BP2) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP3.AND.EPOC.LE.BP4) THEN 

 AG1=AG13*(BP4‐EPOC)/(BP4‐BP3)+AG14*(EPOC‐BP3)/(BP4‐BP3) 

 AG2=AG23*(BP4‐EPOC)/(BP4‐BP3)+AG24*(EPOC‐BP3)/(BP4‐BP3) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP4.AND.EPOC.LE.BP5) THEN 

 AG1=AG14*(BP5‐EPOC)/(BP5‐BP4)+AG15*(EPOC‐BP4)/(BP5‐BP4) 

 AG2=AG24*(BP5‐EPOC)/(BP5‐BP4)+AG25*(EPOC‐BP4)/(BP5‐BP4) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP5.AND.EPOC.LE.BP6) THEN 

 AG1=AG15*(BP6‐EPOC)/(BP6‐BP5)+AG16*(EPOC‐BP5)/(BP6‐BP5) 

 AG2=AG25*(BP6‐EPOC)/(BP6‐BP5)+AG26*(EPOC‐BP5)/(BP6‐BP5) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP6.AND.EPOC.LE.BP7) THEN 

 AG1=AG16*(BP7‐EPOC)/(BP7‐BP6)+AG17*(EPOC‐BP6)/(BP7‐BP6) 

 AG2=AG26*(BP7‐EPOC)/(BP7‐BP6)+AG27*(EPOC‐BP6)/(BP7‐BP6) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP7.AND.EPOC.LE.BP8) THEN 

 AG1=AG17*(BP8‐EPOC)/(BP8‐BP7)+AG18*(EPOC‐BP7)/(BP8‐BP7) 

 AG2=AG27*(BP8‐EPOC)/(BP8‐BP7)+AG28*(EPOC‐BP7)/(BP8‐BP7) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP8.AND.EPOC.LE.BP9) THEN 

 AG1=AG18*(BP9‐EPOC)/(BP9‐BP8)+AG19*(EPOC‐BP8)/(BP9‐BP8) 

 AG2=AG28*(BP9‐EPOC)/(BP9‐BP8)+AG29*(EPOC‐BP8)/(BP9‐BP8) 

ENDIF 

 

Page 103: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 3 

133  

 

 

IF (EPOC.GT.BP9.AND.EPOC.LE.BP10) THEN 

 AG1=AG19*(BP10‐EPOC)/(BP10‐BP9)+AG110*(EPOC‐BP9)/(BP10‐BP9) 

 AG2=AG29*(BP10‐EPOC)/(BP10‐BP9)+AG210*(EPOC‐BP9)/(BP10‐BP9) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP10.AND.EPOC.LE.BP11) THEN 

 AG1=AG110*(BP11‐EPOC)/(BP11‐BP10)+AG111*(EPOC‐BP10)/(BP11‐BP10) 

 AG2=AG210*(BP11‐EPOC)/(BP11‐BP10)+AG211*(EPOC‐BP10)/(BP11‐BP10) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP11.AND.EPOC.LE.BP12) THEN 

 AG1=AG111*(BP12‐EPOC)/(BP12‐BP11)+AG112*(EPOC‐BP11)/(BP12‐BP11) 

 AG2=AG211*(BP12‐EPOC)/(BP12‐BP11)+AG212*(EPOC‐BP11)/(BP12‐BP11) 

ENDIF 

 

;= Linear Regression of Logit at specific observation EPOC between the two adjacent BREAK‐POINTS = 

 

IF (EPOC.GT.BP1.AND.EPOC.LE.BP2) THEN 

 NG1=NG11*(BP2‐EPOC)/(BP2‐BP1)+NG12*(EPOC‐BP1)/(BP2‐BP1) 

 NG2=NG21*(BP2‐EPOC)/(BP2‐BP1)+NG22*(EPOC‐BP1)/(BP2‐BP1) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP2.AND.EPOC.LE.BP3) THEN 

 NG1=NG12*(BP3‐EPOC)/(BP3‐BP2)+NG13*(EPOC‐BP2)/(BP3‐BP2) 

 NG2=NG22*(BP3‐EPOC)/(BP3‐BP2)+NG23*(EPOC‐BP2)/(BP3‐BP2) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP3.AND.EPOC.LE.BP4) THEN 

 NG1=NG13*(BP4‐EPOC)/(BP4‐BP3)+NG14*(EPOC‐BP3)/(BP4‐BP3) 

 NG2=NG23*(BP4‐EPOC)/(BP4‐BP3)+NG24*(EPOC‐BP3)/(BP4‐BP3) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP4.AND.EPOC.LE.BP5) THEN 

 NG1=NG14*(BP5‐EPOC)/(BP5‐BP4)+NG15*(EPOC‐BP4)/(BP5‐BP4) 

 NG2=NG24*(BP5‐EPOC)/(BP5‐BP4)+NG25*(EPOC‐BP4)/(BP5‐BP4) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP5.AND.EPOC.LE.BP6) THEN 

 NG1=NG15*(BP6‐EPOC)/(BP6‐BP5)+NG16*(EPOC‐BP5)/(BP6‐BP5) 

 NG2=NG25*(BP6‐EPOC)/(BP6‐BP5)+NG26*(EPOC‐BP5)/(BP6‐BP5) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP6.AND.EPOC.LE.BP7) THEN 

 NG1=NG16*(BP7‐EPOC)/(BP7‐BP6)+NG17*(EPOC‐BP6)/(BP7‐BP6) 

 NG2=NG26*(BP7‐EPOC)/(BP7‐BP6)+NG27*(EPOC‐BP6)/(BP7‐BP6) 

ENDIF 

Page 104: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 3 

134  

 

 

IF (EPOC.GT.BP7.AND.EPOC.LE.BP8) THEN 

 NG1=NG17*(BP8‐EPOC)/(BP8‐BP7)+NG18*(EPOC‐BP7)/(BP8‐BP7) 

 NG2=NG27*(BP8‐EPOC)/(BP8‐BP7)+NG28*(EPOC‐BP7)/(BP8‐BP7) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP8.AND.EPOC.LE.BP9) THEN 

 NG1=NG18*(BP9‐EPOC)/(BP9‐BP8)+NG19*(EPOC‐BP8)/(BP9‐BP8) 

 NG2=NG28*(BP9‐EPOC)/(BP9‐BP8)+NG29*(EPOC‐BP8)/(BP9‐BP8) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP9.AND.EPOC.LE.BP10) THEN 

 NG1=NG19*(BP10‐EPOC)/(BP10‐BP9)+NG110*(EPOC‐BP9)/(BP10‐BP9) 

 NG2=NG29*(BP10‐EPOC)/(BP10‐BP9)+NG210*(EPOC‐BP9)/(BP10‐BP9) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP10.AND.EPOC.LE.BP11) THEN 

 NG1=NG110*(BP11‐EPOC)/(BP11‐BP10)+NG111*(EPOC‐BP10)/(BP11‐BP10) 

 NG2=NG210*(BP11‐EPOC)/(BP11‐BP10)+NG211*(EPOC‐BP10)/(BP11‐BP10) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP11.AND.EPOC.LE.BP12) THEN 

 NG1=NG111*(BP12‐EPOC)/(BP12‐BP11)+NG112*(EPOC‐BP11)/(BP12‐BP11) 

 NG2=NG211*(BP12‐EPOC)/(BP12‐BP11)+NG212*(EPOC‐BP11)/(BP12‐BP11) 

ENDIF 

 

;= Linear Regression of Logit at specific observation EPOC between the two adjacent BREAK‐POINTS = 

 

IF (EPOC.GT.BP1.AND.EPOC.LE.BP2) THEN 

 RG1=RG11*(BP2‐EPOC)/(BP2‐BP1)+RG12*(EPOC‐BP1)/(BP2‐BP1) 

 RG2=RG21*(BP2‐EPOC)/(BP2‐BP1)+RG22*(EPOC‐BP1)/(BP2‐BP1) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP2.AND.EPOC.LE.BP3) THEN 

 RG1=RG12*(BP3‐EPOC)/(BP3‐BP2)+RG13*(EPOC‐BP2)/(BP3‐BP2) 

 RG2=RG22*(BP3‐EPOC)/(BP3‐BP2)+RG23*(EPOC‐BP2)/(BP3‐BP2) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP3.AND.EPOC.LE.BP4) THEN 

 RG1=RG13*(BP4‐EPOC)/(BP4‐BP3)+RG14*(EPOC‐BP3)/(BP4‐BP3) 

 RG2=RG23*(BP4‐EPOC)/(BP4‐BP3)+RG24*(EPOC‐BP3)/(BP4‐BP3) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP4.AND.EPOC.LE.BP5) THEN 

 RG1=RG14*(BP5‐EPOC)/(BP5‐BP4)+RG15*(EPOC‐BP4)/(BP5‐BP4) 

 RG2=RG24*(BP5‐EPOC)/(BP5‐BP4)+RG25*(EPOC‐BP4)/(BP5‐BP4) 

ENDIF 

Page 105: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 3 

135  

 

 

IF (EPOC.GT.BP5.AND.EPOC.LE.BP6) THEN 

 RG1=RG15*(BP6‐EPOC)/(BP6‐BP5)+RG16*(EPOC‐BP5)/(BP6‐BP5) 

 RG2=RG25*(BP6‐EPOC)/(BP6‐BP5)+RG26*(EPOC‐BP5)/(BP6‐BP5) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP6.AND.EPOC.LE.BP7) THEN 

 RG1=RG16*(BP7‐EPOC)/(BP7‐BP6)+RG17*(EPOC‐BP6)/(BP7‐BP6) 

 RG2=RG26*(BP7‐EPOC)/(BP7‐BP6)+RG27*(EPOC‐BP6)/(BP7‐BP6) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP7.AND.EPOC.LE.BP8) THEN 

 RG1=RG17*(BP8‐EPOC)/(BP8‐BP7)+RG18*(EPOC‐BP7)/(BP8‐BP7) 

 RG2=RG27*(BP8‐EPOC)/(BP8‐BP7)+RG28*(EPOC‐BP7)/(BP8‐BP7) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP8.AND.EPOC.LE.BP9) THEN 

 RG1=RG18*(BP9‐EPOC)/(BP9‐BP8)+RG19*(EPOC‐BP8)/(BP9‐BP8) 

 RG2=RG28*(BP9‐EPOC)/(BP9‐BP8)+RG29*(EPOC‐BP8)/(BP9‐BP8) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP9.AND.EPOC.LE.BP10) THEN 

 RG1=RG19*(BP10‐EPOC)/(BP10‐BP9)+RG110*(EPOC‐BP9)/(BP10‐BP9) 

 RG2=RG29*(BP10‐EPOC)/(BP10‐BP9)+RG210*(EPOC‐BP9)/(BP10‐BP9) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP10.AND.EPOC.LE.BP11) THEN 

 RG1=RG110*(BP11‐EPOC)/(BP11‐BP10)+RG111*(EPOC‐BP10)/(BP11‐BP10) 

 RG2=RG210*(BP11‐EPOC)/(BP11‐BP10)+RG211*(EPOC‐BP10)/(BP11‐BP10) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP11.AND.EPOC.LE.BP12) THEN 

 RG1=RG111*(BP12‐EPOC)/(BP12‐BP11)+RG112*(EPOC‐BP11)/(BP12‐BP11) 

 RG2=RG211*(BP12‐EPOC)/(BP12‐BP11)+RG212*(EPOC‐BP11)/(BP12‐BP11) 

ENDIF 

 

;==== Inverse‐Logit in order to calculate de Transition Probability from AWAKE state to another ==== 

 

; ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐> AWAKE: PAW  

APAW=EXP(AG1)/(1+EXP(AG1)+EXP(AG2)) 

; ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐>  NREM: PNR 

APNR=EXP(AG2)/(1+EXP(AG1)+EXP(AG2)) 

; ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐> REM: PRE 

APRE=1/(1+EXP(AG1)+EXP(AG2))  

 

 

 

Page 106: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 3 

136  

 

 

;======== Inverse‐Logit in order to calculate the transition probability from NREM state to ======== 

 

; ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐>  AWAKE: PAW 

NPAW=EXP(NG1)/(1+EXP(NG1)+EXP(NG2)) 

; ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐>  NREM: PNR 

NPNR=EXP(NG2)/(1+EXP(NG1)+EXP(NG2)) 

; ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐>  REM: PRE 

NPRE=1/(1+EXP(NG1)+EXP(NG2))  

 

;========== Inverse‐Logit in order to calculate the transition probability from REM state to ========= 

 

; ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐> AWAKE: PAW 

RPAW=EXP(RG1)/(1+EXP(RG1)+EXP(RG2)) 

; ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐> NREM: PNR 

RPNR=EXP(RG2)/(1+EXP(RG1)+EXP(RG2)) 

; ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐> REM: PRE 

RPRE=1/(1+EXP(RG1)+EXP(RG2))  

 

;============================== LIMITES OF DISCRETIZATION ============================ 

;================= From AWAKE at limit_AWtoAW(1) will be used for the hour 1 ================ 

AL1=APAW; 

AL2=APAW+APNR; 

;‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ NOTE: AWAKEtoAWAKE+AWAKEtoNR+AWAKEtoRE=1 ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 

; From NREM 

NL1=NPAW; 

NL2=NPAW+NPNR; 

 

; From NREM.  

RL1=RPAW; 

RL2=RPAW+RPNR; 

 

;================================= SIMULATION BLOCK ================================= 

IF (ICALL.EQ.4) THEN                  ; Beginning of the simulation 

  CALL RANDOM (2,R)       ; Rand number in[0,1[ 

  IF (PDV.EQ.1) THEN 

    IF (R.LT.AL1) THEN 

      DV=1 

    ELSEIF (R.LT.AL2) THEN 

      DV=2 

    ELSE 

      DV=3 

    ENDIF 

  ELSEIF (PDV.EQ.2) THEN 

    IF (R.LT.NL1) THEN 

      DV=1 

 

Page 107: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 3 

137  

 

    ELSEIF (R.LT.NL2) THEN 

      DV=2 

    ELSE 

      DV=3 

    ENDIF 

  ELSEIF (PDV.EQ.3) THEN 

    IF (R.LT.RL1) THEN 

      DV=1 

    ELSEIF (R.LT.RL2) THEN 

      DV=2 

    ELSE 

      DV=3 

    ENDIF 

  ENDIF 

ENDIF 

 

PSDV=DV 

 

NSIM=IREP 

 

$THETA 15.5            ; B1 

$THETA 0.00242      ; KON 

$THETA 0.00251      ; KRE 

 

$OMEGA 0.384  0.425  0.282  0.363  0.186  0.290  0.825  0.249  0.352  0.150  0.143                    ; From AWAKE  

$OMEGA 0.3  0.107  0.191  0.182  0.391                                                                                    ; From NREM  

$OMEGA 0.107  0.183  0.541  0.438  0.263  0.391  6.10  1.36  1.17  2.17  0.25                        ; From REM 

 

$SIMULATION (55555) SUBPROBLEMS=200 (678910 UNIFORM) ONLYSIM NOPRED 

  

$TABLE NSIM  ID EPOC DV PDV PSDV APAW APNR APRE NPAW NPNR NPRE RPAW RPNR RPRE 

NOHEADER NOAPPEND NOPRINT FILE=SIM_DAY2Placebo 

 

 

 

  

Page 108: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 4 

138  

 

APPENDIX 4 

DRUG EFFECT MODEL 

 

‐ FROM NREM 

;$SIZES LTH=40 LVR=30 NO=5000 LNP4=2000 MAXIDS=20000 LIM1=5000 LIM2=5000 LIM3=200 LIM4=50 

LIM5=200 LIM6=5000                                       ; This option is only for implemented in Nonmem 7.2 

 

;========================================================================================  

;                   Description: Nonmem model script for sub‐model P(NREM | AWAKE) DAY TWO   

;======================================================================================== 

$PROB  Transitions from NREM Zolpidem Effect  

$INPUT ID DV=STT EPOC=TIME AWPV NRPV REPV AWK NREM REM DOSE CP 

;‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ INFORMATION ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 

; 1 EPOCH = 10 SEC  

; Thus 12 hours= 4320 Epochs  

; Hour 4 starts at epoch 1440 

; Hour 16 (4+12) finish epoch 5760 

;‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ STAGE  AWAKE=1, NREM=2, REM=3‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐          ; AWPV (Column) 

;  AWPV= 1 If previous observation (epoch‐1) is awake  

;  AWPV= 0 Otherwise 

 

; AWK, NREM & REM (Columns) 

; AWK  = 1  If the state at the epoch is AWAKE 

; AWK  = 0  Otherwise 

; NREM= 1  If the state at the epoch is NREM 

; NREM= 0  Otherwise 

; REM   = 1  If the state at the epoch is REM 

; REM   = 0  Otherwise 

 

$DATA data_NRPDV_Day2FarmacoCP.csv  

 

; Dataset contains only observations immediately preceded by NREM state  

 

$SUBS ADVAN6 TOL=5 

 

$MODEL 

COMP(REC) ;Receptor 

COMP(FDB) ;Feedback 

 

 

 

Page 109: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 4 

139  

 

$PK 

;========================= Parameters, Variables & Initial Conditions =========================  

KREI=THETA(1) 

KFBI=THETA(2) 

E1=THETA(3) 

KCP=THETA(4) 

CPEF=KCP/(KCP+CP) 

 

REC0=1 

FDB0=1 

KREO=KREI*FDB0/REC0 ;KREO=KREI since REC0=FDB0=1 

KFBO=KFBI*REC0/FDB0 ;KFBO=KFBI since REC0=FDB0=1 

 

A_0(1)=1 

A_0(2)=1 

;======================================== MODEL =======================================  

$DES 

DADT(1)=A(2)*KREI*CPEF‐KREO*A(1) 

DADT(2)=KFBI*(1/A(1))‐KFBO*A(2) 

 

$ERROR (OBSERVATION ONLY) 

;==================================== BREAKPOINTS =====================================  

BP1=10080 

BP2=BP1+360 

BP3=BP2+360 

BP4=BP3+360 

BP5=BP4+360 

BP6=BP5+360 

BP7=BP6+360 

BP8=BP7+360 

BP9=BP8+360 

BP10=BP9+360 

BP11=BP10+360 

BP12=BP11+360 

 

REC= A(1) 

FDB= A(2) 

EFFZ=A(1)**E1 

 

B1=THETA(5) 

KON1=THETA(6) 

KRE1=THETA(7) 

MET1=0 

IF (EPOC.GE.BP3) THEN 

MET1=‐B1*(EXP(‐KON1*(EPOC‐BP3))‐EXP(‐KRE1*(EPOC‐BP3))) 

ENDIF 

EFFM=1+MET1 

Page 110: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 4 

140  

 

 

;============================= Logit NG1 (NREMAWAKE) ===============================  NG11=(EFFZ*EFFM)*(1.75) 

NG12=(EFFZ*EFFM)*(3.34+ETA(1)) 

NG13=(EFFZ*EFFM)*(2.19+ETA(2)) 

NG14=(EFFZ*EFFM)*(2.05+ETA(3)) 

NG15=(EFFZ*EFFM)*(2.23+ETA(4)) 

NG16=(EFFZ*EFFM)*(1.84+ETA(5)) 

NG17=(EFFZ*EFFM)*(2.05+ETA(6)) 

NG18=(EFFZ*EFFM)*(4.06+ETA(7)) 

NG19=(EFFZ*EFFM)*(2.86+ETA(8)) 

NG110=(EFFZ*EFFM)*(0.974+ETA(9)) 

NG111=(EFFZ*EFFM)*(1.10) 

NG112=(EFFZ*EFFM)*(1.25+ETA(10)) 

;=============================== Logit NG2 (NREMNREM) ===============================  NG21=(3.51) 

NG22=(4.37) 

NG23=(3.71) 

NG24=(3.47) 

NG25=(3.74) 

NG26=(3.26) 

NG27=(3.56) 

NG28=(4.91) 

NG29=(4.51) 

NG210=(3.69) 

NG211=(3.39) 

NG212=(3.02) 

;================ Individual Value of the Logits at the specific observation EPOC ================ 

NG1=NG11 

NG2=NG21 

 

;= Linear Regression of Logits at a specific observation EPOC between the two adjacent Break‐Points = 

 

IF (EPOC.GT.BP1.AND.EPOC.LE.BP2) THEN 

 NG1=NG11*(BP2‐EPOC)/(BP2‐BP1)+NG12*(EPOC‐BP1)/(BP2‐BP1) 

 NG2=NG21*(BP2‐EPOC)/(BP2‐BP1)+NG22*(EPOC‐BP1)/(BP2‐BP1) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP2.AND.EPOC.LE.BP3) THEN 

 NG1=NG12*(BP3‐EPOC)/(BP3‐BP2)+NG13*(EPOC‐BP2)/(BP3‐BP2) 

 NG2=NG22*(BP3‐EPOC)/(BP3‐BP2)+NG23*(EPOC‐BP2)/(BP3‐BP2) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP3.AND.EPOC.LE.BP4) THEN 

 NG1=NG13*(BP4‐EPOC)/(BP4‐BP3)+NG14*(EPOC‐BP3)/(BP4‐BP3) 

 NG2=NG23*(BP4‐EPOC)/(BP4‐BP3)+NG24*(EPOC‐BP3)/(BP4‐BP3) 

ENDIF 

Page 111: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 4 

141  

 

 

IF (EPOC.GT.BP4.AND.EPOC.LE.BP5) THEN 

 NG1=NG14*(BP5‐EPOC)/(BP5‐BP4)+NG15*(EPOC‐BP4)/(BP5‐BP4) 

 NG2=NG24*(BP5‐EPOC)/(BP5‐BP4)+NG25*(EPOC‐BP4)/(BP5‐BP4) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP5.AND.EPOC.LE.BP6) THEN 

 NG1=NG15*(BP6‐EPOC)/(BP6‐BP5)+NG16*(EPOC‐BP5)/(BP6‐BP5) 

 NG2=NG25*(BP6‐EPOC)/(BP6‐BP5)+NG26*(EPOC‐BP5)/(BP6‐BP5) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP6.AND.EPOC.LE.BP7) THEN 

 NG1=NG16*(BP7‐EPOC)/(BP7‐BP6)+NG17*(EPOC‐BP6)/(BP7‐BP6) 

 NG2=NG26*(BP7‐EPOC)/(BP7‐BP6)+NG27*(EPOC‐BP6)/(BP7‐BP6) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP7.AND.EPOC.LE.BP8) THEN 

 NG1=NG17*(BP8‐EPOC)/(BP8‐BP7)+NG18*(EPOC‐BP7)/(BP8‐BP7) 

