Hospitals operate 24 hours a day, and it is assumed that critical decisions occur continuously around the clock. However, many aspects of hospital operation occur at particular times of day, including medical team rounding and shift changes. It is unclear if this impacts patient care, as an empirical account of 24 h treatment patterns is lacking. We analyzed the daily distribution of ~120K doses of 12 separate drugs in 1,486 inpatients at a major childrens hospital in the U.S. Treatment orders and administration were strongly time-of-day-dependent, marked by distinct morning time surges and overnight lulls. These 24 h rhythms in treatment were remarkably consistent across drugs, diagnoses, and hospital units. In sum, nearly one-third of all 116,975 orders for treatment were placed between 8 AM and 12 PM. This rhythm in hospital medicine coincided with medical team rounding time, not necessarily immediate medical need. Lastly, we show that the clinical response to hydralazine, an acute antihypertensive, is dosing time-dependent and greatest at night, when the fewest doses were administered. The prevailing dogma is that hospital treatment is administered as needed regardless of time of day. Our findings challenge this notion and reveal a potential operational barrier to best clinical care.

Abstract Synaptic activity plays several roles as developing neurons make connections with their targets. It acts locally at synapses to influence the expression of genes needed to establish and maintain synaptic contacts. And, downstream it provides the necessary activity to strengthen and refine connections. Many studies have demonstrated how synaptic activity alters synaptic strength and increases synapse numbers. Much less is known, however, about the long-term consequences when a circuit develops without synaptic activity. To address this, we developed a mosaic model of sympathetic ganglia where synaptically-active and synaptically-inactive sympathetic neurons develop side-by-side in vivo. This model allowed us to address two issues. One is the relationship between activity and the refinement of converging inputs; the second is how synaptic activity contributes to a neuron’s gene expression profile. Our results indicate that converging presynaptic inputs to synaptically-silent neurons do not require postsynaptic activity to refine, provided these neurons share targets with synaptically-active neurons. Second, we demonstrate with single-cell RNA sequencing experiments that the expression of many genes by sympathetic neurons is independent of endogenous activity or local signals immediately downstream of excitatory postsynaptic potentials. An exception are genes required for neurotransmitter metabolism: We found that for a large sub-population of sympathetic neurons, synaptic activity increases the expression of adrenergic genes and supresses the expression of cholinergic genes. We conclude that signals generated locally at synapses do not initiate refinement of converging inputs, and that synaptic activity’s influence on a neuron’s gene expression profiles is complex and depends on context.