 NG2=NG27*(BP8‐EPOC)/(BP8‐BP7)+NG28*(EPOC‐BP7)/(BP8‐BP7) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP8.AND.EPOC.LE.BP9) THEN 

 NG1=NG18*(BP9‐EPOC)/(BP9‐BP8)+NG19*(EPOC‐BP8)/(BP9‐BP8) 

 NG2=NG28*(BP9‐EPOC)/(BP9‐BP8)+NG29*(EPOC‐BP8)/(BP9‐BP8) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP9.AND.EPOC.LE.BP10) THEN 

 NG1=NG19*(BP10‐EPOC)/(BP10‐BP9)+NG110*(EPOC‐BP9)/(BP10‐BP9) 

 NG2=NG29*(BP10‐EPOC)/(BP10‐BP9)+NG210*(EPOC‐BP9)/(BP10‐BP9) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP10.AND.EPOC.LE.BP11) THEN 

 NG1=NG110*(BP11‐EPOC)/(BP11‐BP10)+NG111*(EPOC‐BP10)/(BP11‐BP10) 

 NG2=NG210*(BP11‐EPOC)/(BP11‐BP10)+NG211*(EPOC‐BP10)/(BP11‐BP10) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP11.AND.EPOC.LE.BP12) THEN 

 NG1=NG111*(BP12‐EPOC)/(BP12‐BP11)+NG112*(EPOC‐BP11)/(BP12‐BP11) 

 NG2=NG211*(BP12‐EPOC)/(BP12‐BP11)+NG212*(EPOC‐BP11)/(BP12‐BP11) 

ENDIF 

 

;========= Inverse‐Logit in order to calculate de Transition Probability from NREM state to ======== 

 

; ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐> AWAKE: PAW 

NPAW=EXP(NG1)/(1+EXP(NG1)+EXP(NG2)) 

; ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐> NREM: PNR 

NPNR=EXP(NG2)/(1+EXP(NG1)+EXP(NG2)) 

Page 112: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 4 

142  

 

 

; ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐> REM: PRE 

NPRE=1/(1+EXP(NG1)+EXP(NG2))  

 

 

; Likelihood  

; Names in data file AWK NREM REM  

 

Y=NPAW*AWK+NPNR*NREM+NPRE*REM 

 

 

$THETA (0,0.00442,0.01)    ;KREI 

$THETA (0,0.0001,0.005)    ;KFBI 

$THETA  0.1                          ;E1 

$THETA (0,0.508)                 ;KCP 

$THETA  14.1                        ;B1 

$THETA (0,0.00241)             ;KON1 

$THETA (0,0.00250)             ;KRE1 

  

$OMEGA 0.258 FIX  

$OMEGA 0.397 FIX 

$OMEGA 0.317 FIX 

$OMEGA 0.557 FIX 

$OMEGA 0.235 FIX 

$OMEGA 0.374 FIX 

$OMEGA 0.301 FIX 

$OMEGA 0.288 FIX 

$OMEGA 0.270 FIX 

$OMEGA 0.279 FIX                ;From NREM 

 

 

$ESTIMATION MAXEVAL=9999 NUMERICAL METHOD=COND LAPLACE LIKE CENTERING PRINT=2 

MSFO=msfocp 

 

$COVARIANCE MATRIX=R PRINT=E  

 

$TABLE  ID  EPOC  NPAW  NPNR  NPRE  EFFZ  EFFM  REC  FDB  DOSE  ONEHEADER  NOPRINT 

FILE=sdtabNRPV_DAY2FarmacoCP 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 113: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 4 

143  

 

 

SIMULATION OF DRUG EFFECT MODEL 

 

 

;$SIZES LTH=70 LVR=70 NO=5000 LNP4=2000 MAXIDS=20000 LIM1=5000 LIM2=5000 LIM3=200  

LIM4=50 LIM5=200 LIM6=5000                                       ; This option is only for implemented in Nonmem 7.2 

 

;========================================================================================  

;                                                Description: SIMULATION ZOLPIDEM  DAY TWO   

;======================================================================================== 

$PROB Simulation Drug 

$INPUT ID DV EPOC=TIME CP 

;‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ INFORMATION ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 

; 1 EPOCH = 10 SEC  

; Thus 12 hours= 4320 Epochs  

; Hour 28 starts at epoch 10080 

; Hour 40 (28+12) finish epoch 14400 

 

$DATA Sim_Day2CP.csv 

 

$SUBS ADVAN6 TOL=5 

 

$MODEL 

COMP(REC) ;Receptor 

COMP(FDB) ;Feedback 

 

$PK 

;========================= Parameters, Variables & Initial Conditions  ======================== 

KREI=THETA(1) 

KFBI=THETA(2) 

E1=THETA(3) 

KCP=THETA(4) 

 

CPEF=KCP/(KCP+CP) 

REC0=1 

FDB0=1 

KREO=KREI*FDB0/REC0 ;KREO=KREI since REC0=FDB0=1 

KFBO=KFBI*REC0/FDB0 ;KFBO=KFBI since REC0=FDB0=1 

 

A_0(1)=1 

A_0(2)=1 

;===================================== MODEL ==========================================  

$DES 

DADT(1)=A(2)*KREI*CPEF‐KREO*A(1) 

DADT(2)=KFBI*(1/A(1))‐KFBO*A(2) 

Page 114: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 4 

144  

 

 

$ERROR (OBSERVATION ONLY) 

 

; ======================== Creation of PDV (Previous Dependent Value)  ======================= 

IF (NEWIND.NE.2) PSDV=1 

;Update PDV 

PDV=PSDV 

 

REC=A(1) 

FDB=A(2) 

EFF1=A(1)**E1 

EFF2=1 

;==================================== BREAKPOINTS =====================================  

BP1=10080 

BP2=BP1+360 

BP3=BP2+360 

BP4=BP3+360 

BP5=BP4+360 

BP6=BP5+360 

BP7=BP6+360 

BP8=BP7+360 

BP9=BP8+360 

BP10=BP9+360 

BP11=BP10+360 

BP12=BP11+360‐1  

;======================== Logit AG1 (AWAKEAWAKE); +ETA(1) ===========================  AG11=4.58 

AG12=5.68+ETA(1) 

AG13=4.87+ETA(2) 

AG14=5.20+ETA(3) 

AG15=4.94+ETA(4) 

AG16=4.74+ETA(5) 

AG17=4.96+ETA(6) 

AG18=6.34+ETA(7) 

AG19=5.43+ETA(8) 

AG110=2.47 

AG111=3.29 

AG112=4.04+ETA(9) 

;========================= Logit AG2 (AWAKENREM); +ETA(1) ===========================  AG21=2.67+ETA(10) 

AG22=2.93 

AG23=3.31 

AG24=2.81 

AG25=3.05+ETA(11) 

AG26=2.83 

AG27=2.94+ETA(12) 

AG28=3.99 

Page 115: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 4 

145  

 

 

AG29=2.90 

AG210=2.18 

AG211=2.33 

AG212=2.20+ETA(13) 

;======================== Logit NG1 (NREMAWAKE); +ETA(1) ============================  NG11=EFF1*(1.75) 

NG12=EFF1*(3.34+ETA(14)) 

NG13=EFF1*(2.19+ETA(15)) 

NG14=EFF1*(2.05+ETA(16)) 

NG15=EFF1*(2.23+ETA(17)) 

NG16=EFF1*(1.84+ETA(18)) 

NG17=EFF1*(2.05+ETA(19)) 

NG18=EFF1*(4.06+ETA(20)) 

NG19=EFF1*(2.86+ETA(21)) 

NG110=EFF1*(0.974+ETA(22)) 

NG111=EFF1*(1.10) 

NG112=EFF1*(1.25+ETA(23)) 

;========================== Logit NG2 (NREMNREM); +ETA(1) ============================  NG21=EFF2*(3.51) 

NG22=EFF2*(4.37) 

NG23=EFF2*(3.71) 

NG24=EFF2*(3.47) 

NG25=EFF2*(3.74) 

NG26=EFF2*(3.26) 

NG27=EFF2*(3.56) 

NG28=EFF2*(4.91) 

NG29=EFF2*(4.51) 

NG210=EFF2*(3.69) 

NG211=EFF2*(3.39) 

NG212=EFF2*(3.02) 

;========================== Logit RG1 (REMAWAKE); +ETA(1) ============================  RG11=‐1.46 

RG12=‐0.973 

RG13=‐1.25 

RG14=‐1.04 

RG15=‐1.17 

RG16=‐1.27 

RG17=‐0.821 

RG18=‐1.01 

RG19=‐0.899 

RG110=‐1.57+ETA(24) 

RG111=‐1.28 

RG112=‐1.14 

;=========================== Logit RG2 (REMNREM); +ETA(1) =============================  RG21=‐3.09+ETA(25) 

RG22=‐2.87+ETA(26) 

Page 116: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 4 

146  

 

 

RG23=‐3.63 

RG24=‐3.29 

RG25=‐3.43 

RG26=‐2.86 

RG27=‐3.56+ETA(27) 

RG28=‐2.29+ETA(28) 

RG29=‐3.97 

RG210=‐2.86 

RG211=‐2.92+ETA(29) 

RG212=‐3+ETA(30) 

;================= Individual Value of the Logits at the specific observation EPOC =============== 

AG1=AG11 

AG2=AG21 

 

NG1=NG11 

NG2=NG21 

 

RG1=RG11 

RG2=RG21 

 

;= Linear Regression of Logits at a specific observation EPOC between the two adjacent Break‐Points = 

 

IF (EPOC.GT.BP1.AND.EPOC.LE.BP2) THEN 

 AG1=AG11*(BP2‐EPOC)/(BP2‐BP1)+AG12*(EPOC‐BP1)/(BP2‐BP1) 

 AG2=AG21*(BP2‐EPOC)/(BP2‐BP1)+AG22*(EPOC‐BP1)/(BP2‐BP1) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP2.AND.EPOC.LE.BP3) THEN 

 AG1=AG12*(BP3‐EPOC)/(BP3‐BP2)+AG13*(EPOC‐BP2)/(BP3‐BP2) 

 AG2=AG22*(BP3‐EPOC)/(BP3‐BP2)+AG23*(EPOC‐BP2)/(BP3‐BP2) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP3.AND.EPOC.LE.BP4) THEN 

 AG1=AG13*(BP4‐EPOC)/(BP4‐BP3)+AG14*(EPOC‐BP3)/(BP4‐BP3) 

 AG2=AG23*(BP4‐EPOC)/(BP4‐BP3)+AG24*(EPOC‐BP3)/(BP4‐BP3) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP4.AND.EPOC.LE.BP5) THEN 

 AG1=AG14*(BP5‐EPOC)/(BP5‐BP4)+AG15*(EPOC‐BP4)/(BP5‐BP4) 

 AG2=AG24*(BP5‐EPOC)/(BP5‐BP4)+AG25*(EPOC‐BP4)/(BP5‐BP4) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP5.AND.EPOC.LE.BP6) THEN 

 AG1=AG15*(BP6‐EPOC)/(BP6‐BP5)+AG16*(EPOC‐BP5)/(BP6‐BP5) 

 AG2=AG25*(BP6‐EPOC)/(BP6‐BP5)+AG26*(EPOC‐BP5)/(BP6‐BP5) 

ENDIF 

Page 117: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 4 

147  

 

 

IF (EPOC.GT.BP6.AND.EPOC.LE.BP7) THEN 

 AG1=AG16*(BP7‐EPOC)/(BP7‐BP6)+AG17*(EPOC‐BP6)/(BP7‐BP6) 

 AG2=AG26*(BP7‐EPOC)/(BP7‐BP6)+AG27*(EPOC‐BP6)/(BP7‐BP6) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP7.AND.EPOC.LE.BP8) THEN 

 AG1=AG17*(BP8‐EPOC)/(BP8‐BP7)+AG18*(EPOC‐BP7)/(BP8‐BP7) 

 AG2=AG27*(BP8‐EPOC)/(BP8‐BP7)+AG28*(EPOC‐BP7)/(BP8‐BP7) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP8.AND.EPOC.LE.BP9) THEN 

 AG1=AG18*(BP9‐EPOC)/(BP9‐BP8)+AG19*(EPOC‐BP8)/(BP9‐BP8) 

 AG2=AG28*(BP9‐EPOC)/(BP9‐BP8)+AG29*(EPOC‐BP8)/(BP9‐BP8) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP9.AND.EPOC.LE.BP10) THEN 

 AG1=AG19*(BP10‐EPOC)/(BP10‐BP9)+AG110*(EPOC‐BP9)/(BP10‐BP9) 

 AG2=AG29*(BP10‐EPOC)/(BP10‐BP9)+AG210*(EPOC‐BP9)/(BP10‐BP9) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP10.AND.EPOC.LE.BP11) THEN 

 AG1=AG110*(BP11‐EPOC)/(BP11‐BP10)+AG111*(EPOC‐BP10)/(BP11‐BP10) 

 AG2=AG210*(BP11‐EPOC)/(BP11‐BP10)+AG211*(EPOC‐BP10)/(BP11‐BP10) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP11.AND.EPOC.LE.BP12) THEN 

 AG1=AG111*(BP12‐EPOC)/(BP12‐BP11)+AG112*(EPOC‐BP11)/(BP12‐BP11) 

 AG2=AG211*(BP12‐EPOC)/(BP12‐BP11)+AG212*(EPOC‐BP11)/(BP12‐BP11) 

ENDIF 

 

;= Linear Regression of Logits at a specific observation EPOC between the two adjacent Break‐Points = 

 

IF (EPOC.GT.BP1.AND.EPOC.LE.BP2) THEN 

 NG1=NG11*(BP2‐EPOC)/(BP2‐BP1)+NG12*(EPOC‐BP1)/(BP2‐BP1) 

 NG2=NG21*(BP2‐EPOC)/(BP2‐BP1)+NG22*(EPOC‐BP1)/(BP2‐BP1) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP2.AND.EPOC.LE.BP3) THEN 

 NG1=NG12*(BP3‐EPOC)/(BP3‐BP2)+NG13*(EPOC‐BP2)/(BP3‐BP2) 

 NG2=NG22*(BP3‐EPOC)/(BP3‐BP2)+NG23*(EPOC‐BP2)/(BP3‐BP2) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP3.AND.EPOC.LE.BP4) THEN 

 NG1=NG13*(BP4‐EPOC)/(BP4‐BP3)+NG14*(EPOC‐BP3)/(BP4‐BP3) 

 NG2=NG23*(BP4‐EPOC)/(BP4‐BP3)+NG24*(EPOC‐BP3)/(BP4‐BP3) 

ENDIF 

Page 118: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 4 

148  

 

 

IF (EPOC.GT.BP4.AND.EPOC.LE.BP5) THEN 

 NG1=NG14*(BP5‐EPOC)/(BP5‐BP4)+NG15*(EPOC‐BP4)/(BP5‐BP4) 

NG2=NG24*(BP5‐EPOC)/(BP5‐BP4)+NG25*(EPOC‐BP4)/(BP5‐BP4) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP5.AND.EPOC.LE.BP6) THEN 

 NG1=NG15*(BP6‐EPOC)/(BP6‐BP5)+NG16*(EPOC‐BP5)/(BP6‐BP5) 

 NG2=NG25*(BP6‐EPOC)/(BP6‐BP5)+NG26*(EPOC‐BP5)/(BP6‐BP5) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP6.AND.EPOC.LE.BP7) THEN 

 NG1=NG16*(BP7‐EPOC)/(BP7‐BP6)+NG17*(EPOC‐BP6)/(BP7‐BP6) 

 NG2=NG26*(BP7‐EPOC)/(BP7‐BP6)+NG27*(EPOC‐BP6)/(BP7‐BP6) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP7.AND.EPOC.LE.BP8) THEN 

 NG1=NG17*(BP8‐EPOC)/(BP8‐BP7)+NG18*(EPOC‐BP7)/(BP8‐BP7) 

 NG2=NG27*(BP8‐EPOC)/(BP8‐BP7)+NG28*(EPOC‐BP7)/(BP8‐BP7) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP8.AND.EPOC.LE.BP9) THEN 

 NG1=NG18*(BP9‐EPOC)/(BP9‐BP8)+NG19*(EPOC‐BP8)/(BP9‐BP8) 

 NG2=NG28*(BP9‐EPOC)/(BP9‐BP8)+NG29*(EPOC‐BP8)/(BP9‐BP8) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP9.AND.EPOC.LE.BP10) THEN 

 NG1=NG19*(BP10‐EPOC)/(BP10‐BP9)+NG110*(EPOC‐BP9)/(BP10‐BP9) 

 NG2=NG29*(BP10‐EPOC)/(BP10‐BP9)+NG210*(EPOC‐BP9)/(BP10‐BP9) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP10.AND.EPOC.LE.BP11) THEN 

 NG1=NG110*(BP11‐EPOC)/(BP11‐BP10)+NG111*(EPOC‐BP10)/(BP11‐BP10) 

 NG2=NG210*(BP11‐EPOC)/(BP11‐BP10)+NG211*(EPOC‐BP10)/(BP11‐BP10) 

ENDIF. 

 

IF (EPOC.GT.BP11.AND.EPOC.LE.BP12) THEN 

 NG1=NG111*(BP12‐EPOC)/(BP12‐BP11)+NG112*(EPOC‐BP11)/(BP12‐BP11) 

 NG2=NG211*(BP12‐EPOC)/(BP12‐BP11)+NG212*(EPOC‐BP11)/(BP12‐BP11) 

ENDIF 

 

;= Linear Regression of Logits at a specific observation EPOC between the two adjacent Break‐Points = 

 

IF (EPOC.GT.BP1.AND.EPOC.LE.BP2) THEN 

 RG1=RG11*(BP2‐EPOC)/(BP2‐BP1)+RG12*(EPOC‐BP1)/(BP2‐BP1) 

 RG2=RG21*(BP2‐EPOC)/(BP2‐BP1)+RG22*(EPOC‐BP1)/(BP2‐BP1) 

ENDIF 

Page 119: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 4 

149  

 

 

IF (EPOC.GT.BP2.AND.EPOC.LE.BP3) THEN 

 RG1=RG12*(BP3‐EPOC)/(BP3‐BP2)+RG13*(EPOC‐BP2)/(BP3‐BP2) 

RG2=RG22*(BP3‐EPOC)/(BP3‐BP2)+RG23*(EPOC‐BP2)/(BP3‐BP2) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP3.AND.EPOC.LE.BP4) THEN 

 RG1=RG13*(BP4‐EPOC)/(BP4‐BP3)+RG14*(EPOC‐BP3)/(BP4‐BP3) 

 RG2=RG23*(BP4‐EPOC)/(BP4‐BP3)+RG24*(EPOC‐BP3)/(BP4‐BP3) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP4.AND.EPOC.LE.BP5) THEN 

 RG1=RG14*(BP5‐EPOC)/(BP5‐BP4)+RG15*(EPOC‐BP4)/(BP5‐BP4) 

 RG2=RG24*(BP5‐EPOC)/(BP5‐BP4)+RG25*(EPOC‐BP4)/(BP5‐BP4) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP5.AND.EPOC.LE.BP6) THEN 

 RG1=RG15*(BP6‐EPOC)/(BP6‐BP5)+RG16*(EPOC‐BP5)/(BP6‐BP5) 

 RG2=RG25*(BP6‐EPOC)/(BP6‐BP5)+RG26*(EPOC‐BP5)/(BP6‐BP5) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP6.AND.EPOC.LE.BP7) THEN 

 RG1=RG16*(BP7‐EPOC)/(BP7‐BP6)+RG17*(EPOC‐BP6)/(BP7‐BP6) 

 RG2=RG26*(BP7‐EPOC)/(BP7‐BP6)+RG27*(EPOC‐BP6)/(BP7‐BP6) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP7.AND.EPOC.LE.BP8) THEN 

 RG1=RG17*(BP8‐EPOC)/(BP8‐BP7)+RG18*(EPOC‐BP7)/(BP8‐BP7) 

 RG2=RG27*(BP8‐EPOC)/(BP8‐BP7)+RG28*(EPOC‐BP7)/(BP8‐BP7) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP8.AND.EPOC.LE.BP9) THEN 

 RG1=RG18*(BP9‐EPOC)/(BP9‐BP8)+RG19*(EPOC‐BP8)/(BP9‐BP8) 

 RG2=RG28*(BP9‐EPOC)/(BP9‐BP8)+RG29*(EPOC‐BP8)/(BP9‐BP8) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP9.AND.EPOC.LE.BP10) THEN 

 RG1=RG19*(BP10‐EPOC)/(BP10‐BP9)+RG110*(EPOC‐BP9)/(BP10‐BP9) 

 RG2=RG29*(BP10‐EPOC)/(BP10‐BP9)+RG210*(EPOC‐BP9)/(BP10‐BP9) 

ENDIF 

 

IF (EPOC.GT.BP10.AND.EPOC.LE.BP11) THEN 

 RG1=RG110*(BP11‐EPOC)/(BP11‐BP10)+RG111*(EPOC‐BP10)/(BP11‐BP10) 

 RG2=RG210*(BP11‐EPOC)/(BP11‐BP10)+RG211*(EPOC‐BP10)/(BP11‐BP10) 

ENDIF 

 

 

Page 120: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 4 

150  

 

 

IF (EPOC.GT.BP11.AND.EPOC.LE.BP12) THEN 

 RG1=RG111*(BP12‐EPOC)/(BP12‐BP11)+RG112*(EPOC‐BP11)/(BP12‐BP11) 

 RG2=RG211*(BP12‐EPOC)/(BP12‐BP11)+RG212*(EPOC‐BP11)/(BP12‐BP11) 

ENDIF 

 

;======== Inverse‐Logit in order to calculate de Transition Probability from AWAKE state to ======= 

 

; ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐> AWAKE: PAW 

APAW=EXP(AG1)/(1+EXP(AG1)+EXP(AG2)) 

; ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐> NREM: PNR 

APNR=EXP(AG2)/(1+EXP(AG1)+EXP(AG2)) 

; ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐> REM: PRE 

APRE=1/(1+EXP(AG1)+EXP(AG2))  

 

;======== Inverse‐Logit in order to calculate de Transition Probability from NREM state to ======== 

 

; ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐> AWAKE: PAW 

NPAW=EXP(NG1)/(1+EXP(NG1)+EXP(NG2)) 

; ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐> NREM: PNR 

NPNR=EXP(NG2)/(1+EXP(NG1)+EXP(NG2)) 

; ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐> REM: PRE 

NPRE=1/(1+EXP(NG1)+EXP(NG2))  

 

;========= Inverse‐Logit in order to calculate de Transition Probability from REM state to  ======== 

 

; ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐> AWAKE: PAW 

RPAW=EXP(RG1)/(1+EXP(RG1)+EXP(RG2)) 

; ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐> NREM: PNR 

RPNR=EXP(RG2)/(1+EXP(RG1)+EXP(RG2)) 

; ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐> REM: PRE 

RPRE=1/(1+EXP(RG1)+EXP(RG2))  

 

;============================== LIMITES OF DISCRETIZATION ============================ 

;================= From AWAKE at limit_AWtoAW(1) will be used for the hour 1 ================ 

AL1=APAW; 

AL2=APAW+APNR; 

;‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ NOTE: AWAKEtoAWAKE+AWAKEtoNR+AWAKEtoRE=1 ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 

; From NREM 

NL1=NPAW; 

NL2=NPAW+NPNR; 

 

; From REM.  

RL1=RPAW; 

RL2=RPAW+RPNR; 

;=================================== SIMULATION BLOCK =============================== 

IF (ICALL.EQ.4) THEN                    ; Begining of the simulation 

Page 121: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 4 

151  

 

 

  CALL RANDOM (2,R)        ; Rand number in[0,1[ 

 

  IF (PDV.EQ.1) THEN 

 

    IF (R.LT.AL1) THEN 

      DV=1 

 

    ELSEIF (R.LT.AL2) THEN 

 

      DV=2 

    ELSE 

      DV=3 

    ENDIF 

  ELSEIF (PDV.EQ.2) THEN 

    IF (R.LT.NL1) THEN 

      DV=1 

    ELSEIF (R.LT.NL2) THEN 

      DV=2 

    ELSE 

      DV=3 

    ENDIF 

  ELSEIF (PDV.EQ.3) THEN 

    IF (R.LT.RL1) THEN 

      DV=1 

    ELSEIF (R.LT.RL2) THEN 

      DV=2 

    ELSE 

      DV=3 

    ENDIF 

  ENDIF 

   

ENDIF 

PSDV=DV 

 

NSIM=IREP 

 

 

$THETA 0.00436         ;KREI 

$THETA 0.000069       ;KFBI 

$THETA 0.146             ;E1 

$THETA 0.566             ;KCP 

 

 

 

 

 

Page 122: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 4 

152  

 

 

$OMEGA 0.287  0.642  1.12  0.512  0.687  0.748  0.315  1.06  3.82  0.225  0.209  0.337  0.791     ;From AWAKE 

$OMEGA 0.258  0.397  0.317  0.557  0.235  0.374  0.301  0.288  0.270  0.279                                  ;From NREM 

$OMEGA 0.436  0.378  0.481  0.565  3.15  0.613  1.62                                                                       ;From REM 

 

$SIMULATION (55555) SUBPROBLEMS=200 (678910 UNIFORM) ONLYSIM NOPRED 

   

$TABLE NSIM ID EPOC DV PDV PSDV APAW APNR APRE NPAW NPNR NPRE RPAW RPNR RPRE CP 

EFF1 NOHEADER NOAPPEND NOPRINT FILE=SIM_DAY2Farmaco2 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 123: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 5 

153  

 

APPENDIX 5

SCRIPTS: INPUT FILES FOR MATLAB  

DESCRIPTORS OF SLEEP 

1. PERCENTAGE OF SLEEP STAGES 

‐ All groups  

%Load data set 

%Rename of datasets  

Bas_data=Name of dataset;             % Baseline Dataset                                          Vec_data=Name of dataset; % Methylcellulose Dataset 

Drug1_data=Name of dataset; % Zolpidem 10 mg Dataset 

Drug2_data=Name of dataset; % Zolpidem 20 mg Dataset 

Drug3_data=Name of dataset; % Zolpidem 30 mg Dataset 

 

%COLUMNS OF DATASET 

%STD=ID STT=DV TIME EPOCH AWPV NRPV REPV AWK NREM REM  

 

ListRatsBas=unique(Bas_data(:,1));         % Select the number of the ID for each rats. 

ListRatsVec=unique(Vec_data(:,1)); 

ListRatsDrug1=unique(Drug1_data(:,1)); 

ListRatsDrug2=unique(Drug2_data(:,1)); 

ListRatsDrug3=unique(Drug3_data(:,1)); 

 

numObs=360;                                               % 60min=3600sec, 360 observations per window. 

studyTime=4320;                                         % 12hrs=43200sec, 4320 observations in 12 hours.   

for i=1:length(ListRatsBas)                         % For each rata 

                                                                        % Load rat i 

Bas_rat=Bas_data(find(Bas_data(:,1)==ListRatsBas(i)),:); 

Vec_rat=Vec_data(find(Vec_data(:,1)==ListRatsVec (i)),:); 

Drug1_rat= Drug1_data(find(Drug1_data(:,1)==ListRatsDrug1(i)),:); 

Drug2_rat= Drug2_data(find(Drug2_data(:,1)==ListRatsDrug2(i)),:); 

Drug3_rat= Drug3_data(find(Drug3_data(:,1)==ListRatsDrug3(i)),:); 

                                                                          

k=1;                                                                 % Initialization  k (K identifies the window) 

for c=1:numObs:(4320‐numObs)                % Load the states of the corresponding window of the animal i.  

 

 

 

Page 124: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 5 

154  

 

 

Bas_windo=Bas_rat(c:(c+360‐1),2);              % BASELINE PERIOD Bas_perc1(i,k)=numel(find(Bas_windo==1))*100/numObs;  % Percentage of Percentile for AWAKE=1       

Bas_perc2(i,k)=numel(find(Bas_windo==2))*100/numObs;  % Percentage of Percentile for NREM=2 

Bas_perc3(i,k)=numel(find(Bas_windo==3))*100/numObs;  % Percentage of Percentile for REM=3 

 

         

Vec_windo=Vec_rat(c:(c+360‐1),2);             % VEHICLE‐METHYLCELLULOSE PERIOD Vec_perc1(i,k)=numel(find(Vec_windo==1))*100/numObs;  % Percentage of Percentile for AWAKE=1 

Vec_perc2(i,k)=numel(find(Vec_windo==2))*100/numObs;  % Percentage of Percentile for NREM=2 

Vec _perc3(i,k)=numel(find(Vec_windo==3))*100/numObs; % Percentage of Percentile for REM=3 

 

 

Drug1_windo= Drug1_rat(c:(c+360‐1),2);   % DRUG 1 PERIOD Drug1_perc1(i,k)=numel(find(Drug1_windo==1))*100/numObs;  

                                                                                                         % Percentage of Percentile for AWAKE=1 

Drug1_perc2(i,k)=numel(find(Drug1_windo==2))*100/numObs;  

                                                                                                         % Percentage of Percentile for NREM=2 

Drug1_perc3(i,k)=numel(find(Drug1_windo==3))*100/numObs; 

                                                                                                         % Percentage of Percentile for REM=3 

 

Drug2_windo= Drug2_rat(c:(c+360‐1),2);   % DRUG2 PERIOD Drug2_perc1(i,k)=numel(find(Drug2_windo==1))*100/numObs;  

                                                                                                          % Percentage of Percentile for AWAKE=1 

Drug2_perc2(i,k)=numel(find(Drug2_windo==2))*100/numObs;  

                                                                                                          % Percentage of Percentile for NREM=2 

Drug2_perc3(i,k)=numel(find(Drug2_windo==3))*100/numObs;  

                                                                                                          % Percentage of Percentile for REM=3 

 

Drug3_windo= Drug3_rat(c:(c+360‐1),2);    % DRUG3 PERIOD Drug3_perc1(i,k)=numel(find(Drug3_windo==1))*100/numObs;  

                                                                                                          % Percentage of Percentile for AWAKE=1 

Drug3_perc2(i,k)=numel(find(Drug3_windo==2))*100/numObs;  

                                                                                                          % Percentage of Percentile for NREM=2 

Drug3_perc3(i,k)=numel(find(Drug3_windo==3))*100/numObs;  

                                                                                                          % Percentage of Percentile for REM=3 

        k=k+1; 

    end 

end 

 

Bas_mean1=mean(Bas_perc1);                                                       % Calculated the mean  

Bas_mean2=mean(Bas_perc2); 

Bas_mean3=mean(Bas_perc3); 

Vec_mean1=mean(Vec_perc1); 

Vec_mean2=mean(Vec_perc2); 

Vec_mean3=mean(Vec_perc3); 

 

Page 125: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 5 

155  

 

 

Drug1_mean1=mean(Drug1_perc1); 

Drug1_mean2=mean(Drug1_perc2); 

Drug1_mean3=mean(Drug3_perc3); 

Drug2_mean1=mean(Drug2_perc1); 

Drug2_mean2=mean(Drug2_perc2); 

Drug2_mean3=mean(Drug2_perc3); 

Drug3_mean1=mean(Drug3_perc1); 

Drug3_mean2=mean(Drug3_perc2); 

Drug3_mean3=mean(Drug3_perc3); 

 

 

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% 

%                                                                                    PLOTS 

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% 

 

%Xaxis=[4:16]                         Axis % plot x,y,ʹLineWidthʹ,2       Line sizes number 2 

%ʹ‐‐ʹ                                          Dashed line % ʹColorʹ,[0 0.60 0]                 Color Codices   

subplot(1,3,1)                                                                         %  1 indicated the number of row, 3 indicated the 

number of columns and 1 indicated the position of plot.   

Xaxis=[4:16]; 

ylim([0,100])                                                                           % Limited of Y axis 

xlim([4,15])                                                                             % Limited of X axis 

plot(Xaxis,Bas_mean1,ʹ‐kʹ,ʹLineWidthʹ,2)                 

hold on                                                                                    % Plot mean of Baseline for AWAKE.   

                      

plot(Xaxis,Vec_mean1,ʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ,[0 0 1],ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                                    % Plot mean of Methylcellulose for AWAKE.    

 

plot(Xaxis,Drug1_mean1,ʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ,[1 0.800000011920929  0.800000011920929], ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                                    % Plot mean of Zolpidem(10 mg) for AWAKE.   

                                                                                         

plot(Xaxis,Drug2_mean1,ʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ,[0.400000005960464 0 0],ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                                    % Plot mean of Zolpidem(20 mg) for AWAKE.      

                                                                                      

plot(Xaxis,Drug3_mean1,ʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ,[1 0 0],ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                                    % Plot mean of Zolpidem(30 mg) for AWAKE.                                     

 

plot(Xaxis,Bas_perc1,ʹokʹ,ʹMarkerFaceColorʹ,ʹkʹ,ʹMarkerSizeʹ,2) 

hold on                                                                                    % Plot percentile of Baseline for AWAKE. 

 

plot(Xaxis,Vec_perc1,ʹokʹ,ʹMarkerFaceColorʹ,[0 0 1],ʹMarkerSizeʹ,2) 

                                                                                                  % Plot percentile of Methylcellulose for AWAKE. 

 

Page 126: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 5 

156  

 

 

plot(Xaxis,Drug1_perc1,ʹokʹ,ʹMarkerFaceColorʹ,[1 0.800000011920929 0.800000011920929] ,ʹMarkerSizeʹ ,2) 

hold on                                                                                   % Plot percentile of Zolpidem(10 mg) for AWAKE. 

 

plot(Xaxis,Drug2_perc1,ʹokʹ,ʹMarkerFaceColorʹ, [0.400000005960464 0 0],ʹMarkerSizeʹ,2) 

hold on                                                                                   % Plot percentile of Zolpidem (20 mg) for AWAKE. 

 

plot(Xaxis,Drug3_perc1,ʹokʹ,ʹMarkerFaceColorʹ, [1 0 0],ʹMarkerSizeʹ,2) 

hold on                                                                                   % Plot percentile of Zolpidem (30 mg) for AWAKE. 

 

 

subplot(1,3,2)                                                                         % Second plot, position 2.   ylim([0,100]) 

xlim([4,16]) 

plot(Xaxis,Bas_mean2,ʹ‐kʹ,ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                                   % Plot mean of Baseline for NREM. 

 

plot(Xaxis,Vec_mean2,ʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ,[0 0 1],ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                                   % Plot mean of Methylcellulose for NREM. 

 

plot(Xaxis,Drug1_mean2,ʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ,[1 0.800000011920929  0.800000011920929],ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                                   % Plot mean of Drug1 for NREM. 

 

plot(Xaxis,Drug2_mean2,ʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ, [0.400000005960464 0 0],ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                                   % Plot mean of Drug2 for NREM. 

 

plot(Xaxis,Drug3_mean2,ʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ, [1 0 0],ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                                   % Plot mean of Drug3 for NREM. 

 

plot(Xaxis,Bas_perc2,ʹokʹ,ʹMarkerFaceColorʹ,ʹkʹ,ʹMarkerSizeʹ,2) 

hold on                                                                                   % Plot percentile of Baseline for NREM. 

 

plot(Xaxis,Vec_perc2,ʹokʹ,ʹMarkerFaceColorʹ,[0 0 1],ʹMarkerSizeʹ,2) 

hold on                                                                                   % Plot percentile of Methylcellulose for NREM. 

 

plot(Xaxis,Drug1_perc2,ʹokʹ,ʹMarkerFaceColorʹ,[1 0.800000011920929  0.800000011920929] ,ʹMarkerSizeʹ,2) 

hold on                                                                                   % Plot percentile of Zolpidem(10 mg) for NREM. 

 

plot(Xaxis,Drug2_perc2,ʹokʹ,ʹMarkerFaceColorʹ,[0.400000005960464 0 0],ʹMarkerSizeʹ,2) 

hold on                                                                                   % Plot percentile of Zolpidem(20 mg) for NREM. 

 

plot(Xaxis,Drug3_perc2,ʹokʹ,ʹMarkerFaceColorʹ,[1 0 0],ʹMarkerSizeʹ,2) 

hold on                                                                                   % Plot percentile of Zolpidem(30 mg) for NREM. 

 

 Xlabel(ʹCircadian Timeʹ)                                                     % Label in X axis. 

 

Page 127: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 5 

157  

 

subplot(1,3,3)                                                                          % Third plot, position 3.   ylim([0,100]) 

xlim([4,16]) 

plot(Xaxis,Bas_mean3,ʹ‐kʹ,ʹLineWidthʹ,2)                           % Plot mean of Baseline for REM. 

hold on  

 

plot(Xaxis,Vec_mean3,ʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ,[0 0 1],ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                                     % Plot mean of Methylcellulose for REM. 

 

plot(Xaxis,Drug1_mean3,ʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ,[1 0.800000011920929  0.800000011920929],ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                                     % Plot mean of Zolpidem (10 mg) for REM. 

 

plot(Xaxis,Drug2_mean3,ʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ,[0.400000005960464 0 0],ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                                     % Plot mean of Zolpidem (20 mg) for REM. 

 

plot(Xaxis,Drug3_mean3,ʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ,[1 0 0],ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                                     % Plot mean of Zolpidem (30 mg) for REM. 

 

plot(Xaxis,Bas_perc3,ʹokʹ,ʹMarkerFaceColorʹ,ʹkʹ,ʹMarkerSizeʹ,2) 

hold on                                                                                      % Plot percentile of Baseline for REM. 

 

plot(Xaxis,Vec_perc3,ʹokʹ,ʹMarkerFaceColorʹ,[0 0 1],ʹMarkerSizeʹ,2) 

hold on                                                                                      % Plot percentile of Methylcellulose for REM. 

plot(Xaxis,Drug1_perc3,ʹokʹ,ʹMarkerFaceColorʹ,[1 0.800000011920929  0.800000011920929] ,ʹMarkerSizeʹ,2) 

hold on                                                                                      % Plot percentile of Zolpidem(10 mg) for REM. 

plot(Xaxis,Drug2_perc3,ʹokʹ,ʹMarkerFaceColorʹ,[0.400000005960464 0 0],ʹMarkerSizeʹ,2) 

hold on                                                                                      % Plot percentile of Zolpidem(20 mg)  REM. 

plot(Xaxis,Drug3_perc3,ʹokʹ,ʹMarkerFaceColorʹ,[1 0 0],ʹMarkerSizeʹ,2) 

                                                                                                    % Plot percentile of Zolpidem(30 mg)  REM. 

 

 

 

 

 

 

 

Page 128: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 5 

158  

 

DESCRIPTORS OF SLEEP 

2. TRANSITIONS PROBABILITIES 

2.1. From AWAKE  

‐ All groups   

%Load data set 

%Rename of datasets  

Bas_data=Name of dataset;                        % Baseline Dataset                                          Vec_data=Name of dataset;                        % Vehicle‐Methylcellulose Dataset 

Drug1_data= Name of dataset;                  % Zolpidem(10 mg) Dataset 

Drug2_data= Name of dataset;                  % Zolpidem(20 mg) Dataset 

Drug3_data= Name of dataset;                  % Zolpidem(30 mg) Dataset 

 

%COLUMNS OF DATASET  

%STD=ID STT=DV TIME EPOCH AWPV NRPV REPV AWK NREM REM  

 

ListRatsBas=unique(Bas_data(:,1));            % Select the number of the ID for each rats. 

ListRatsVec=unique(Vec_data(:,1)); 

ListRatsDrug1=unique(Drug1_data(:,1)); 

ListRatsDrug2=unique(Drug2_data(:,1)); 

ListRatsDrug3=unique(Drug3_data(:,1)); 

 

numObs=360;                                                  % 60min=3600sec, 360 observations per window. 

studyTime=4320;                                            % 12hrs=43200sec, 4320 observations in 12 hours. 

 

%%%Initialization of Baseline Bas_numelAWtoAW=zeros(length(ListRatsBas),4320/numObs); 

Bas_numelAWtoNR=zeros(length(ListRatsBas), 4320/numObs); 

Bas_numelAWtoRE=zeros(length(ListRatsBas), 4320/numObs); 

 

%%%Initialization of Vehicle‐Methylcellulose Vec_numelAWtoAW=zeros(length(ListRatsVec), 4320/numObs); 

Vec_numelAWtoNR=zeros(length(ListRatsVec), 4320/numObs); 

Vec_numelAWtoRE=zeros(length(ListRatsVec), 4320/numObs); 

  

%%%Initialization of Drug 1 Drug1_numelAWtoAW=zeros(length(ListRatsDrug1),4320/numObs); 

Drug1_numelAWtoNR=zeros(length(ListRatsDrug1), 4320/numObs); 

Drug1_numelAWtoRE=zeros(length(ListRatsDrug1), 4320/numObs); 

 

Page 129: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 5 

159  

 

%%%Initialization of Drug 2 Drug2_numelAWtoAW=zeros(length(ListRatsDrug2),4320/numObs); 

Drug2_numelAWtoNR=zeros(length(ListRatsDrug2), 4320/numObs); 

Drug2_numelAWtoRE=zeros(length(ListRatsDrug2), 4320/numObs); 

 

%%%Initialization of Drug 3 Drug3_numelAWtoAW=zeros(length(ListRatsDrug3),4320/numObs); 

Drug3_numelAWtoNR=zeros(length(ListRatsDrug3), 4320/numObs); 

Drug3_numelAWtoRE=zeros(length(ListRatsDrug3), 4320/numObs); 

 

 

% Transitions probabilities  

 

for i=1:length(listRatsBas)                       % For each rata 

                                                                     % Load rat i 

       Bas_rat=Bas_data(find(Bas_data(:,1)== ListRatsBas(i)),:); 

       Vec_rat=Vec_data(find(Vec_data(:,1)== ListRatsVec(i)),:); 

       Drug1_rat=Drug1_data(find(Drug1_data(:,1)== ListRatsDrug1(i)),:); 

       Drug2_rat=Drug2_data(find(Drug2_data(:,1)== ListRatsDrug2(i)),:); 

       Drug3_rat=Drug3_data(find(Drug3_data(:,1)== ListRatsDrug3(i)),:); 

 

 

                                                                       

        k=1;                                                       % Initialization k (K identifies the window)   

        for c=1:numObs:(4320‐numObs+1)         

                                                                      % If the window have 360 observations4320/360=12 window 

                                                                      % Calculation of Nº of transitions for all groups 

 

Bas_windo=Bas_rat(c:(c+360‐1),2); 

Vec_windo=Vec_rat(c:(c+360‐1),2); 

Drug1_windo=Drug1_rat(c:(c+360‐1),2); 

Drug2_windo=Drug2_rat(c:(c+360‐1),2); 

Drug3_windo=Drug3_rat(c:(c+360‐1),2); 

         

Bas_numelAWAKE=numel(find(Bas_windo==1));     %  All observations of AWAKE 

Vec_numelAWAKE=numel(find(Vec_windo==1));    %  All observations of AWAKE 

Drug1_numelAWAKE=numel(find(Drug1_windo==1));   

Drug2_numelAWAKE=numel(find(Drug2_windo==1));   

Drug2_numelAWAKE=numel(find(Drug2_windo==1));   

       

for j=1:numObs‐1 

      if Bas_windo(j)==1      

      if Bas_windo(j+1)==1 

          Bas_numelAWtoAW(i,k)=nansum([Bas_numelAWtoAW(i,k) 1],2); 

      elseif Bas_windo(j+1)==2 

Page 130: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 5 

160  

 

          Bas_numelAWtoNR(i,k)=nansum([Bas_numelAWtoNR(i,k) 1],2); 

      elseif Bas_windo(j+1)==3 

           Bas_numelAWtoRE(i,k)= nansum([Bas_numelAWtoRE(i,k) 1],2); 

                end  

          end 

             

        if Vec_windo(j)==1 

        if Vec_windo(j+1)==1 

            Vec_numelAWtoAW(i,k)=nansum([Vec_numelAWtoAW(i,k) 1],2); 

        elseif Vec_windo(j+1)==2 

            Vec_numelAWtoNR(i,k)=nansum([Vec_numelAWtoNR(i,k) 1],2); 

        elseif Vec_windo(j+1)==3 

            Vec_numelAWtoRE(i,k)= nansum([Vec_numelAWtoRE(i,k) 1],2); 

                end   

            end 

 

        if Drug1_windo(j)==1 

        if Drug1_windo(j+1)==1 

            Drug1_numelAWtoAW(i,k)=nansum([Drug1_numelAWtoAW(i,k) 1],2); 

        elseif Drug1_windo(j+1)==2 

            Drug1_numelAWtoNR(i,k)=nansum([Drug1_numelAWtoNR(i,k) 1],2); 

        elseif Drug1_windo(j+1)==3 

            Drug1_numelAWtoRE(i,k)= nansum([Drug1_numelAWtoRE(i,k) 1],2); 

                end   

            end 

 

        if Drug2_windo(j)==1 

        if Drug2_windo(j+1)==1 

            Drug2_numelAWtoAW(i,k)=nansum([Drug2_numelAWtoAW(i,k) 1],2); 

        elseif Drug2_windo(j+1)==2 

            Drug2_numelAWtoNR(i,k)=nansum([Drug2_numelAWtoNR(i,k) 1],2); 

        elseif Drug2_windo(j+1)==3 

 

            Drug2_numelAWtoRE(i,k)= nansum([Drug2_numelAWtoRE(i,k) 1],2); 

                end   

            end 

 

        if Drug3_windo(j)==1 

        if Drug3_windo(j+1)==1 

            Drug3_numelAWtoAW(i,k)=nansum([Drug3_numelAWtoAW(i,k) 1],2); 

        elseif Drug3_windo(j+1)==2 

            Drug3_numelAWtoNR(i,k)=nansum([Drug3 _numelAWtoNR(i,k) 1],2);   

         elseif Drug3 _windo(j+1)==3 

            Drug3_numelAWtoRE(i,k)= nansum([Drug3_numelAWtoRE(i,k) 1],2); 

                end   

            end 

Page 131: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 5 

161  

 

         end 

       

        Bas_prob_fromAWtoAW(i,k)=Bas_numelAWtoAW(i,k)/Bas_numelAWAKE; 

        Bas_prob_fromAWtoNR(i,k)=Bas_numelAWtoNR(i,k)/Bas_numelAWAKE; 

        Bas_prob_fromAWtoRE(i,k)=Bas_numelAWtoRE(i,k)/Bas_numelAWAKE; 

         

        Vec_prob_fromAWtoAW(i,k)=Vec_numelAWtoAW(i,k)/Vec_numelAWAKE; 

        Vec_prob_fromAWtoNR(i,k)=Vec_numelAWtoNR(i,k)/Vec_numelAWAKE; 

        Vec_prob_fromAWtoRE(i,k)=Vec_numelAWtoRE(i,k)/Vec_numelAWAKE; 

 

        Drug1_prob_fromAWtoAW(i,k)=Drug1_numelAWtoAW(i,k)/Drug1_numelAWAKE; 

        Drug1_prob_fromAWtoNR(i,k)=Drug1_numelAWtoNR(i,k)/Drug1_numelAWAKE; 

        Drug1_prob_fromAWtoRE(i,k)=Drug1_numelAWtoRE(i,k)/Drug1_numelAWAKE; 

 

        Drug2_prob_fromAWtoAW(i,k)=Drug2_numelAWtoAW(i,k)/Drug2_numelAWAKE; 

        Drug2_prob_fromAWtoNR(i,k)=Drug2_numelAWtoNR(i,k)/Drug2_numelAWAKE; 

        Drug2_prob_fromAWtoRE(i,k)=Drug2_numelAWtoRE(i,k)/Drug2_numelAWAKE; 

 

        Drug3_prob_fromAWtoAW(i,k)=Drug3_numelAWtoAW(i,k)/Drug3_numelAWAKE; 

        Drug3_prob_fromAWtoNR(i,k)=Drug3_numelAWtoNR(i,k)/Drug3_numelAWAKE; 

        Drug3_prob_fromAWtoRE(i,k)=Drug3_numelAWtoRE(i,k)/Drug3_numelAWAKE; 

 

        k=k+1; 

    end 

end 

 

% Calculation the mean of the transition probability from Awake to different sleep stages.  

mean_Bas_prob_fromAWtoAW=nanmean(Bas_prob_fromAWtoAW);  

mean_Bas_prob_fromAWtoNR=nanmean(Bas_prob_fromAWtoNR); 

mean_Bas_prob_fromAWtoRE=nanmean(Bas_prob_fromAWtoRE); 

  

mean_Vec_prob_fromAWtoAW=nanmean(Vec_prob_fromAWtoAW); 

mean_Vec_prob_fromAWtoNR=nanmean(Vec_prob_fromAWtoNR); 

mean_Vec_prob_fromAWtoRE=nanmean(Vec_prob_fromAWtoRE); 

 

mean_Drug1_prob_fromAWtoAW=nanmean(Drug1_prob_fromAWtoAW); 

mean_Drug1_prob_fromAWtoNR=nanmean(Drug1_prob_fromAWtoNR); 

mean_Drug1_prob_fromAWtoRE=nanmean(Drug1_prob_fromAWtoRE); 

 

mean_Drug2_prob_fromAWtoAW=nanmean(Drug2_prob_fromAWtoAW); 

mean_Drug2_prob_fromAWtoNR=nanmean(Drug2_prob_fromAWtoNR); 

mean_Drug2_prob_fromAWtoRE=nanmean(Drug2_prob_fromAWtoRE); 

 

mean_Drug3_prob_fromAWtoAW=nanmean(Drug3_prob_fromAWtoAW); 

mean_Drug3_prob_fromAWtoNR=nanmean(Drug3_prob_fromAWtoNR); 

mean_Drug3_prob_fromAWtoRE=nanmean(Drug3_prob_fromAWtoRE); 

Page 132: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 5 

162  

  

pp_Bas=mean_Bas_prob_fromAWtoAW+mean_Bas_prob_fromAWtoNR+mean_Bas_prob_fromAWtoRE 

pp_Vec=mean_Vec_prob_fromAWtoAW+mean_Vec_prob_fromAWtoNR+mean_Vec_prob_fromAWtoRE 

pp_Drug1=mean_Drug1_prob_fromAWtoAW+mean_Drug1_prob_fromAWtoNR+mean_Drug1_prob_from

AWtoRE 

pp_Drug2=mean_Drug2_prob_fromAWtoAW+mean_Drug2_prob_fromAWtoNR+mean_Drug2_prob_from

AWtoRE 

pp_Drug3=mean_Drug3_prob_fromAWtoAW+mean_Drug3_prob_fromAWtoNR+mean_Drug3_prob_from

AWtoRE 

 

  

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% 

%                                                                                    PLOTS 

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% 

 

%Xaxis=[4:16]                         Axis % plot x,y,ʹLineWidthʹ,2       Line sizes number 2 

%ʹ‐‐ʹ                                          Dashed line % ʹColorʹ,[0 0.60 0]                 Color Codices   

 

subplot(3,3,1)                                                                  % 3 indicated the number of row, 3 indicated the 

number of columns and 1indicated the position of plot.   

Xaxis=[4:16]    

xlim([4,15])                                                                      % Limited of Y axis               

ylim([0,1])                                                                        % Limited of X axis 

plot(Xaxis,mean_Bas_prob_fromAWtoAW,ʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ, [0 0 0],ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                             % Plot mean of Baseline TP AW‐AW 

 

plot(Xaxis,mean_Vec_prob_fromAWtoAW,ʹʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ, [0 0 1],ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                             % Plot mean of Methylcellulose TP AW‐AW 

 

plot(Xaxis,mean_Drug1_prob_fromAWtoAW,ʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ, [1 0.800000011920929 0.800000011920929 

],ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                             % Plot mean of Drug 1 TP AW‐AW 

 

plot(Xaxis,mean_Drug2_prob_fromAWtoAW,ʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ, [0.400000005960464 0 0],ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                             % Plot mean of Drug 2 TP AW‐AW 

 

 

plot(Xaxis,mean_Drug3_prob_fromAWtoAW, ʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ, [1 0 0],ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                              % Plot mean of Drug 3 TP AW‐AW 

 

 

subplot(3,3,2)                                                                   % Third plot, position 2.   Xaxis=[4:16]      

xlim([4,15])                                                                       % Limited of Y axis               

Page 133: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 5 

163  

 

ylim([0,1])                                                                        % Limited of X axis 

plot(Xaxis,mean_Bas_prob_fromAWtoNR,ʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ, [0 0 0],ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                             % Plot mean of Baseline TP AW‐NR 

 

plot(Xaxis,mean_Vec_prob_fromAWtoNR,ʹʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ, [0 0 1],ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                             % Plot mean of Methylcellulose TP AW‐NR 

 

plot(Xaxis,mean_Drug1_prob_fromAWtoNR,ʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ, [1 0.800000011920929 0.800000011920929 

],ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                              % Plot mean of Drug 1 TP AW‐NR 

 

plot(Xaxis,mean_Drug2_prob_fromAWtoNR,ʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ, [0.400000005960464 0 0],ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                              % Plot mean of Drug 2 TP AW‐NR 

 

plot(Xaxis,mean_Drug3_prob_fromAWtoNR, ʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ, [1 0 0],ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                              % Plot mean of Drug 3 TP AW‐NR 

    

 

subplot(3,3,3)                                                                    %  Third plot, position 3 Xaxis=[4:16]    

xlim([4,15])                                                                        % Limited of Y axis               

ylim([0,1])                                                                          % Limited of X axis 

plot(Xaxis,mean_Bas_prob_fromAWtoRE,ʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ, [0 0 0],ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                               % Plot mean of Baseline TP AW‐RE 

 

plot(Xaxis,mean_Vec_prob_fromAWtoRE,ʹʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ, [0 0 1],ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                                % Plot mean of Methylcellulose TP AW‐RE 

 

plot(Xaxis,mean_Drug1_prob_fromAWtoRE,ʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ, [1 0.800000011920929 0.800000011920929 

],ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                                % Plot mean of Drug 1 TP AW‐RE 

 

plot(Xaxis,mean_Drug2_prob_fromAWtoRE,ʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ, [0.400000005960464 0 0],ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                                % Plot mean of Drug 2 TP AW‐RE 

 

plot(Xaxis,mean_Drug3_prob_fromAWtoRE,ʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ, [1 0 0],ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                                 % Plot mean of Drug 3 TP AW‐RE 

 

 

 

 

 

 

Page 134: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 5 

164  

 

 

DESCRIPTORS OF SLEEP 

2. TRANSITIONS PROBABILITIES 

2.2. From NREM  

‐ All groups   

%Load data set 

%Rename of datasets  

Bas_data=Name of dataset;           % Baseline Dataset                                          Vec_data=Name of dataset; % Vehicle‐Methylcellulose Dataset 

Drug1_data= Name of dataset;             % Zolpidem(10 mg) Dataset 

Drug2_data= Name of dataset;             % Zolpidem(20 mg) Dataset 

Drug3_data= Name of dataset;             % Zolpidem(30 mg) Dataset 

 

%COLUMNS OF DATASET  

%STD=ID STT=DV TIME EPOCH AWPV NRPV REPV AWK NREM REM  

 

ListRatsBas=unique(Bas_data(:,1));       % Select the number of the ID for each rats. 

ListRatsVec=unique(Vec_data(:,1)); 

ListRatsDrug1=unique(Drug1_data(:,1)); 

ListRatsDrug2=unique(Drug2_data(:,1)); 

ListRatsDrug3=unique(Drug3_data(:,1)); 

numObs=360;                                             % 60min=3600sec, 360 observations per window. 

studyTime=4320;                                       % 12hrs=43200sec, 4320 observations in 12 hours.  %%%Initialization of Baseline Bas_numelNRtoAW=zeros(length(ListRatsBas),4320/numObs); 

Bas_numelNRtoNR=zeros(length(ListRatsBas), 4320/numObs); 

Bas_numelNRtoRE=zeros(length(ListRatsBas), 4320/numObs); 

 

%%%Initialization of Vehicle‐Methylcellulose Vec_numelNRtoAW=zeros(length(ListRatsVec), 4320/numObs); 

Vec_numelNRtoNR=zeros(length(ListRatsVec), 4320/numObs); 

Vec_numelNRtoRE=zeros(length(ListRatsVec), 4320/numObs); 

  

%%%Initialization of Drug 1 Drug1_numelNRtoAW=zeros(length(ListRatsDrug1),4320/numObs); 

Drug1_numelNRtoNR=zeros(length(ListRatsDrug1), 4320/numObs); 

Drug1_numelNRtoRE=zeros(length(ListRatsDrug1), 4320/numObs); 

 

Page 135: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 5 

165  

 

%%%Initialization of Drug 2 Drug2_numelNRtoAW=zeros(length(ListRatsDrug2),4320/numObs); 

Drug2_numelNRtoNR=zeros(length(ListRatsDrug2),4320/numObs); 

Drug2_numelNRtoRE=zeros(length(ListRatsDrug2),4320/numObs); 

 

 

%%%Initialization of Drug 3 Drug3_numelNRtoAW=zeros(length(ListRatsDrug3),4320/numObs); 

Drug3_numelNRtoNR=zeros(length(ListRatsDrug3), 4320/numObs); 

Drug3_numelNRtoRE=zeros(length(ListRatsDrug3), 4320/numObs); 

 

 

% Transitions probabilities  

 

for i=1:length(listRatsBas)                       % For each rata 

                                                                     % Load rat i 

       Bas_rat=Bas_data(find(Bas_data(:,1)==ListRatsBas(i)),:); 

       Vec_rat=Vec_data(find(Vec_data(:,1)==ListRatsVec(i)),:); 

       Drug1_rat=Drug1_data(find(Drug1_data(:,1)==ListRatsDrug1(i)),:); 

       Drug2_rat=Drug2_data(find(Drug2_data(:,1)==ListRatsDrug2(i)),:); 

       Drug3_rat=Drug3_data(find(Drug3_data(:,1)==ListRatsDrug3(i)),:); 

 

 

                                                                       

        k=1;                                                       % Initialization k (K identifies the window) 

        for c=1:numObs:(4320‐numObs+1)         

                                                                      % If the window have 360 observations4320/360=12 window 

                                                                      % Calculation of Nº of transitions for all groups 

 

Bas_windo=Bas_rat(c:(c+360‐1),2); 

Vec_windo=Vec_rat(c:(c+360‐1),2); 

Drug1_windo=Drug1_rat(c:(c+360‐1),2); 

Drug2_windo=Drug2_rat(c:(c+360‐1),2); 

Drug3_windo=Drug3_rat(c:(c+360‐1),2); 

 

         

Bas_numelNREM=numel(find(Bas_windo==2));     %  All observations of NREM 

Vec_numelNREM=numel(find(Vec_windo==2));    %  All observations of NREM 

Drug1_numelNREM=numel(find(Drug1_windo==2));   

 

Drug2_numelNREM=numel(find(Drug2_windo==2));   

Drug2_numelNREM=numel(find(Drug2_windo==2));   

       

for j=1:numObs‐1 

      if Bas_windo(j)==2      

Page 136: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 5 

166  

 

      if Bas_windo(j+1)==1 

          Bas_numelNRtoAW(i,k)=nansum([Bas_numelNRtoAW(i,k) 1],2); 

      elseif Bas_windo(j+1)==2 

          Bas_numelNRtoNR(i,k)=nansum([Bas_numelNRtoNR(i,k) 1],2); 

      elseif Bas_windo(j+1)==3 

           Bas_numelNRtoRE(i,k)= nansum([Bas_numelNRtoRE(i,k) 1],2); 

                end  

          end 

             

 

        if Vec_windo(j)==2 

        if Vec_windo(j+1)==1 

            Vec_numelNRtoAW(i,k)=nansum([Vec_numelNRtoAW(i,k) 1],2); 

        elseif Vec_windo(j+1)==2 

            Vec_numelNRtoNR(i,k)=nansum([Vec_numelNRtoNR(i,k) 1],2); 

        elseif Vec_windo(j+1)==3 

            Vec_numelNRtoRE(i,k)= nansum([Vec_numelNRtoRE(i,k) 1],2); 

                end   

            end 

 

 

        if Drug1_windo(j)==2 

        if Drug1_windo(j+1)==1 

            Drug1_numelNRtoAW(i,k)=nansum([Drug1_numelNRtoAW(i,k) 1],2); 

        elseif Drug1_windo(j+1)==2 

            Drug1_numelNRtoNR(i,k)=nansum([Drug1_numelNRtoNR(i,k) 1],2); 

        elseif Drug1_windo(j+1)==3 

            Drug1_numelNRtoRE(i,k)= nansum([Drug1_numelNRtoRE(i,k) 1],2); 

                end   

            end 

 

 

        if Drug2_windo(j)==2 

        if Drug2_windo(j+1)==1 

            Drug2_numelNRtoAW(i,k)=nansum([Drug2_numelNRtoAW(i,k) 1],2); 

        elseif Drug2_windo(j+1)==2 

            Drug2_numelNRtoNR(i,k)=nansum([Drug2_numelNRtoNR(i,k) 1],2); 

        elseif Drug2_windo(j+1)==3 

            Drug2_numelNRtoRE(i,k)= nansum([Drug2_numelNRtoRE(i,k) 1],2); 

                end   

            end 

 

 

        if Drug3_windo(j)==2 

        if Drug3_windo(j+1)==1 

            Drug3_numelNRtoAW(i,k)=nansum([Drug3_numelNRtoAW(i,k) 1],2); 

Page 137: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 5 

167  

 

        elseif Drug3_windo(j+1)==2 

            Drug3_numelNRtoNR(i,k)=nansum([Drug3 _numelNRtoNR(i,k) 1],2); 

        elseif Drug3 _windo(j+1)==3 

            Drug3_numelNRtoRE(i,k)= nansum([Drug3_numelNRtoRE(i,k) 1],2); 

                end   

            end 

         end 

  

        Bas_prob_fromNRtoAW(i,k)=Bas_numelNRtoAW(i,k)/Bas_numelNREM; 

        Bas_prob_fromNRtoNR(i,k)=Bas_numelNRtoNR(i,k)/Bas_numelNREM; 

        Bas_prob_fromNRtoRE(i,k)=Bas_numelNRtoRE(i,k)/Bas_numelNREM; 

         

        Vec_prob_fromNRtoAW(i,k)=Vec_numelNRtoAW(i,k)/Vec_numelNREM; 

        Vec_prob_fromNRtoNR(i,k)=Vec_numelNRtoNR(i,k)/Vec_numelNREM; 

        Vec_prob_fromNRtoRE(i,k)=Vec_numelNRtoRE(i,k)/Vec_numelNREM; 

 

        Drug1_prob_fromNRtoAW(i,k)=Drug1_numelNRtoAW(i,k)/Drug1_numelNREM; 

        Drug1_prob_fromNRtoNR(i,k)=Drug1_numelNRtoNR(i,k)/Drug1_numelNREM; 

        Drug1_prob_fromNRtoRE(i,k)=Drug1_numelNRtoRE(i,k)/Drug1_numelNREM; 

 

        Drug2_prob_fromNRtoAW(i,k)=Drug2_numelNRtoAW(i,k)/Drug2_numelNREM; 

        Drug2_prob_fromNRtoNR(i,k)=Drug2_numelNRtoNR(i,k)/Drug2_numelNREM; 

        Drug2_prob_fromNRtoRE(i,k)=Drug2_numelNRtoRE(i,k)/Drug2_numelNREM; 

 

        Drug3_prob_fromNRtoAW(i,k)=Drug3_numelNRtoAW(i,k)/Drug3_numelNREM; 

        Drug3_prob_fromNRtoNR(i,k)=Drug3_numelNRtoNR(i,k)/Drug3_numelNREM; 

        Drug3_prob_fromNRtoRE(i,k)=Drug3_numelNRtoRE(i,k)/Drug3_numelNREM; 

 

        k=k+1; 

    end 

end 

 

 % Calculation the mean of the transition probability from NREM to different sleep stages.  

 

mean_Bas_prob_fromNRtoAW=nanmean(Bas_prob_fromNRtoAW);  

mean_Bas_prob_fromNRtoNR=nanmean(Bas_prob_fromNRtoNR); 

mean_Bas_prob_fromNRtoRE=nanmean(Bas_prob_fromNRtoRE); 

  

mean_Vec_prob_fromNRtoAW=nanmean(Vec_prob_fromNRtoAW); 

mean_Vec_prob_fromNRtoNR=nanmean(Vec_prob_fromNRtoNR); 

mean_Vec_prob_fromNRtoRE=nanmean(Vec_prob_fromNRtoRE); 

 

mean_Drug1_prob_fromNRtoAW=nanmean(Drug1_prob_fromNRtoAW); 

mean_Drug1_prob_fromNRtoNR=nanmean(Drug1_prob_fromNRtoNR); 

mean_Drug1_prob_fromNRtoRE=nanmean(Drug1_prob_fromNRtoRE); 

 

Page 138: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 5 

168  

 

mean_Drug2_prob_fromNRtoAW=nanmean(Drug2_prob_fromNRtoAW); 

mean_Drug2_prob_fromNRtoNR=nanmean(Drug2_prob_fromNRtoNR); 

mean_Drug2_prob_fromNRtoRE=nanmean(Drug2_prob_fromNRtoRE); 

 

mean_Drug3_prob_fromNRtoAW=nanmean(Drug3_prob_fromNRtoAW); 

mean_Drug3_prob_fromNRtoNR=nanmean(Drug3_prob_fromNRtoNR); 

mean_Drug3_prob_fromNRtoRE=nanmean(Drug3_prob_fromNRtoRE); 

 

 

pp_Bas=mean_Bas_prob_fromNRtoAW+mean_Bas_prob_fromNRtoNR+mean_Bas_prob_fromNRtoRE 

pp_Vec=mean_Vec_prob_fromNRtoAW+mean_Vec_prob_fromNRtoNR+mean_Vec_prob_fromNRtoRE 

pp_Drug1=mean_Drug1_prob_fromNRtoAW+mean_Drug1_prob_fromNRtoNR+mean_Drug1_prob_fromN

RtoRE 

pp_Drug2=mean_Drug2_prob_fromNRtoAW+mean_Drug2_prob_fromNRtoNR+mean_Drug2_prob_fromN

RtoRE 

pp_Drug3=mean_Drug3_prob_fromNRtoAW+mean_Drug3_prob_fromNRtoNR+mean_Drug3_prob_fromN

RtoRE 

 

  

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% 

%                                                                                    PLOTS 

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% 

 

%Xaxis=[4:16]                         Axis % plot x,y,ʹLineWidthʹ,2       Line sizes number 2 

%ʹ‐‐ʹ                                          Dashed line % ʹColorʹ,[0 0.60 0]                 Color Codices   

 

subplot(3,3,4)                                                                  % 3 indicated the number of row, 3 indicated the 

number of columns and 4 indicated the position of plot.   

Xaxis=[4:16]    

xlim([4,15])                                                                      % Limited of Y axis               

ylim([0,1])                                                                        % Limited of X axis 

 

plot(Xaxis,mean_Bas_prob_fromNRtoAW,ʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ, [0 0 0],ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                             % Plot mean of Baseline TP NR‐AW 

 

plot(Xaxis,mean_Vec_prob_fromNRtoAW,ʹʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ, [0 0 1],ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                              % Plot mean of Methylcellulose TP NR‐AW 

 

plot(Xaxis,mean_Drug1_prob_fromNRtoAW,ʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ, [1 0.800000011920929 0.800000011920929 

],ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                              % Plot mean of Drug 1 TP NR‐AW 

 

plot(Xaxis,mean_Drug2_prob_fromNRtoAW,ʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ, [0.400000005960464 0 0],ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                               % Plot mean of Drug 2 TP NR‐AW 

Page 139: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 5 

169  

 

plot(Xaxis,mean_Drug3_prob_fromNRtoAW, ʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ, [1 0 0],ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                               % Plot mean of Drug 3 TP NR‐AW 

 

 

subplot(3,3,5)                                                                       % Fifth plot, position 5.   Xaxis=[4:16]    

xlim([4,15])                                                                           % Limited of Y axis               

ylim([0,1])                                                                             % Limited of X axis 

plot(Xaxis,mean_Bas_prob_fromNRtoNR,ʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ, [0 0 0],ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                                  % Plot mean of Baseline TP NR‐NR 

 

plot(Xaxis,mean_Vec_prob_fromNRtoNR,ʹʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ, [0 0 1],ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                                  % Plot mean of Methylcellulose TP NR‐NR 

 

plot(Xaxis,mean_Drug1_prob_fromNRtoNR,ʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ, [1 0.800000011920929 0.800000011920929 

],ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                                   % Plot mean of Drug 1 TP NR‐NR 

 

plot(Xaxis,mean_Drug2_prob_fromNRtoNR,ʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ, [0.400000005960464 0 0],ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                                   % Plot mean of Drug 2 TP NR‐NR 

 

plot(Xaxis,mean_Drug3_prob_fromNRtoNR,ʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ, [1 0 0],ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                                   % Plot mean of Drug 3 TP NR‐NR 

     

    

subplot(3,3,6)                                                                         %  Sixth plot, position 6.   Xaxis=[4:16]    

xlim([4,15])                                                                             % Limited of Y axis               

ylim([0,1])                                                                               % Limited of X axis 

plot(Xaxis,mean_Bas_prob_fromNRtoRE,ʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ, [0 0 0],ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                                    % Plot mean of Baseline TP NR‐RE 

 

plot(Xaxis,mean_Vec_prob_fromNRtoRE,ʹʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ, [0 0 1],ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                                    % Plot mean of Methylcellulose TP NR‐RE 

 

plot(Xaxis,mean_Drug1_prob_fromNRtoRE,ʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ, [1 0.800000011920929 0.800000011920929 

],ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                                     % Plot mean of Drug 1 TP NR‐RE 

 

plot(Xaxis,mean_Drug2_prob_fromNRtoRE,ʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ, [0.400000005960464 0 0],ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                                     % Plot mean of Drug 2 TP NR‐RE 

 

plot(Xaxis,mean_Drug3_prob_fromNRtoRE,ʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ, [1 0 0],ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                                     % Plot mean of Drug 3 TP NR‐RE  

Page 140: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 5 

170  

 

DESCRIPTORS OF SLEEP 

2. TRANSITIONS PROBABILITIES 

2.3. From REM  

‐ All groups   

%Load data set 

%Rename of datasets  

Bas_data=Name of dataset;           % Baseline Dataset                                          Vec_data=Name of dataset; % Vehicle‐Methylcellulose Dataset 

Drug1_data= Name of dataset;             % Zolpidem(10 mg) Dataset 

Drug2_data= Name of dataset;             % Zolpidem(20 mg) Dataset 

Drug3_data= Name of dataset;             % Zolpidem(30 mg) Dataset 

 

%COLUMNS OF DATASET  

%STD=ID STT=DV TIME EPOCH AWPV NRPV REPV AWK NREM REM  

 

ListRatsBas=unique(Bas_data(:,1));        % Select the number of the ID for each rats. 

ListRatsVec=unique(Vec_data(:,1)); 

ListRatsDrug1=unique(Drug1_data(:,1)); 

ListRatsDrug2=unique(Drug2_data(:,1)); 

ListRatsDrug3=unique(Drug3_data(:,1)); 

numObs=360;                                              % 60min=3600sec, 360 observations per window. 

studyTime=4320;                                        % 12hrs=43200sec, 4320 observations in 12 hours.  %%%Initialization of Baseline Bas_numelREtoAW=zeros(length(ListRatsBas),4320/numObs); 

Bas_numelREtoNR=zeros(length(ListRatsBas),4320/numObs); 

Bas_numelREtoRE=zeros(length(ListRatsBas),4320/numObs); 

 

%%%Initialization of Vehicle‐Methylcellulose Vec_numelREtoAW=zeros(length(ListRatsVec),4320/numObs); 

Vec_numelREtoNR=zeros(length(ListRatsVec),4320/numObs); 

Vec_numelREtoRE=zeros(length(ListRatsVec),4320/numObs); 

  

%%%Initialization of Drug 1 Drug1_numelREtoAW=zeros(length(ListRatsDrug1),4320/numObs); 

Drug1_numelREtoNR=zeros(length(ListRatsDrug1),4320/numObs); 

Drug1_numelREtoRE=zeros(length(ListRatsDrug1),4320/numObs); 

 

Page 141: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 5 

171  

 

%%%Initialization of Drug 2 Drug2_numelREtoAW=zeros(length(ListRatsDrug2),4320/numObs); 

Drug2_numelREtoNR=zeros(length(ListRatsDrug2),4320/numObs); 

Drug2_numelREtoRE=zeros(length(ListRatsDrug2),4320/numObs); 

 

 

%%%Initialization of Drug 3 Drug3_numelREtoAW=zeros(length(ListRatsDrug3),4320/numObs); 

Drug3_numelREtoNR=zeros(length(ListRatsDrug3), 4320/numObs); 

Drug3_numelREtoRE=zeros(length(ListRatsDrug3), 4320/numObs); 

 

 

% Transitions probabilities  

for i=1:length(listRatsBas)                         % For each rata 

                                                                       % Load rat i 

       Bas_rat=Bas_data(find(Bas_data(:,1)==ListRatsBas(i)),:); 

       Vec_rat=Vec_data(find(Vec_data(:,1)==ListRatsVec(i)),:); 

       Drug1_rat=Drug1_data(find(Drug1_data(:,1)==ListRatsDrug1(i)),:); 

       Drug2_rat=Drug2_data(find(Drug2_data(:,1)==ListRatsDrug2(i)),:); 

       Drug3_rat=Drug3_data(find(Drug3_data(:,1)==ListRatsDrug3(i)),:); 

 

 

                                                                         

        k=1;                                                         % Initialization k (K identifies the window) 

        for c=1:numObs:(4320‐numObs+1)         

                                                                        % If the window have 360 observations4320/360=12 window 

                                                                        % Calculation of Nº of transitions for all groups 

 

Bas_windo=Bas_rat(c:(c+360‐1),2); 

Vec_windo=Vec_rat(c:(c+360‐1),2); 

Drug1_windo=Drug1_rat(c:(c+360‐1),2); 

Drug2_windo=Drug2_rat(c:(c+360‐1),2); 

Drug3_windo=Drug3_rat(c:(c+360‐1),2); 

         

Bas_numelREM=numel(find(Bas_windo==3));     %  All observations of REM 

Vec_numelREM=numel(find(Vec_windo==3));     

Drug1_numelREM=numel(find(Drug1_windo==3));   

Drug2_numelREM=numel(find(Drug2_windo==3));   

Drug2_numelREM=numel(find(Drug2_windo==3));   

 

       

for j=1:numObs‐1 

      if Bas_windo(j)==3      

      if Bas_windo(j+1)==1 

          Bas_numelREtoAW(i,k)=nansum([Bas_numelREtoAW(i,k) 1],2); 

Page 142: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 5 

172  

 

      elseif Bas_windo(j+1)==2 

          Bas_numelREtoNR(i,k)=nansum([Bas_numelREtoNR(i,k) 1],2); 

      elseif Bas_windo(j+1)==3 

           Bas_numelREtoRE(i,k)=nansum([Bas_numelREtoRE(i,k) 1],2); 

                end  

          end 

             

 

        if Vec_windo(j)==3 

        if Vec_windo(j+1)==1 

            Vec_numelREtoAW(i,k)=nansum([Vec_numelREtoAW(i,k) 1],2); 

        elseif Vec_windo(j+1)==2 

            Vec_numelREtoNR(i,k)=nansum([Vec_numelREtoNR(i,k) 1],2); 

        elseif Vec_windo(j+1)==3 

            Vec_numelREtoRE(i,k)=nansum([Vec_numelREtoRE(i,k) 1],2); 

                end   

            end 

 

 

        if Drug1_windo(j)==3 

        if Drug1_windo(j+1)==1 

            Drug1_numelREtoAW(i,k)=nansum([Drug1_numelREtoAW(i,k) 1],2); 

        elseif Drug1_windo(j+1)==2 

            Drug1_numelREtoNR(i,k)=nansum([Drug1_numelREtoNR(i,k) 1],2); 

        elseif Drug1_windo(j+1)==3 

            Drug1_numelREtoRE(i,k)=nansum([Drug1_numelREtoRE(i,k) 1],2); 

                end   

            end 

 

 

        if Drug2_windo(j)==3 

        if Drug2_windo(j+1)==1 

            Drug2_numelREtoAW(i,k)=nansum([Drug2_numelREtoAW(i,k) 1],2); 

        elseif Drug2_windo(j+1)==2 

            Drug2_numelREtoNR(i,k)=nansum([Drug2_numelREtoNR(i,k) 1],2); 

        elseif Drug2_windo(j+1)==3 

            Drug2_numelREtoRE(i,k)=nansum([Drug2_numelREtoRE(i,k) 1],2); 

                end   

            end 

 

 

        if Drug3_windo(j)==3 

        if Drug3_windo(j+1)==1 

            Drug3_numelREtoAW(i,k)=nansum([Drug3_numelREtoAW(i,k) 1],2); 

        elseif Drug3_windo(j+1)==2 

            Drug3_numelREtoNR(i,k)=nansum([Drug3_numelREtoNR(i,k) 1],2); 

Page 143: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 5 

173  

 

        elseif Drug3 _windo(j+1)==3 

            Drug3_numelREtoRE(i,k)= nansum([Drug3_numelREtoRE(i,k) 1],2); 

                end   

            end 

         end 

  

        Bas_prob_fromREtoAW(i,k)=Bas_numelREtoAW(i,k)/Bas_numelREM; 

        Bas_prob_fromREtoNR(i,k)=Bas_numelREtoNR(i,k)/Bas_numelREM; 

        Bas_prob_fromREtoRE(i,k)=Bas_numelREtoRE(i,k)/Bas_numelREM; 

         

        Vec_prob_fromREtoAW(i,k)=Vec_numelREtoAW(i,k)/Vec_numelREM; 

        Vec_prob_fromREtoNR(i,k)=Vec_numelREtoNR(i,k)/Vec_numelREM; 

        Vec_prob_fromREtoRE(i,k)=Vec_numelREtoRE(i,k)/Vec_numelREM; 

 

        Drug1_prob_fromREtoAW(i,k)=Drug1_numelREtoAW(i,k)/Drug1_numelREM; 

        Drug1_prob_fromREtoNR(i,k)=Drug1_numelREtoNR(i,k)/Drug1_numelREM; 

        Drug1_prob_fromREtoRE(i,k)=Drug1_numelREtoRE(i,k)/Drug1_numelREM; 

 

        Drug2_prob_fromREtoAW(i,k)=Drug2_numelREtoAW(i,k)/Drug2_numelREM; 

        Drug2_prob_fromREtoNR(i,k)=Drug2_numelREtoNR(i,k)/Drug2_numelREM; 

        Drug2_prob_fromREtoRE(i,k)=Drug2_numelREtoRE(i,k)/Drug2_numelREM; 

 

        Drug3_prob_fromREtoAW(i,k)=Drug3_numelREtoAW(i,k)/Drug3_numelREM; 

        Drug3_prob_fromREtoNR(i,k)=Drug3_numelREtoNR(i,k)/Drug3_numelREM; 

        Drug3_prob_fromREtoRE(i,k)=Drug3_numelREtoRE(i,k)/Drug3_numelREM; 

 

        k=k+1; 

    end 

end 

 

 % Calculation the mean of the transition probability from REM to different sleep stages.  

mean_Bas_prob_fromREtoAW=nanmean(Bas_prob_fromREtoAW);  

mean_Bas_prob_fromREtoNR=nanmean(Bas_prob_fromREtoNR); 

mean_Bas_prob_fromREtoRE=nanmean(Bas_prob_fromREtoRE); 

  

mean_Vec_prob_fromREtoAW=nanmean(Vec_prob_fromREtoAW); 

mean_Vec_prob_fromREtoNR=nanmean(Vec_prob_fromREtoNR); 

mean_Vec_prob_fromREtoRE=nanmean(Vec_prob_fromREtoRE); 

 

mean_Drug1_prob_fromREtoAW=nanmean(Drug1_prob_fromREtoAW); 

mean_Drug1_prob_fromREtoNR=nanmean(Drug1_prob_fromREtoNR); 

mean_Drug1_prob_fromREtoRE=nanmean(Drug1_prob_fromREtoRE); 

 

mean_Drug2_prob_fromREtoAW=nanmean(Drug2_prob_fromREtoAW); 

mean_Drug2_prob_fromREtoNR=nanmean(Drug2_prob_fromREtoNR); 

mean_Drug2_prob_fromREtoRE=nanmean(Drug2_prob_fromREtoRE); 

Page 144: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 5 

174  

 

mean_Drug3_prob_fromREtoAW=nanmean(Drug3_prob_fromREtoAW); 

mean_Drug3_prob_fromREtoNR=nanmean(Drug3_prob_fromREtoNR); 

mean_Drug3_prob_fromREtoRE=nanmean(Drug3_prob_fromREtoRE); 

 

 

pp_Bas=mean_Bas_prob_fromREtoAW+mean_Bas_prob_fromREtoNR+mean_Bas_prob_fromREtoRE 

pp_Vec=mean_Vec_prob_fromREtoAW+mean_Vec_prob_fromREtoNR+mean_Vec_prob_fromREtoRE 

pp_Drug1=mean_Drug1_prob_fromREtoAW+mean_Drug1_prob_fromREtoNR+mean_Drug1_prob_fromRE

toRE 

pp_Drug2=mean_Drug2_prob_fromREtoAW+mean_Drug2_prob_fromREtoNR+mean_Drug2_prob_fromRE

toRE 

pp_Drug3=mean_Drug3_prob_fromREtoAW+mean_Drug3_prob_fromREtoNR+mean_Drug3_prob_fromRE

toRE 

 

  

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% 

%                                                                                    PLOTS 

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% 

 

%Xaxis=[4:16]                        Axis % plot x,y,ʹLineWidthʹ,2      Line sizes number 2 

%ʹ‐‐ʹ                                         Dashed line % ʹColorʹ,[0 0.60 0]                Color Codices   

 

subplot(3,3,7)                                                                  % 3 indicated the number of row, 3 indicated the 

number of columns and 7 indicated the position of plot.   

Xaxis=[4:16]    

xlim([4,15])                                                                      % Limited of Y axis               

ylim([0,1])                                                                        % Limited of X axis 

plot(Xaxis,mean_Bas_prob_fromREtoAW,ʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ, [0 0 0],ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                             % Plot mean of Baseline TP RE‐AW 

 

plot(Xaxis,mean_Vec_prob_fromREtoAW,ʹʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ, [0 0 1],ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                             % Plot mean of Methylcellulose TP RE‐AW 

 

plot(Xaxis,mean_Drug1_prob_fromREtoAW,ʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ, [1 0.800000011920929 0.800000011920929 

],ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                              % Plot mean of Drug 1 TP RE‐AW 

 

plot(Xaxis,mean_Drug2_prob_fromREtoAW,ʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ, [0.400000005960464 0 0],ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                              % Plot mean of Drug 2 TP RE‐AW 

 

plot(Xaxis,mean_Drug3_prob_fromREtoAW,ʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ, [1 0 0],ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                               % Plot mean of Drug 3 TP RE‐AW 

 

Page 145: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 5 

175  

 

subplot(3,3,8)                                                                   % Eight plot, position 8.   Xaxis=[4:16]    

xlim([4,15])                                                                       % Limited of Y axis               

ylim([0,1])                                                                         % Limited of X axis 

plot(Xaxis,mean_Bas_prob_fromREtoNR,ʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ, [0 0 0],ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                              % Plot mean of Baseline TP RE‐NR 

 

plot(Xaxis,mean_Vec_prob_fromREtoNR,ʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ, [0 0 1],ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                              % Plot mean of Methylcellulose TP RE‐NR 

 

plot(Xaxis,mean_Drug1_prob_fromREtoNR,ʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ, [1 0.800000011920929 0.800000011920929 

],ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                               % Plot mean of Drug 1 TP RE‐NR 

 

plot(Xaxis,mean_Drug2_prob_fromREtoNR,ʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ, [0.400000005960464 0 0],ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                                % Plot mean of Drug 2 TP RE‐NR 

 

plot(Xaxis,mean_Drug3_prob_fromREtoNR,ʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ, [1 0 0],ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                                % Plot mean of Drug 3 TP RE‐NR 

     

   

subplot(3,3,9)                                                                      % Third plot, position 3.   Xaxis=[4:16]    

xlim([4,15])                                                                          % Limited of Y axis               

ylim([0,1])                                                                            % Limited of X axis 

plot(Xaxis,mean_Bas_prob_fromREtoRE,ʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ, [0 0 0],ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                                 % Plot mean of Baseline TP RE‐RE 

 

plot(Xaxis,mean_Vec_prob_fromREtoRE,ʹʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ, [0 0 1],ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                                % Plot mean of Methylcellulose TP RE‐RE 

 

plot(Xaxis,mean_Drug1_prob_fromREtoRE,ʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ, [1 0.800000011920929 0.800000011920929 

],ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                                % Plot mean of Drug 1 TP RE‐RE 

 

plot(Xaxis,mean_Drug2_prob_fromREtoRE,ʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ, [0.400000005960464 0 0],ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                                 % Plot mean of Drug 2 TP RE‐RE 

 

plot(Xaxis,mean_Drug3_prob_fromREtoRE,ʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ, [1 0 0],ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                                 % Plot mean of Drug 3 TP RE‐RE 

 

 

 

Page 146: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 5 

176  

 

 

DESCRIPTORS OF SLEEP 

3. NUMBER OF TRANSITIONS 

 

%Load data set 

%Rename of datasets  

Bas_data=Name of dataset;           % Baseline Dataset                                          Vec_data=Name of dataset; % Methylcellulose Dataset 

Drug1_data=Name of dataset; % Zolpidem 10 mg Dataset 

Drug2_data=Name of dataset; % Zolpidem 20 mg Dataset 

Drug3_data=Name of dataset; % Zolpidem 30 mg Dataset 

 

%COLUMNS OF DATASET 

%STD=ID STT=DV TIME EPOCH AWPV NRPV REPV AWK NREM REM  

 

ListRatsBas=unique(Bas_data(:,1));        % Select the number of the ID for each rats. 

ListRatsVec=unique(Vec_data(:,1)); 

ListRatsDrug1=unique(Drug1_data(:,1)); 

ListRatsDrug2=unique(Drug2_data(:,1)); 

ListRatsDrug3=unique(Drug3_data(:,1)); 

 

numObs=360;                                              % 60min=3600sec, 360 observations per window. 

studyTime=4320;                                        % 12hrs=43200sec, 4320 observations in 12 hours.  

Bas_numTran=zeros(length(ListRatsBas),4320/numObs); 

Vec_numTran=zeros(length(ListRatsVec),4320/numObs); 

Drug1_numTran=zeros(length(ListRatsDrug1),4320/numObs); 

Drug2_numTran=zeros(length(ListRatsDrug2),4320/numObs); 

Drug3_numTran=zeros(length(ListRatsDrug3),4320/numObs); 

 

for i=1:length(ListRatsBas)                        % For each rata 

                                                                       % Load rat i 

Bas_rat=Bas_data(find(Bas_data(:,1)==ListRatsBas(i)),:); 

Vec_rat=Vec_data(find(Vec_data(:,1)==ListRatsVec (i)),:); 

Drug1_rat= Drug1_data(find(Drug1_data(:,1)==ListRatsDrug1(i)),:); 

Drug2_rat= Drug2_data(find(Drug2_data(:,1)==ListRatsDrug2(i)),:); 

Drug3_rat= Drug3_data(find(Drug3_data(:,1)==ListRatsDrug3(i)),:); 

                                                                         

k=1;                                                                % Initialization  k (K identifies the window) 

for c=1:numObs:(4320‐numObs)  

                                                                        % If the window have 360 observations4320/360=12 window 

 

Page 147: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 5 

177  

 

                                                                        % Calculation of number of transitions for all groups  

        Bas_windo=Bas_rat(c:(c+360‐1),2); 

        Vec_windo=Vec_rat(c:(c+360‐1),2); 

        Drug1_windo=Drug1_rat(c:(c+360‐1),2); 

        Drug2_windo=Drug2_rat(c:(c+360‐1),2); 

        Drug3_windo=Drug3_rat(c:(c+360‐1),2); 

  

  

        for j=1:numObs‐1                                   % Run the window  

            if Bas_windo(j)~=Bas_windo(j+1) 

               Bas_numTran(i,k)=Bas_numTran(i,k)+1; 

            end 

            if Vec_windo(j)~=Vec_windo(j+1) 

               Vec_numTran(i,k)=Vec_numTran(i,k)+1; 

            end 

            if Drug1_windo(j)~=Drug1_windo(j+1) 

               Drug1_numTran(i,k)=Drug1_numTran(i,k)+1; 

            end 

            if Drug2_windo(j)~=Drug2_windo(j+1) 

               Drug2_numTran(i,k)=Drug2_numTran(i,k)+1; 

            end 

            if Drug3_windo(j)~=Drug3_windo(j+1) 

               Drug3_numTran(i,k)=Drug3_numTran(i,k)+1; 

            end 

           end 

        k=k+1; 

    end 

end 

  

% Calculation the mean of the number of transition  

mean_Bas_numTran=mean(Bas_numTran); 

mean_Vec_numTran=mean(Vec_numTran); 

mean_Drug1_numTran=mean(Drug1_numTran); 

mean_Drug2_numTran=mean(Drug2_numTran); 

mean_Drug3_numTran=mean(Drug3_numTran); 

 

 

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% 

%                                                                                    PLOTS 

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% 

 

%Xaxis=[4:16]                         Axis % plot x,y,ʹLineWidthʹ,2       Line sizes number 2 

%ʹ‐‐ʹ                                          Dashed line % ʹColorʹ,[0 0.60 0]                 Color Codices   

Page 148: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 5 

178  

 

%% BASELINE VS VEHICLE 

Xaxis=[4:16]    

 

Xlim([4,15])                                                                                      % Limited of Y axis               

plot(Xaxis,mean_Bas_numTran,ʹ‐kʹ,ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                                             % Plot mean of Baseline    

 

plot(Xaxis,mean_Vec_numTran,ʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ,[0 0 1],ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                                             % Plot mean of Vehicle    

 

plot(Xaxis,Bas_numTran,ʹokʹ,ʹMarkerFaceColorʹ,ʹkʹ,ʹMarkerSizeʹ,2) 

hold on 

 

plot(Xaxis,Vec_numTran,ʹokʹ,ʹColorʹ,[0 0 1], ʹLineWidthʹ,2) 

 

 

%% BASELINE VS DRUGS 

Xaxis=[4:16]    

Xlim([4,15])                                                                                      % Limited of Y axis               

plot(Xaxis,mean_Bas_numTran,ʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ, [0 0 0],ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                                             % Plot mean of Baseline    

 

plot(Xaxis,mean_Drug1_numTran,ʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ, [1 0.800000011920929 0.800000011920929 

],ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                                             % Plot mean of Drug 1    

 

plot(Xaxis,mean_Drug2_numTran,ʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ, [0.400000005960464 0 0],ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                                             % Plot mean of Drug 2    

 

plot(Xaxis,mean_Drug3_numTran,ʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ, [1 0 0],ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                                             % Plot mean of Drug 3    

 

plot(Xaxis,Bas_numTran,ʹokʹ,ʹMarkerFaceColorʹ,ʹkʹ,ʹMarkerSizeʹ,2) 

hold on 

 

plot(Xaxis,Drug1_numTran,ʹokʹ,ʹMarkerFaceColorʹ,[1 0.800000011920929  0.800000011920929],ʹMarkerSizeʹ,2) 

hold on 

 

plot(Xaxis,Drug2_numTran,ʹokʹ,ʹMarkerFaceColorʹ,[0.400000005960464 0 0],ʹMarkerSizeʹ,2) 

hold on 

plot(Xaxis,Drug3_numTran, ʹokʹ,ʹMarkerFaceColorʹ,[1 0 0],ʹMarkerSizeʹ,2) 

hold on 

 

Page 149: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 5 

179  

 

 

DESCRIPTORS OF SLEEP 

4. MAXIMUM TIME CONSECUTIVE 

4.1. AWAKE 

 

%Load data set 

%Rename of datasets  

Bas_data=Name of dataset;             % Baseline Dataset                                          Vec_data=Name of dataset; % Methylcellulose Dataset 

Drug1_data=Name of dataset; % Zolpidem 10 mg Dataset 

Drug2_data=Name of dataset; % Zolpidem 20 mg Dataset 

Drug3_data=Name of dataset; % Zolpidem 30 mg Dataset 

 

%COLUMNS OF DATASET 

%STD=ID STT=DV TIME EPOCH AWPV NRPV REPV AWK NREM REM  

 

ListRatsBas=unique(Bas_data(:,1));          % Select the number of the ID for each rats. 

ListRatsVec=unique(Vec_data(:,1)); 

ListRatsDrug1=unique(Drug1_data(:,1)); 

ListRatsDrug2=unique(Drug2_data(:,1)); 

ListRatsDrug3=unique(Drug3_data(:,1)); 

 

numObs=360;                                                % 60min=3600sec, 360 observations per window. 

studyTime=4320;                                          % 12hrs=43200sec, 4320 observations in 12 hours. 

 

Bas_maxC=zeros(length(ListRatsBas),4320/numObs); 

Vec_maxC=zeros(length(ListRatsVec),4320/numObs); 

Drug1_maxC=zeros(length(ListRatsDrug1),4320/numObs); 

Drug2_maxC=zeros(length(ListRatsDrug2),4320/numObs); 

Drug3_maxC=zeros(length(ListRatsDrug3),4320/numObs); 

 

for i=1:length(ListRatsBas)                            % For each rata 

                                                                           % Load rat i 

 

Bas_rat=Bas_data(find(Bas_data(:,1)==ListRatsBas(i)),:); 

Vec_rat=Vec_data(find(Vec_data(:,1)==ListRatsVec (i)),:); 

Drug1_rat= Drug1_data(find(Drug1_data(:,1)==ListRatsDrug1(i)),:); 

Drug2_rat= Drug2_data(find(Drug2_data(:,1)==ListRatsDrug2(i)),:); 

Drug3_rat= Drug3_data(find(Drug3_data(:,1)==ListRatsDrug3(i)),:); 

Page 150: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 5 

180  

                                                                           

    k=1;                                                                  % Initialization k (K identifies the window) 

    for c=1:numObs:(4320‐numObs+1)  

                                                                               % Calculation of Number of transitions for all groups      Bas_windo=Bas_rat(c:(c+360‐1),2); 

     Vec_windo=Vec_rat(c:(c+360‐1),2); 

     Drug1_windo=Drug1_rat(c:(c+360‐1),2); 

     Drug2_windo=Drug2_rat(c:(c+360‐1),2); 

     Drug3_windo=Drug3_rat(c:(c+360‐1),2); 

 

 

        %Baseline         j=1; 

        while j<length(Bas_windo) 

            if Bas_windo(j)==1                                  % Awake                 cmax_aux=1; 

                au=j+1; 

                while au<=length(Bas_windo) & Bas_windo(au)==1  

                                                                              % While continuos in Awake                     au=au+1; 

                    cmax_aux=cmax_aux+1; 

                end 

                j=au; 

                if Bas_maxC(i,k)<cmax_aux 

                    Bas_maxC(i,k)=cmax_aux; 

                end 

            else 

                j=j+1; 

            end 

        end 

 

 

        %Vehicle‐Methylcellulose 

        j=1; 

        while j<length(Vec_windo) 

            if Vec_windo(j)==1                                   % Awake                 cmax_aux=1; 

                au=j+1; 

                while au<=length(Vec_windo) & Vec_windo(au)==1  

                                                                                % While continuos in Awake                     au=au+1; 

                    cmax_aux=cmax_aux+1; 

                end 

                j=au; 

                if Vec_maxC(i,k)<cmax_aux 

 

Page 151: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 5 

181  

 

                    Vec_maxC(i,k)=cmax_aux; 

                end 

            else 

                j=j+1; 

            end 

        end 

 

 

        %Drug 1‐Zolpidem 10 mg 

        j=1; 

        while j<length(Drug1_windo) 

            if Drug1_windo(j)==1                               % Awake                 cmax_aux=1; 

                au=j+1; 

                while au<=length(Drug1_windo) & Drug1_windo(au)==1  

                                                                                 % While continuos in Awake                     au=au+1; 

                    cmax_aux=cmax_aux+1; 

                end 

                j=au; 

                if Drug1_maxC(i,k)<cmax_aux 

                    Drug1_maxC(i,k)=cmax_aux; 

                end 

            else 

                j=j+1; 

            end 

        end 

 

 

   %Drug 2‐Zolpidem 20 mg 

        j=1; 

        while j<length(Drug2_windo) 

            if Drug2_windo(j)==1                                 % Awake                 cmax_aux=1; 

                au=j+1; 

                while au<=length(Drug2_windo) & Drug2_windo(au)==1  

                                                                                   % While continuous in Awake                     au=au+1; 

                    cmax_aux=cmax_aux+1; 

                end 

                j=au; 

                if Drug2_maxC(i,k)<cmax_aux 

                    Drug2_maxC(i,k)=cmax_aux; 

                end 

            else 

 

Page 152: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 5 

182  

 

 

                j=j+1; 

            end 

        end 

 

 

   %Drug 3‐Zolpidem 30 mg 

        j=1; 

        while j<length(Drug3_windo) 

            if Drug3_windo(j)==1                                % Awake                 cmax_aux=1; 

                au=j+1; 

                while au<=length(Drug3_windo) & Drug3_windo(au)==1  

                                                                                 % While continuous in Awake                     au=au+1; 

                    cmax_aux=cmax_aux+1; 

                end 

                j=au; 

                if Drug3_maxC(i,k)<cmax_aux 

                    Drug3_maxC(i,k)=cmax_aux; 

                end 

            else 

                j=j+1; 

            end 

        end 

        k=k+1; 

    end 

end 

  

mean_Bas_maxC=mean(Bas_maxC); 

mean_Vec_maxC=mean(Vec_maxC); 

mean_Drug1_maxC=mean(Drug1_maxC); 

mean_Drug2_maxC=mean(Drug2_maxC); 

mean_Drug3_maxC=mean(Drug3_maxC); 

 

  %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% 

%                                                                                    PLOTS 

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% 

 

%Xaxis=[4:15]                         Axis % plot x,y,ʹLineWidthʹ,2       Line sizes number 2 

%ʹ‐‐ʹ                                          Dashed line % ʹColorʹ,[0 0.60 0]                 Color Codices   

 

 

Page 153: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 5 

183  

 

%%BASELINE VS VEHICLE  

Xaxis=[4:15]; 

xlim([4,15])                                                                    % Limited of X axis 

plot(Xaxis,mean_Bas_maxC,ʹ‐kʹ,ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                           % Plot mean of Baseline    

 

plot(Xaxis,mean_Vec_maxC,ʹ‐bʹ,ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                           % Plot mean of Methylcellulose 

    

plot(Xaxis,Bas_maxC,ʹokʹ,ʹMarkerFaceColorʹ,[0 0 0],ʹMarkerSizeʹ,2) 

hold on 

 

plot(Xaxis,Vec_maxC,ʹokʹ,ʹMarkerFaceColorʹ,[0 0 1],ʹMarkerSizeʹ,2)  

 

%%BASELINE VS DRUGS 

Xaxis=[4:15]; 

xlim([4,15])                                                                     % Limited of X axis 

plot(Xaxis,mean_Bas_maxC,ʹ‐kʹ,ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                            % Plot mean of Baseline    

 

plot(Xaxis,mean_Drug1_maxC,ʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ,[1 0.800000011920929  0.800000011920929],ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                             % Plot mean of Drug 1 

 

plot(Xaxis,mean_Drug2_maxC,ʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ,[0.400000005960464 0 0],ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                             % Plot mean of Drug 2 

 

plot(Xaxis,mean_Drug3_maxC,ʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ,[1 0 0],ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                             % Plot mean of Drug 3 

 

plot(Xaxis,Bas_maxC,ʹokʹ,ʹMarkerFaceColorʹ,[0 0 0],ʹMarkerSizeʹ,2) 

hold on 

 

plot(Xaxis,Drug1_maxC,ʹokʹ,ʹMarkerFaceColorʹ,[1 0.800000011920929  0.800000011920929] ,ʹMarkerSizeʹ,2) 

hold on 

 

plot(Xaxis,Drug2_maxC,ʹokʹ,ʹMarkerFaceColorʹ,[0.400000005960464 0 0],ʹMarkerSizeʹ,2) 

hold on 

 

plot(Xaxis,Drug3_maxC,ʹokʹ,ʹMarkerFaceColorʹ,[1 0 0],ʹMarkerSizeʹ,2) 

hold on 

 

 

  

Page 154: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 5 

184  

 

 

DESCRIPTORS OF SLEEP 

4. MAXIMUM TIME CONSECUTIVE 

4.2. NREM 

 

%Load data set 

%Rename of datasets  

Bas_data=Name of dataset;             % Baseline Dataset                                          Vec_data=Name of dataset; % Methylcellulose Dataset 

Drug1_data=Name of dataset; % Zolpidem 10 mg Dataset 

Drug2_data=Name of dataset; % Zolpidem 20 mg Dataset 

Drug3_data=Name of dataset; % Zolpidem 30 mg Dataset 

 

%COLUMNS OF DATASET 

%STD=ID STT=DV TIME EPOCH AWPV NRPV REPV AWK NREM REM  

 

ListRatsBas=unique(Bas_data(:,1));          % Select the number of the ID for each rats. 

ListRatsVec=unique(Vec_data(:,1)); 

ListRatsDrug1=unique(Drug1_data(:,1)); 

ListRatsDrug2=unique(Drug2_data(:,1)); 

ListRatsDrug3=unique(Drug3_data(:,1)); 

 

numObs=360;                                                 % 60min=3600sec, 360 observations per window. 

studyTime=4320;                                           % 12hrs=43200sec, 4320 observations in 12 hours.  

 

Bas_maxC=zeros(length(ListRatsBas),4320/numObs); 

Vec_maxC=zeros(length(ListRatsVec),4320/numObs); 

Drug1_maxC=zeros(length(ListRatsDrug1),4320/numObs); 

Drug2_maxC=zeros(length(ListRatsDrug2),4320/numObs); 

Drug3_maxC=zeros(length(ListRatsDrug3),4320/numObs); 

 

 

for i=1:length(ListRatsBas)                            % For each rata 

                                                                           % Load rat i 

 

Bas_rat=Bas_data(find(Bas_data(:,1)==ListRatsBas(i)),:); 

Vec_rat=Vec_data(find(Vec_data(:,1)==ListRatsVec (i)),:); 

Drug1_rat= Drug1_data(find(Drug1_data(:,1)==ListRatsDrug1(i)),:); 

Drug2_rat= Drug2_data(find(Drug2_data(:,1)==ListRatsDrug2(i)),:); 

Drug3_rat= Drug3_data(find(Drug3_data(:,1)==ListRatsDrug3(i)),:); 

Page 155: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 5 

185  

 

                                                   

k=1;                                                                   % Initialization k (K identifies the window) 

  

   for c=1:numObs:(4320‐numObs+1)  

 

        %Calculation of number of transitions for all groups  

        Bas_windo=Bas_rat(c:(c+360‐1),2); 

        Vec_windo=Vec_rat(c:(c+360‐1),2); 

        Drug1_windo=Drug1_rat(c:(c+360‐1),2); 

        Drug2_windo=Drug2_rat(c:(c+360‐1),2); 

        Drug3_windo=Drug3_rat(c:(c+360‐1),2); 

 

         

        %Baseline 

        j=1; 

        while j<length(Bas_windo) 

            if Bas_windo(j)==2                              % NREM 

                cmax_aux=1; 

                au=j+1; 

                while au<=length(Bas_windo) & Bas_windo(au)==2   

                                                                          % While continuous in NREM                     au=au+1; 

                    cmax_aux=cmax_aux+1; 

                end 

                j=au; 

                if Bas_maxC(i,k)<cmax_aux 

                    Bas_maxC(i,k)=cmax_aux; 

                end 

            else 

                j=j+1; 

            end 

        end 

 

 

        %Vehicle‐Methylcellulose 

        j=1; 

        while j<length(Vec_windo) 

            if Vec_windo(j)==2                                 %NREM 

                cmax_aux=1; 

                au=j+1; 

                while au<=length(Vec_windo) & Vec_windo(au)==2  

                                                                             % While continuous in NREM                     au=au+1; 

                    cmax_aux=cmax_aux+1; 

                end 

                j=au; 

Page 156: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 5 

186  

 

                if Vec_maxC(i,k)<cmax_aux 

                    Vec_maxC(i,k)=cmax_aux; 

                end 

            else 

                j=j+1; 

            end 

        end 

 

 

%Drug 1‐Zolpidem 10 mg 

        j=1; 

        while j<length(Drug1_windo) 

            if Drug1_windo(j)==2                             %NREM 

                cmax_aux=1; 

                au=j+1; 

                while au<=length(Drug1_windo) & Drug1_windo(au)==2  

                                                                              % While continuous in NREM                     au=au+1; 

                    cmax_aux=cmax_aux+1; 

                end 

                j=au; 

                if Drug1_maxC(i,k)<cmax_aux 

                    Drug1_maxC(i,k)=cmax_aux; 

                end 

            else 

                j=j+1; 

            end 

        end 

 

 

%Drug 2‐Zolpidem 20 mg 

        j=1; 

        while j<length(Drug2_windo) 

            if Drug2_windo(j)==2                               %NREM 

                cmax_aux=1; 

                au=j+1; 

                while au<=length(Drug2_windo) & Drug2_windo(au)==2  

                                                                                % While continuous in NREM                     au=au+1; 

                    cmax_aux=cmax_aux+1; 

                end 

                j=au; 

                if Drug2_maxC(i,k)<cmax_aux 

                    Drug2_maxC(i,k)=cmax_aux; 

                end 

            else 

Page 157: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 5 

187  

 

                j=j+1; 

            end 

        end 

 

 

%Drug 3‐Zolpidem 30 mg 

        j=1; 

        while j<length(Drug3_windo) 

            if Drug3_windo(j)==2                               %NREM 

                cmax_aux=1; 

                au=j+1; 

                while au<=length(Drug3_windo) & Drug3_windo(au)==2  

                                                                                % While continuous in NREM                     au=au+1; 

                    cmax_aux=cmax_aux+1; 

                end 

                j=au; 

                if Drug3_maxC(i,k)<cmax_aux 

                    Drug3_maxC(i,k)=cmax_aux; 

                end 

            else 

                j=j+1; 

            end 

        end 

        k=k+1; 

    end 

end 

  

mean_Bas_maxC=mean(Bas_maxC); 

mean_Vec_maxC=mean(Vec_maxC); 

mean_Drug1_maxC=mean(Drug1_maxC); 

mean_Drug2_maxC=mean(Drug2_maxC); 

mean_Drug3_maxC=mean(Drug3_maxC); 

 

 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% 

%                                                                                    PLOTS 

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% 

 

%Xaxis=[4:15]                         Axis % plot x,y,ʹLineWidthʹ,2       Line sizes number 2 

%ʹ‐‐ʹ                                          Dashed line % ʹColorʹ,[0 0.60 0]                 Color Codices    

 

%%BASELINE VS VEHICLE  

Xaxis=[4:15]; 

Page 158: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 5 

188  

 

 

xlim([4,15])                                                                     % Limited of X axis 

 

plot(Xaxis,mean_Bas_maxC,ʹ‐kʹ,ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                            % Plot mean of Baseline    

 

plot(Xaxis,mean_Vec_maxC,ʹ‐bʹ,ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                            % Plot mean of Methylcellulose 

    

plot(Xaxis,Bas_maxC, ʹokʹ,ʹMarkerFaceColorʹ,[0 0 0],ʹMarkerSizeʹ,2) 

hold on 

 

plot(Xaxis,Vec_maxC,ʹokʹ,ʹMarkerFaceColorʹ,[0 0 1],ʹMarkerSizeʹ,2)  

 

%%BASELINE VS DRUGS 

Xaxis=[4:15]; 

xlim([4,15])                                                                     % Limited of X axis 

plot(Xaxis,mean_Bas_maxC,ʹ‐kʹ,ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                            % Plot mean of Baseline    

 

plot(Xaxis,mean_Drug1_maxC,ʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ,[1 0.800000011920929  0.800000011920929],ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                            % Plot mean of Drug 1 

 

plot(Xaxis,mean_Drug2_maxC,ʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ,[0.400000005960464 0 0],ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                             % Plot mean of Drug 2 

 

plot(Xaxis,mean_Drug3_maxC,ʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ,[1 0 0],ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                             % Plot mean of Drug 3 

 

plot(Xaxis,Bas_maxC,ʹokʹ,ʹMarkerFaceColorʹ,[0 0 0],ʹMarkerSizeʹ,2) 

hold on 

 

plot(Xaxis,Drug1_maxC,ʹokʹ,ʹMarkerFaceColorʹ,[1 0.800000011920929  0.800000011920929] ,ʹMarkerSizeʹ,2) 

hold on 

 

plot(Xaxis,Drug2_maxC,ʹokʹ,ʹMarkerFaceColorʹ,[0.400000005960464 0 0],ʹMarkerSizeʹ,2) 

hold on 

 

plot(Xaxis,Drug3_maxC,ʹokʹ,ʹMarkerFaceColorʹ,[1 0 0],ʹMarkerSizeʹ,2) 

hold on 

 

 

 

 

Page 159: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 5 

189  

 

 

DESCRIPTORS OF SLEEP 

4. MAXIMUM TIME CONSECUTIVE 

4.3. REM 

 

%Load data set 

%Rename of datasets  

Bas_data=Name of dataset;             % Baseline Dataset                                          Vec_data=Name of dataset; % Methylcellulose Dataset 

Drug1_data=Name of dataset; % Zolpidem 10 mg Dataset 

Drug2_data=Name of dataset; % Zolpidem 20 mg Dataset 

Drug3_data=Name of dataset; % Zolpidem 30 mg Dataset 

 

%COLUMNS OF DATASET 

%STD=ID STT=DV TIME EPOCH AWPV NRPV REPV AWK NREM REM  

 

ListRatsBas=unique(Bas_data(:,1));          % Select the number of the ID for each rats. 

ListRatsVec=unique(Vec_data(:,1)); 

ListRatsDrug1=unique(Drug1_data(:,1)); 

ListRatsDrug2=unique(Drug2_data(:,1)); 

ListRatsDrug3=unique(Drug3_data(:,1)); 

 

numObs=360;                                                % 60min=3600sec, 360 observations per window. 

studyTime=4320;                                          % 12hrs=43200sec, 4320 observations in 12 hours.  

  

Bas_maxC=zeros(length(ListRatsBas),4320/numObs); 

Vec_maxC=zeros(length(ListRatsVec),4320/numObs); 

Drug1_maxC=zeros(length(ListRatsDrug1),4320/numObs); 

Drug2_maxC=zeros(length(ListRatsDrug2),4320/numObs); 

Drug3_maxC=zeros(length(ListRatsDrug3),4320/numObs); 

 

 

for i=1:length(ListRatsBas)                          % For each rata 

                                                                         % Load rat i 

 

Bas_rat=Bas_data(find(Bas_data(:,1)==ListRatsBas(i)),:); 

Vec_rat=Vec_data(find(Vec_data(:,1)==ListRatsVec(i)),:); 

Drug1_rat= Drug1_data(find(Drug1_data(:,1)==ListRatsDrug1(i)),:); 

Drug2_rat= Drug2_data(find(Drug2_data(:,1)==ListRatsDrug2(i)),:); 

Drug3_rat= Drug3_data(find(Drug3_data(:,1)==ListRatsDrug3(i)),:); 

Page 160: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 5 

190  

 

                                                                             

k=1;                                                                     % Initialization k (K identifies the window) 

 

for c=1:numObs:(4320‐numObs+1)  

 

        %Calculation of number of transitions for all groups  

        Bas_windo=Bas_rat(c:(c+360‐1),2); 

        Vec_windo=Vec_rat(c:(c+360‐1),2); 

        Drug1_windo=Drug1_rat(c:(c+360‐1),2); 

        Drug2_windo=Drug2_rat(c:(c+360‐1),2); 

        Drug3_windo=Drug3_rat(c:(c+360‐1),2); 

 

      

        %Baseline 

        j=1; 

        while j<length(Bas_windo) 

            if Bas_windo(j)==3                                    %REM 

                cmax_aux=1; 

                au=j+1; 

                while au<=length(Bas_windo) & Bas_windo(au)==3  

                                                                                 % While continuous in REM 

                    au=au+1; 

                    cmax_aux=cmax_aux+1; 

                end 

                j=au; 

                if Bas_maxC(i,k)<cmax_aux 

                    Bas_maxC(i,k)=cmax_aux; 

                end 

            else 

                j=j+1; 

            end 

        end 

 

 

        %Vehicle‐Methylcellulose 

        j=1; 

        while j<length(Vec_windo) 

            if Vec_windo(j)==3                                      %REM  

                cmax_aux=1; 

                au=j+1; 

                while au<=length(Vec_windo) & Vec_windo(au)==3  

                                                                                   % While continuous in REM 

                    au=au+1; 

                    cmax_aux=cmax_aux+1; 

                end 

 

 

Page 161: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 5 

191  

 

 

                j=au; 

                if Vec_maxC(i,k)<cmax_aux 

                    Vec_maxC(i,k)=cmax_aux; 

                end 

            else 

                j=j+1; 

            end 

        end 

 

 

      %Drug 1‐ Zolpidem 10 mg     

        j=1; 

        while j<length(Drug1_windo) 

            if Drug1_windo(j)==3                                 %REM  

                cmax_aux=1; 

                au=j+1; 

                while au<=length(Drug1_windo) & Drug1_windo(au)==3  

                                                                                  % While continuous in REM 

                    au=au+1; 

                    cmax_aux=cmax_aux+1; 

                end 

                j=au; 

                if Drug1_maxC(i,k)<cmax_aux 

                    Drug1_maxC(i,k)=cmax_aux; 

                end 

            else 

                j=j+1; 

            end 

        end 

 

 

%Drug 2‐ Zolpidem 20 mg     

        j=1; 

        while j<length(Drug2_windo) 

            if Drug2_windo(j)==3                                 %REM  

                cmax_aux=1; 

                au=j+1; 

                while au<=length(Drug2_windo) & Drug2_windo(au)==3  

                                                                                 % While continuous in REM 

                    au=au+1; 

                    cmax_aux=cmax_aux+1; 

                end 

                j=au; 

                if Drug2_maxC(i,k)<cmax_aux 

                    Drug2_maxC(i,k)=cmax_aux; 

                end 

Page 162: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 5 

192  

 

 

            else 

                j=j+1; 

            end 

        end 

 

 

%Drug 3‐ Zolpidem 30 mg     

        j=1; 

        while j<length(Drug3_windo) 

            if Drug3_windo(j)==3                                %REM  

                cmax_aux=1; 

                au=j+1; 

                while au<=length(Drug3_windo) & Drug3_windo(au)==3  

                                                                                 % While continuous in REM 

                    au=au+1; 

                    cmax_aux=cmax_aux+1; 

                end 

                j=au; 

                if Drug3_maxC(i,k)<cmax_aux 

                    Drug3_maxC(i,k)=cmax_aux; 

                end 

            else 

                j=j+1; 

            end 

        end 

        k=k+1; 

    end 

end 

  

mean_Bas_maxC=mean(Bas_maxC); 

mean_Vec_maxC=mean(Vec_maxC); 

mean_Drug1_maxC=mean(Drug1_maxC); 

mean_Drug2_maxC=mean(Drug2_maxC); 

mean_Drug3_maxC=mean(Drug3_maxC); 

 

 

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% 

%                                                                                    PLOTS 

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% 

 

%Xaxis=[4:15]                         Axis % plot x,y,ʹLineWidthʹ,2       Line sizes number 2 

%ʹ‐‐ʹ                                          Dashed line % ʹColorʹ,[0 0.60 0]                 Color Codices    

 

Page 163: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 5 

193  

 

%%BASELINE VS VEHICLE  

Xaxis=[4:15]; 

xlim([4,15])                                                                     % Limited of X axis 

plot(Xaxis,mean_Bas_maxC,ʹ‐kʹ,ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                            % Plot mean of Baseline    

 

plot(Xaxis,mean_Vec_maxC,ʹ‐bʹ,ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                            % Plot mean of Methylcellulose 

    

plot(Xaxis,Bas_maxC, ʹokʹ,ʹMarkerFaceColorʹ,[0 0 0],ʹMarkerSizeʹ,2) 

hold on 

 

plot(Xaxis,Vec_maxC,ʹokʹ,ʹMarkerFaceColorʹ,[0 0 1],ʹMarkerSizeʹ,2)  

 

%%BASELINE VS DRUGS 

Xaxis=[4:15]; 

xlim([4,15])                                                                     % Limited of X axis 

plot(Xaxis,mean_Bas_maxC,ʹ‐kʹ,ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                            % Plot mean of Baseline    

 

plot(Xaxis,mean_Drug1_maxC,ʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ,[1 0.800000011920929  0.800000011920929],ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                            % Plot mean of Drug 1 

 

plot(Xaxis,mean_Drug2_maxC,ʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ,[0.400000005960464 0 0],ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                            % Plot mean of Drug 2 

 

plot(Xaxis,mean_Drug3_maxC,ʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ,[1 0 0],ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                            % Plot mean of Drug 3 

 

plot(Xaxis,Bas_maxC,ʹokʹ,ʹMarkerFaceColorʹ,[0 0 0],ʹMarkerSizeʹ,2) 

hold on 

 

plot(Xaxis,Drug1_maxC,ʹokʹ,ʹMarkerFaceColorʹ,[1 0.800000011920929  0.800000011920929] ,ʹMarkerSizeʹ,2) 

hold on 

 

plot(Xaxis,Drug2_maxC,ʹokʹ,ʹMarkerFaceColorʹ,[0.400000005960464 0 0],ʹMarkerSizeʹ,2) 

hold on 

 

plot(Xaxis,Drug3_maxC,ʹokʹ,ʹMarkerFaceColorʹ,[1 0 0],ʹMarkerSizeʹ,2) 

hold on  

Page 164: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 6 

194  

 

APPENDIX 6 

SCRIPTS: VISUAL PREDICTIVE CHECK 

1. PERCENTAGE OF SLEEP STAGE 

 

‐ Drug  Simulated data 

 

%Load data set 

%Rename of dataset  

Zol_simulated=Name of simulated dataset(:,[1 2 3 4 5]);  

                                                                              % Drug simulated dataset (selected only 5 columns)  

Zol_simulated=Name of simulated dataset(find(Zol_simulated(:,2)==1),[1 3 4 5]); 

                                                                              % Selected only 4 columns  

%COLUMNS OF DATASET 

%NSIM ID EPOC DV PDV PSDV APAW APNR NPAW NPNR NPRE RPAW RPNR RPRE CP 

%NSIM(1) EPOC(3) DV(4) PDV(5) 

 

ListRatsZol=unique(Zol_simulated(:,1));  

                                                                               % Select the number of the ID for each rats. 

 

numObs=360;                                                       % 60min=3600sec, 360 observations per window. 

studyTime=4320;                                                 % 12hrs=43200sec, 4320 observations in 12 hours.                                   

for i=1:length(ListRatsZol)                                 % For each rata 

                                                                                % Load rat i 

 

    Zol_rat= Zol_simulated(find(Zol_simulated(:,1)==ListRatsZol(i)),:); 

                                                                                % Initialization k (K identifies the window)  

 

    k=1; 

    for c=1:numObs:(4320‐numObs+1)  

 

        %Load the states of the corresponding window of the animal i  

        Zol_windo= Zol_rat (c:(c+360‐1),3); 

        Zol_perc1(i,k)=numel(find(Zol_windo==1))*100/numObs; 

        Zol_perc2(i,k)=numel(find(Zol_windo==2))*100/numObs; 

        Zol_perc3(i,k)=numel(find(Zol_windo==3))*100/numObs; 

         

        k=k+1; 

    end 

Page 165: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 6 

195  

 

 

end 

 

Zol_prctile1=prctile(Zol_perc1,[2.5 50 97.5]); 

Zol_prctile2=prctile(Zol_perc2,[2.5 50 97.5]); 

Zol_prctile3=prctile(Zol_perc3,[2.5 50 97.5]); 

 

 

 

‐ Drug  Observed data 

 %Load data set 

%Rename of datasets  

Zol_Obs=Name of dataset;                    % Drug Dataset                                           

%COLUMNS OF DATASET 

%STD=ID STT=DV TIME EPOCH AWPV NRPV REPV AWK NREM REM  

 

ListRatsZol=unique(Zol_Obs(:,1));              %  Select the number of the ID for each rats. 

 

numObs=360;                                                   %  60min=3600sec, 360 observations per window. 

studyTime=4320;                                             %  12hrs=43200sec, 4320 observations in 12 hours.  

for i=1:length(ListRatsZol) 

     Zol_rat_Obs=Zol_data(find(Zol_Obs (:,1)==ListRatsZol(i)),:); 

 

     k=1; 

     for c=1:numObs:(4320‐numObs+1) 

Zol_windo_Obs= Zol_rat_Obs(c:(c+360‐1),2); 

Zol_perc1_Obs(i,k)=numel(find(Zol_windo_Obs==1))*100/numObs; 

Zol_perc2_Obs(i,k)=numel(find(Zol_windo_Obs==2))*100/numObs; 

Zol_perc3_Obs(i,k)=numel(find(Zol_windo_Obs==3))*100/numObs; 

k=k+1; 

   end 

end 

 

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% 

%                                                                                    PLOTS 

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% 

 

%Xaxis=[4:16]                         Axis % plot x,y,ʹLineWidthʹ,2       Line sizes number 2 

%ʹ‐‐ʹ                                          Dashed line % ʹColorʹ,[0 0.60 0]                 Color Codices  

Page 166: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 6 

196  

  

% Percentage of AWAKE 

subplot(3,1,1)                                                              %  3 indicated the number of row, 1 indicated the number 

of columns and 1indicated the position of plot.   

 

Xaxis=[4,16]; 

ylim([0,100])                                                                % Limited of y axis 

xlim([4,15])                                                                  % Limited of X axis 

plot(Xaxis, Zol_prctile1,ʹColorʹ,[0 0 1],ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                         % Percentiles of Simulated data 

 

plot(Xaxis, Zol_perc1_Obs,ʹokʹ,ʹMarkerFaceColorʹ,[0 0 1],ʹMarkerSizeʹ,2) 

hold on                                                                          % Observation data of % AWAKE 

plot(Xaxis,median(Zol_perc1_Obs),ʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ,[0 0 1],ʹLineWidthʹ,2)  

                                                                                       % Median of observed data    

 

% Percentage of NREM 

subplot(3,1,2)                                                              % Second plot, position 2.   Xaxis=[4,16];                                                                 

ylim([0,100])                                                                % Limited of y axis 

xlim([4,15])                                                                  % Limited of x axis 

plot(Xaxis, Zol_prctile2, ʹColorʹ,[0 0 1],ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                        % Percentiles of Simulated data 

 

plot(Xaxis, Zol_perc2_Obs,ʹokʹ,ʹMarkerFaceColorʹ,[0 0 1],ʹMarkerSizeʹ,2) 

hold on                                                                         % Observation data of % NREM 

 

plot(Xaxis,median(Zol_perc2_Obs),ʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ,[0 0 1],ʹLineWidthʹ,2) 

                                                                                        % Median of observed data    

 

% Percentage of REM 

subplot(3,1,3)                                                                % Third plot, position 3.   Xaxis=[4,16]; 

ylim([0,100])                                                                  % Limited of y axis 

xlim([4,15])                                                                    % Limited of y axis 

plot(Xaxis, Zol_prctile3,ʹColorʹ,[0 0 1],ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                           % Percentiles of Simulated data 

 

plot(Xaxis, Zol_perc3_Obs,ʹokʹ,ʹMarkerFaceColorʹ,[0 0 1],ʹMarkerSizeʹ,2) 

hold on                                                                            % Observation data of % NREM 

 

plot(Xaxis,median(Zol_perc3_Obs),ʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ,[0 0 1],ʹLineWidthʹ,2) 

                                                                                        % Median of observed data     

  

Page 167: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 6 

197  

  

VISUAL PREDICTIVE CHECK 

2. TRANSITIONS PROBABILITIES  

‐ Drugs Simulated data from AWAKE 

%Load data set 

%Rename of dataset  

Zol_simulated=Name of simulated dataset(:,[1 2 3 4 5]);  

                                                                              % Drug simulated dataset (selected only 5 columns)  

Zol_simulated=Name of simulated dataset(find(Zol_simulated(:,2)==1),[1 3 4 5]); 

                                                                              % Selected only 4 columns  

%COLUMNS OF DATASET 

%NSIM ID EPOC DV PDV PSDV APAW APNR NPAW NPNR NPRE RPAW RPNR RPRE CP 

%NSIM(1) EPOC(3) DV(4) PDV(5) 

 

ListRatsZol=unique(Zol_simulated(:,1));  

                                                                               % Select the number of the ID for each rats. 

 

numObs=360;                                                       % 60min=3600sec, 360 observations per window. 

studyTime=4320;                                                 % 12hrs=43200sec, 4320 observations in 12 hours.  

%%%Initialization of Baseline 

 

Zol_numelAWtoAW=zeros(length(ListRatsZol),4320/numObs); 

Zol_numelAWtoNR=zeros(length(ListRatsZol),4320/numObs); 

Zol_numelAWtoRE=zeros(length(ListRatsZol),4320/numObs); 

  

% Transitions probabilities  

 

for i=1:length(ListRatsZol)                                  % For each rata 

                                                                                 % Load rat i 

 

    Zol_rat=Zol_simulated (find(Zol_simulated(:,1)==ListRatsZol(i)),:); 

     

                                                                                  

    k=1;                                                                      % Initialization k (K identifies the window) 

   for c=1:numObs:(4320‐numObs+1)         

                                                                                  % If the window have 360 observations4320/360=12 window 

 

% Calculation of number of transitions  

        Zol_windo=Zol_rat(c:(c+360‐1),3); 

 

Page 168: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 6 

198  

                 

        Zol_numelAWAKE=numel(find(Zol_windo==1)); 

        for j=1:numObs‐1 

            if Zol_windo(j)==1 

                if Zol_windo(j+1)==1 

                    Zol_numelAWtoAW(i,k)=nansum([Zol_numelAWtoAW(i,k) 1],2); 

                elseif Zol_windo(j+1)==2 

                    Zol_numelAWtoNR(i,k)=nansum([Zol_numelAWtoNR(i,k) 1],2); 

                elseif Zol_windo(j+1)==3 

                     Zol_numelAWtoRE(i,k)= nansum([Zol_numelAWtoRE(i,k) 1],2); 

                end  

            end     

        end 

     

        Zol_prob_fromAWtoAW(i,k)=Zol_numelAWtoAW(i,k)/Zol_numelAWAKE; 

        Zol_prob_fromAWtoNR(i,k)=Zol_numelAWtoNR(i,k)/Zol_numelAWAKE; 

        Zol_prob_fromAWtoRE(i,k)=Zol_numelAWtoRE(i,k)/Zol_numelAWAKE; 

         

        k=k+1; 

    end 

end 

  

median_Zol_prob_fromAWtoAW=nanmedian(Zol_prob_fromAWtoAW); 

median_Zol_prob_fromAWtoNR=nanmedian(Zol_prob_fromAWtoNR); 

median_Zol_prob_fromAWtoRE=nanmedian(Zol_prob_fromAWtoRE); 

pp1=median_Zol_prob_fromAWtoAW+median_Zol_prob_fromAWtoNR+median_Zol_prob_fromAWtoRE 

  

prctile_Zol_prob_fromAWtoAW=prctile(Zol_prob_fromAWtoAW,[5 50 95]); 

prctile_Zol_prob_fromAWtoNR=prctile(Zol_prob_fromAWtoNR,[5 50 95]); 

prctile_Zol_prob_fromAWtoRE=prctile(Zol_prob_fromAWtoRE,[5 50 95]); 

 

‐ Drugs Observed data from AWAKE 

%Load data set 

%Rename of datasets  

Zol_Obs =Name of dataset;                  % Drug Dataset                                           

%COLUMNS OF DATASET 

%STD=ID STT=DV TIME EPOCH AWPV NRPV REPV AWK NREM REM  

 

 

ListRatsZol=unique(Zol_Obs(:,1));              % Select the number of the ID for each rats. 

numObs=360;                                                  % 60min=3600sec, 360 observations per window. 

studyTime=4320;                                            % 12hrs=43200sec, 4320 observations in 12 hours.  

 

Page 169: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 6 

199  

 

%%%Initialization of Baseline 

Zol_numelAWtoAW_Obs=zeros(length(ListRatsZol),4320/numObs); 

Zol_numelAWtoNR_Obs=zeros(length(ListRatsZol),4320/numObs); 

Zol_numelAWtoRE_Obs=zeros(length(ListRatsZol),4320/numObs); 

 

% Transitions probabilities  

for i=1:length(ListRatsZol)                              % For each rata 

                                                                             % Load rat i 

 

     Zol_rat_Obs=Zol_Obs (find(Zol_Obs (:,1)==ListRatsZol(i)),:); 

   

                                                                              % Initialization k (K identifies the window) 

    k=1; 

 

   for c=1:numObs:(4320‐numObs+1)         

                                                                               % If the window have 360 observations4320/360=12 window 

                                                              

        Zol_windo_Obs=Zol_rat_Obs(c:(c+360‐1),2); 

        Zol_numelAWAKE_Obs=numel(find(Zol_windo_Obs==1)); 

               

        for j=1:numObs‐1 

            if Zol_windo_Obs(j)==1 

                if Zol_windo_Obs(j+1)==1 

                    Zol_numelAWtoAW_Obs(i,k)=nansum([Zol_numelAWtoAW_Obs(i,k) 1],2); 

                elseif Zol_windo_Obs(j+1)==2 

                    Zol_numelAWtoNR_Obs(i,k)=nansum([Zol_numelAWtoNR_Obs(i,k) 1],2); 

                elseif Zol_windo_Obs(j+1)==3 

                     Zol_numelAWtoRE_Obs(i,k)= nansum([Zol_numelAWtoRE_Obs(i,k) 1],2); 

                end  

            end 

        end               

 

        Zol_prob_fromAWtoAW_Obs(i,k)=Zol_numelAWtoAW_Obs(i,k)/Zol_numelAWAKE_Obs; 

        Zol_prob_fromAWtoNR_Obs(i,k)=Zol_numelAWtoNR_Obs(i,k)/Zol_numelAWAKE_Obs; 

        Zol_prob_fromAWtoRE_Obs(i,k)=Zol_numelAWtoRE_Obs(i,k)/Zol_numelAWAKE_Obs; 

        k=k+1; 

    end 

end 

  

median_Zol_prob_fromAWtoAW_Obs=nanmedian(Zol_prob_fromAWtoAW_Obs); 

median_Zol_prob_fromAWtoNR_Obs=nanmedian(Zol_prob_fromAWtoNR_Obs); 

median_Zol_prob_fromAWtoRE_Obs=nanmedian(Zol_prob_fromAWtoRE_Obs); 

   

pp1=median_Zol_prob_fromAWtoAW_Obs+median_Zol_prob_fromAWtoNR_Obs+median_Zol_prob_from

AWtoRE_Obs 

  

Page 170: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 6 

200  

 

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% 

%                                                                                    PLOTS 

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% 

 

%Xaxis=[4:16]                         Axis % plot x,y,ʹLineWidthʹ,2       Line sizes number 2 

%ʹ‐‐ʹ                                          Dashed line % ʹColorʹ,[0 0.60 0]                 Color Codices   

 

subplot(3,3,1)                                                              %  3 indicated the number of row, 3 indicated the number 

of columns and 1 indicated the position of plot.  

Xaxis=[4,16]; 

ylim([0,1])                                                                    % Limited of y axis 

xlim([4,15])                                                                  % Limited of X axis 

plot(Xaxis,median_Zol_prob_fromAWtoAW_Obs,ʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ,[0 0 1],ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                        % Median of observed data, TP AW‐AW 

 

plot(Xaxis,Zol_prob_fromAWtoAW_Obs,ʹokʹ,ʹMarkerFaceColorʹ,[0 0 1],ʹMarkerSizeʹ,2) 

hold on                                                                        % Observed data, TP AW‐AW 

 

plot(Xaxis,prctile_Zol_prob_fromAWtoAW,ʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ,[0 0 1],ʹLineWidthʹ,2) 

                                                                                      % Percentile of simulated data, TP AW‐AW 

 

 

subplot(3,3,2)                                                               % Second plot, position 2.   Xaxis=[4,16]; 

ylim([0,1])                                                                     % Limited of y axis 

xlim([4,15])                                                                   % Limited of X axis 

plot(Xaxis,median_Zol_prob_fromAWtoNR_Obs,ʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ,[0 0 1],ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                         % Median of observed data, TP AW‐NR 

 

plot(Xaxis,Zol_prob_fromAWtoNR_Obs,ʹokʹ,ʹMarkerFaceColorʹ,[0 0 1],ʹMarkerSizeʹ,2) 

hold on                                                                         % Observed data, TP AW‐NR 

plot(Xaxis,prctile_Zol_prob_fromAWtoNR,ʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ,[0 0 1],ʹLineWidthʹ,2) 

                                                                                       % Percentile of simulated data, TP AW‐NR 

         

 

subplot(3,3,3)                                                               % Third plot, position 3.   Xaxis=[4,16]; 

ylim([0,1])                                                                     % Limited of y axis 

xlim([4,15])                                                                   % Limited of X axis 

plot(Xaxis,median_Zol_prob_fromAWtoRE_Obs,ʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ,[0 0 1],ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                          % Median of observed data, TP AW‐RE 

 

 

Page 171: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 6 

201  

 

 

plot(Xaxis,Zol_prob_fromAWtoRE_Obs,ʹokʹ,ʹMarkerFaceColorʹ,[0 0 1],ʹMarkerSizeʹ,2) 

hold on                                                                              % Observed data, TP AW‐RE 

plot(Xaxis,prctile_Zol_prob_fromAWtoRE,ʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ,[0 0 1],ʹLineWidthʹ,2) 

                                                                                            % Percentile of simulated data, TP AW‐RE  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 172: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 6 

202  

 

 

2. TRANSITIONS PROBABILITIES 

‐ Drugs Simulated data from NREM 

%Load data set 

%Rename of dataset  

Zol_simulated=Name of simulated dataset(:,[1 2 3 4 5]);  

                                                                              % Drug simulated dataset (selected only 5 columns)  

Zol_simulated=Name of simulated dataset(find(Zol_simulated(:,2)==1),[1 3 4 5]); 

                                                                               % Selected only 4 columns  

%COLUMNS OF DATASET 

%NSIM ID EPOC DV PDV PSDV APAW APNR NPAW NPNR NPRE RPAW RPNR RPRE CP 

%NSIM(1) EPOC(3) DV(4) PDV(5) 

 

ListRatsZol=unique(Zol_simulated(:,1));  

                                                                               % Select the number of the ID for each rats. 

numObs=360;                                                       % 60min=3600sec, 360 observations per window. 

studyTime=4320;                                                 % 12hrs=43200sec, 4320 observations in 12 hours.  

%%%Initialization of Baseline 

 

Zol_numelNRtoAW=zeros(length(ListRatsZol),4320/numObs); 

Zol_numelNRtoNR=zeros(length(ListRatsZol),4320/numObs); 

Zol_numelNRtoRE=zeros(length(ListRatsZol),4320/numObs); 

  

% Transitions probabilities  

 

for i=1:length(ListRatsZol)                                 % For each rata 

                                                                                % Load rat i 

 

    Zol_rat=Zol_simulated (find(Zol_simulated(:,1)==ListRatsZol(i)),:); 

     

                                                                                  

    k=1;                                                                      % Initialization k (K identifies the window) 

 

   for c=1:numObs:(4320‐numObs+1)         

                                                                                 % If the window have 360 observations4320/360=12 window 

                                                                       

% Calculation of number of transitions  

        Zol_windo=Zol_rat(c:(c+360‐1),3); 

        Zol_numelNREM=numel(find(Zol_windo==2)); 

 

               

Page 173: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 6 

203  

 

 

        for j=1:numObs‐1 

            if Zol_windo(j)==2 

                if Zol_windo(j+1)==1 

                    Zol_numelNRtoAW(i,k)=nansum([Zol_numelNRtoAW(i,k) 1],2); 

                elseif Zol_windo(j+1)==2 

                    Zol_numelNRtoNR(i,k)=nansum([Zol_numelNRtoNR(i,k) 1],2); 

                elseif Zol_windo(j+1)==3 

                     Zol_numelNRtoRE(i,k)=nansum([Zol_numelNRtoRE(i,k) 1],2); 

                end  

            end    

        end    

 

        Zol_prob_fromNRtoAW(i,k)=Zol_numelNRtoAW(i,k)/Zol_numelNREM; 

        Zol_prob_fromNRtoNR(i,k)=Zol_numelNRtoNR(i,k)/Zol_numelNREM; 

        Zol_prob_fromNRtoRE(i,k)=Zol_numelNRtoRE(i,k)/Zol_numelNREM; 

         

        k=k+1; 

    end 

end 

  

median_Zol_prob_fromNRtoAW=nanmedian(Zol_prob_fromNRtoAW); 

median_Zol_prob_fromNRtoNR=nanmedian(Zol_prob_fromNRtoNR); 

median_Zol_prob_fromNRtoRE=nanmedian(Zol_prob_fromNRtoRE); 

pp1=median_Zol_prob_fromNRtoAW+median_Zol_prob_fromNRtoNR+median_Zol_prob_fromNRtoRE 

   

prctile_Zol_prob_fromNRtoAW=prctile(Zol_prob_fromNRtoAW,[5 50 95]); 

prctile_Zol_prob_fromNRtoNR=prctile(Zol_prob_fromNRtoNR,[5 50 95]); 

prctile_Zol_prob_fromNRtoRE=prctile(Zol_prob_fromNRtoRE,[5 50 95]);  

‐ Drugs Observed data from NREM 

%Load data set 

%Rename of datasets  

Zol_Obs =Name of dataset;                  % Drug Dataset                                           

%COLUMNS OF DATASET 

%STD=ID STT=DV TIME EPOCH AWPV NRPV REPV AWK NREM REM  

 

ListRatsZol=unique(Zol_Obs(:,1));               %  Select the number of the ID for each rats. 

 

numObs=360;                                                   %  60min=3600sec, 360 observations per window. 

studyTime=4320;                                             %  12hrs=43200sec, 4320 observations in 12 hours.  

 

Page 174: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 6 

204  

 

%%%Initialization of Baseline 

Zol_numelAWtoAW_Obs=zeros(length(ListRatsZol),4320/numObs); 

Zol_numelAWtoNR_Obs=zeros(length(ListRatsZol),4320/numObs); 

Zol_numelAWtoRE_Obs=zeros(length(ListRatsZol),4320/numObs); 

 

% Transitions probabilities  

for i=1:length(ListRatsZol)                              % For each rata 

                                                                             % Load rat i 

 

     Zol_rat_Obs=Zol_Obs (find(Zol_Obs (:,1)==ListRatsZol(i)),:); 

   

                                                                               

    k=1;                                                                   % Initialization k (K identifies the window) 

 

   for c=1:numObs:(4320‐numObs+1)         

                                                                               % If the window have 360 observations4320/360=12 window 

              

       % Calculation of Number of Transitions                                        

        Zol_windo_Obs=Zol_rat_Obs(c:(c+360‐1),2); 

        Zol_numelNREM_Obs=numel(find(Zol_windo_Obs==2)); 

               

        for j=1:numObs‐1 

            if Zol_windo_Obs(j)==2 

                if Zol_windo_Obs(j+1)==1 

                    Zol_numelNRtoAW_Obs(i,k)=nansum([Zol_numelNRtoAW_Obs(i,k) 1],2); 

                elseif Zol_windo_Obs(j+1)==2 

                    Zol_numelNRtoNR_Obs(i,k)=nansum([Zol_numelNRtoNR_Obs(i,k) 1],2); 

                elseif Zol_windo_Obs(j+1)==3 

                     Zol_numelNRtoRE_Obs(i,k)= nansum([Zol_numelNRtoRE_Obs(i,k) 1],2); 

                end 

            end 

        end 

  

        Zol_prob_fromNRtoAW_Obs(i,k)=Zol_numelNRtoAW_Obs(i,k)/Zol_numelNREM_Obs; 

        Zol_prob_fromNRtoNR_Obs(i,k)=Zol_numelNRtoNR_Obs(i,k)/Zol_numelNREM_Obs; 

        Zol_prob_fromNRtoRE_Obs(i,k)=Zol_numelNRtoRE_Obs(i,k)/Zol_numelNREM_Obs; 

        k=k+1; 

    end 

end 

  

median_Zol_prob_fromNRtoAW_Obs=nanmedian(Zol_prob_fromNRtoAW_Obs); 

median_Zol_prob_fromNRtoNR_Obs=nanmedian(Zol_prob_fromNRtoNR_Obs) 

median_Zol_prob_fromNRtoRE_Obs=nanmedian(Zol_prob_fromNRtoRE_Obs); 

  

  

 

Page 175: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 6 

205  

 

 

pp1=median_Zol_prob_fromNRtoAW_Obs+median_Zol_prob_fromNRtoNR_Obs+median_Zol_prob_from

NRtoRE_Obs  

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% 

%                                                                                    PLOTS 

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% 

 

%Xaxis=[4:16]                         Axis % plot x,y,ʹLineWidthʹ,2       Line sizes number 2 

%ʹ‐‐ʹ                                          Dashed line % ʹColorʹ,[0 0.60 0]                 Color Codices   

 

subplot(3,3,4)                                                              % 3 indicated the number of row, 3 indicated the number 

of columns and 4 indicated the position of plot.  

Xaxis=[4,16]; 

ylim([0,1])                                                                    % Limited of y axis 

xlim([4,15])                                                                  % Limited of X axis 

plot(Xaxis,median_Zol_prob_fromNRtoAW_Obs,ʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ,[0 0 1],ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                         % Median of observed data, TP NR‐AW 

 

plot(Xaxis,Zol_prob_fromNRtoAW_Obs,ʹokʹ,ʹMarkerFaceColorʹ,[0 0 1],ʹMarkerSizeʹ,2) 

hold on                                                                         % Observed data, TP NR‐AW 

 

plot(Xaxis,prctile_Zol_prob_fromNRtoAW,ʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ,[0 0 1],ʹLineWidthʹ,2) 

                                                                                      % Percentile of simulated data, TP NR‐AW 

 

 

subplot(3,3,5)                                                               % Fifth plot, position 5.   Xaxis=[4,16]; 

ylim([0,1])                                                                     % Limited of y axis 

xlim([4,15])                                                                   % Limited of X axis 

plot(Xaxis,median_Zol_prob_fromNRtoNR_Obs,ʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ,[0 0 1],ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                          % Median of observed data, TP NR‐NR 

 

plot(Xaxis,Zol_prob_fromNRtoNR_Obs,ʹokʹ,ʹMarkerFaceColorʹ,[0 0 1],ʹMarkerSizeʹ,2) 

hold on                                                                          % Observed data, TP NR‐NR 

 

plot(Xaxis,prctile_Zol_prob_fromNRtoNR, ʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ,[0 0 1],ʹLineWidthʹ,2) 

                                                                                        % Percentile of simulated data, TP NR‐NR 

 

 

subplot(3,3,6)                                                              % Sixth plot, position 2.   Xaxis=[4,16]; 

ylim([0,1])                                                                    % Limited of y axis 

Page 176: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 6 

206  

 

 

xlim([4,15])                                                                  % Limited of X axis 

plot(Xaxis,median_Zol_prob_fromNRtoRE_Obs,ʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ,[0 0 1],ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                         % Median of observed data, TP NR‐RE 

 

 

plot(Xaxis,Zol_prob_fromNRtoRE_Obs,ʹokʹ,ʹMarkerFaceColorʹ,[0 0 1],ʹMarkerSizeʹ,2) 

hold on                                                                        % Observed data, TP NR‐RE 

plot(Xaxis,prctile_Zol_prob_fromNRtoRE,ʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ,[0 0 1],ʹLineWidthʹ,2) 

                                                                                      % Percentile of simulated data, TP NR‐RE 

  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 177: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 6 

207  

 

 

2. TRANSITIONS PROBABILITIES 

‐ Drugs Simulated data from REM 

%Load data set 

%Rename of dataset  

Zol_simulated=Name of simulated dataset(:,[1 2 3 4 5]);  

                                                                                     % Drug simulated dataset (selected only 5 columns)  

Zol_simulated=Name of simulated dataset(find(Zol_simulated(:,2)==1),[1 3 4 5]); 

                                                                                      % Selected only 4 columns  

%COLUMNS OF DATASET 

%NSIM ID EPOC DV PDV PSDV APAW APNR NPAW NPNR NPRE RPAW RPNR RPRE CP 

%NSIM(1) EPOC(3) DV(4) PDV(5) 

 

ListRatsZol=unique(Zol_simulated(:,1));  

                                                                                  % Select the number of the ID for each rats. 

 

numObs=360;                                                          % 60min=3600sec, 360 observations per window. 

studyTime=4320;                                                    % 12hrs=43200sec, 4320 observations in 12 hours.  

%%%Initialization of Baseline 

 

Zol_numelREtoAW=zeros(length(ListRatsZol),4320/numObs); 

Zol_numelREtoNR=zeros(length(ListRatsZol),4320/numObs); 

Zol_numelREtoRE=zeros(length(ListRatsZol),4320/numObs); 

  

% Transitions probabilities  

 

for i=1:length(ListRatsZol)                                   % For each rata 

                                                                                  % Load rat i 

 

    Zol_rat=Zol_simulated (find(Zol_simulated(:,1)==ListRatsZol(i)),:); 

     

                                                                                   

    k=1;                                                                      % Initialization k (K identifies the window) 

 

   for c=1:numObs:(4320‐numObs+1)         

                                                                                  % If the window have 360 observations4320/360=12 window 

                                                                       

        % Calculation of number of transitions  

       Zol_windo=Zol_rat(c:(c+360‐1),3); 

       Zol_numelREM=numel(find(Zol_windo==3)); 

 

Page 178: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 6 

208  

 

      

        for j=1:numObs‐1 

            if Zol_windo(j)==3 

                if Zol_windo(j+1)==1 

                    Zol_numelREtoAW(i,k)=nansum([Zol_numelREtoAW(i,k) 1],2); 

                elseif Zol_windo(j+1)==2 

                    Zol_numelREtoNR(i,k)=nansum([Zol_numelREtoNR(i,k) 1],2); 

                elseif Zol_windo(j+1)==3 

                     Zol_numelREtoRE(i,k)= nansum([Zol_numelREtoRE(i,k) 1],2); 

                end  

            end 

        end 

  

        Zol_prob_fromREtoAW(i,k)=Zol_numelREtoAW(i,k)/Zol_numelREM; 

        Zol_prob_fromREtoNR(i,k)=Zol_numelREtoNR(i,k)/Zol_numelREM; 

        Zol_prob_fromREtoRE(i,k)=Zol_numelREtoRE(i,k)/Zol_numelREM; 

        k=k+1; 

    end 

end 

  

median_Zol_prob_fromREtoAW=nanmedian(Zol_prob_fromREtoAW); 

median_Zol_prob_fromREtoNR=nanmedian(Zol_prob_fromREtoNR); 

median_Zol_prob_fromREtoRE=nanmedian(Zol_prob_fromREtoRE); 

pp1=median_Zol_prob_fromREtoAW+median_Zol_prob_fromREtoNR+median_Zol_prob_fromREtoRE 

   

prctile_Zol_prob_fromREtoAW=prctile(Zol_prob_fromREtoAW,[5 50 95]); 

prctile_Zol_prob_fromREtoNR=prctile(Zol_prob_fromREtoNR,[5 50 95]); 

prctile_Zol_prob_fromREtoRE=prctile(Zol_prob_fromREtoRE,[5 50 95]); 

 

 

‐ Drugs Observed data from REM 

%Load data set 

%Rename of datasets  

Zol_Obs =Name of dataset;                  % Drug Dataset                                           

%COLUMNS OF DATASET 

%STD=ID STT=DV TIME EPOCH AWPV NRPV REPV AWK NREM REM  

 

ListRatsZol=unique(Zol_Obs(:,1));              % Select the number of the ID for each rats. 

numObs=360;                                                  % 60min=3600sec, 360 observations per window. 

studyTime=4320;                                            % 12hrs=43200sec, 4320 observations in 12 hours.  

%%%Initialization of Baseline 

Zol_numelREtoAW_Obs=zeros(length(ListRatsZol),4320/numObs); 

Page 179: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 6 

209  

 

 

Zol_numelREtoNR_Obs=zeros(length(ListRatsZol),4320/numObs); 

Zol_numelREtoRE_Obs=zeros(length(ListRatsZol),4320/numObs); 

 

% Transitions probabilities  

for i=1:length(ListRatsZol)                               % For each rata 

                                                                              % Load rat i 

 

     Zol_rat_Obs=Zol_Obs (find(Zol_Obs (:,1)==ListRatsZol(i)),:); 

   

                                                                              % Initialization k (K identifies the window) 

    k=1; 

 

   for c=1:numObs:(4320‐numObs+1)         

                                                                              % If the window have 360 observations4320/360=12 window 

              

       % Calculation of Number of Transitions                                        

        Zol_windo_Obs=Zol_rat_Obs(c:(c+360‐1),2);       

        Zol_numelREM_Obs=numel(find(Zol_windo_Obs==3));   

         for j=1:numObs‐1 

            if Zol_windo_Obs(j)==3 

                if Zol_windo_Obs(j+1)==1 

                    Zol_numelREtoAW_Obs(i,k)=nansum([Zol_numelREtoAW_Obs(i,k) 1],2); 

                elseif Zol_windo_Obs(j+1)==2 

                    Zol_numelREtoNR_Obs(i,k)=nansum([Zol_numelREtoNR_Obs(i,k) 1],2); 

                elseif Zol_windo_Obs(j+1)==3 

                     Zol_numelREtoRE_Obs(i,k)= nansum([Zol_numelREtoRE_Obs(i,k) 1],2); 

                end  

            end 

        end 

  

        Zol_prob_fromREtoAW_Obs(i,k)=Zol_numelREtoAW_Obs(i,k)/Zol_numelREM_Obs; 

        Zol_prob_fromREtoNR_Obs(i,k)=Zol_numelREtoNR_Obs(i,k)/Zol_numelREM_Obs; 

        Zol_prob_fromREtoRE_Obs(i,k)=Zol_numelREtoRE_Obs(i,k)/Zol_numelREM_Obs; 

         

        k=k+1; 

    end 

end 

 

 median_Zol_prob_fromREtoAW_Obs=nanmedian(Zol_prob_fromREtoAW_Obs); 

median_Zol_prob_fromREtoNR_Obs=nanmedian(Zol_prob_fromREtoNR_Obs); 

median_Zol_prob_fromREtoRE_Obs=nanmedian(Zol_prob_fromREtoRE_Obs); 

pp1=median_Zol_prob_fromREtoAW_Obs+median_Zol_prob_fromREtoNR_Obs+median_Zol_prob_fromR

EtoRE_Obs  

 

Page 180: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 6 

210  

 

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% 

%                                                                                    PLOTS 

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% 

 

%Xaxis=[4:16]                         Axis % plot x,y,ʹLineWidthʹ,2       Line sizes number 2 

%ʹ‐‐ʹ                                          Dashed line % ʹColorʹ,[0 0.60 0]                 Color Codices  

 

subplot(3,3,7)                                                             % 3 indicated the number of row, 3 indicated the number 

of columns and 7 indicated the position of plot. 

Xaxis=[4,16]; 

ylim([0,1])                                                                   % Limited of y axis 

xlim([4,15])                                                                 % Limited of X axis 

plot(Xaxis,median_Zol_prob_fromREtoAW_Obs,ʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ,[0 0 1],ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                       % Median of observed data, TP RE‐AW 

 

plot(Xaxis,Zol_prob_fromREtoAW_Obs,ʹokʹ,ʹMarkerFaceColorʹ,[ 0 0 1],ʹMarkerSizeʹ,2) 

hold on                                                                       % Observed data, TP RE‐AW 

 

plot(Xaxis,prctile_Zol_prob_fromREtoAW,ʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ,[0 0 1],ʹLineWidthʹ,2) 

                                                                                     % Percentile of simulated data, TP RE‐AW 

 

 

subplot(3,3,8)                                                              % Eight plot, position 8.   Xaxis=[4,16]; 

ylim([0,1])                                                                    % Limited of y axis 

xlim([4,15])                                                                  % Limited of X axis 

plot(Xaxis,median_Zol_prob_fromREtoNR_Obs,ʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ,[ 0 0 1],ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                         % Median of observed data, TP RE‐NR 

 

plot(Xaxis,Zol_prob_fromREtoNR_Obs,ʹokʹ,ʹMarkerFaceColorʹ,[ 0 0 1],ʹMarkerSizeʹ,2) 

hold on                                                                         % Observed data, TP RE‐NR 

 

plot(Xaxis,prctile_Zol_prob_fromREtoNR,ʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ,[0 0 1],ʹLineWidthʹ,2) 

                                                                                       % Percentile of simulated data, TP RE‐NR 

 

 

subplot(3,3,9)                                                               % Ninth plot, position 9.   

Xaxis=[4,16]; 

ylim([0,1])                                                                     % Limited of y axis 

xlim([4,15])                                                                   % Limited of X axis 

plot(Xaxis,median_Zol_prob_fromREtoRE_Obs,ʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ,[ 0 0 1],ʹLineWidthʹ,2) 

hold on                                                                          % Median of observed data, TP RE‐RE 

 

Page 181: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 6 

211  

 

 

plot(Xaxis,Zol_prob_fromREtoRE_Obs,ʹokʹ,ʹMarkerFaceColorʹ,[ 0 0 1],ʹMarkerSizeʹ,2) 

hold on                                                                         % Observed data, TP RE‐RE 

 

plot(Xaxis,prctile_Zol_prob_fromREtoRE,ʹ‐‐ʹ,ʹColorʹ,[0 0 1],ʹLineWidthʹ,2) 

                                                                                        % Percentile of simulated data, TP RE‐RE 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 182: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 7 

212  

 

APPENDIX 7 

Table 2 . Summary of Sleep Descriptors * 

 

Term  Abbreviation Definition Formula  

TOTAL 

RECORDING 

TIME 

 

 

TRT 

 

The  time  from  lights  out  to 

lights  on.  To  calculate  in 

minutes,  count  the  number 

of epochs and divide by two. 

 

2

 

 

 

 

 

 

TOTAL SLEEP 

TIME 

 

 

 

TST 

The  total  time  spent  asleep. 

The  total  amount  of  sleep 

recorded  during  the  total 

recording time. The basis for 

many  of  the  additional 

statistics  and  indices. 

Derived  by  summing  the 

total of all the minutes of S1, 

S2,  S2,  S4  (in  own  case 

NREM), and REM sleep.   

 

 

 

1 2 3 4  

 

 

 

TOTAL 

STAGE TIME 

 

 

‐ 

 

The  total  amount  of  time 

spent on a particular stage of 

sleep. 

 

#

 

# 2

 

 

% OF SLEEP 

STAGES: 

% WAKE 

TIME 

 

 

‐ 

 

 

The percentage of time spent 

awake.  This  statistic  cannot 

be based on TST, only SPT or 

TRT 

 

%

100 

 

%

100 

 

 

 

% REM 

 

 

 

The percentage of total sleep 

 

%

100% 

%

100 

Page 183: Departamento de Farm acia T Farma céutica FACULTAD DE ...dadun.unav.edu/bitstream/10171/38190/1/Tesis_Arian... · Sleep‐Wake Bioassay ... Histamine Homeostatic Hertz ... PPT PSG

Appendix 7 

213  

time spent in REM sleep  %

100 

 

% NREM 

 

‐ 

 

The percentage or total sleep 

time spent in NREM 

 

%

100% 

 

WAKE AFTER 

SLEEP ONSET 

 

WASO 

The  total  amount  of  wake 

time  after  the  first  epoch  of 

sleep. Wakefulness occurring 

between  sleep onset and  the 

last epoch of sleep 

 

# 2

 

 

 

 

 

%SLEEP 

EFFICIENCY 

 

 

 

 

SE 

The  portion  of  the  total 

recording time spent asleep. 

The  percentage  of  time 

asleep  compared  to  the  time 

spent in bed. 

Basically the quality of one’s 

sleep 

Normal adult value is 90% or 

greater 

The  “laboratory  effect” 

allows for a75% efficiency  in 

the sleep lab environment. 

 

 

% 100% 

 

 

% 100 

 

 

 

 

 

 

SLEEP ONSET 

 

 

 

 

 

SO 

 

 

 

 

The  first  epoch  of  sleep  no 

matter what stage. 

 

Several criteria are used to define sleep onset. Generally for 

the nocturnal polysomnogram, the rules are as follows: 

1. The first of three consecutive epochs of S1 sleep 

2. Any non‐S1 stage of sleep (any epoch of S2, S3, S4, or 

REM sleep onset is at the underscored stage REM) 

3. Any S1 that is contiguous with a non‐S1 stage of sleep 

(sleep onset is at the underscored S1).  

‐For the clinical MSLT, a different criterion is employed: 

Sleep onset is defined as the first epoch of any sleep stage.  

*(Butkov, Lee‐Chiong 2007)