EPILEPTIC SENSITIZATION Spontaneous and Induced Activity of Unsensitized and Sensitized Acutely Isolated Cerebral Cortex
Authors: Torres Fernando 
Published: November 2007

Subpial isolation of slabs of cerebral cortex was performed in cats and rabbits under Nembutal® anaesthesia, care being taken not to interfere with the vascular supply of the isolated cortex. During the same experimental session both the isolated and the surrounding cortex were treated with topical application of strychnine and with electrical stimulation. Electrical activity was recorded with silver‐tipped electrodes placed on the cortical surface.

Isolated cortex showed spontaneous activity, which did not change after undercutting surrounding cortex in spite of marked decrease in the amplitude of the record from the latter. Strychnine and electrical stimulation of the isolated cortex produced spikes and electrical after‐discharges respectively, which remained localized to the isolated slab. When similar stimulation was applied to the surrounding cortex, discharges were recorded from the isolated cortex, but the discharge was synchronous with that of the surrounding area and terminated when the latter stopped discharging. Other characteristics of the epileptiform discharge in the isolated slab further suggested that it propagated across the neural gap from the surrounding cortex by volume conduction.

In five rabbits epileptogenic lesions were made by freezing a small cortical area with ethyl chloride under aseptic conditions. Forty‐eight hours later both hemispheres were exposed, ECoGs were recorded from the area of the lesion and from homotopic area of the opposite hemisphere, and these areas were then isolated. Isolated and surrounding cortex were then electrically stimulated and recording was performed in the same way as in the non‐epileptic animals.

Recording from contralateral cortex homotopic to the epileptogenic lesion made 48 hours earlier showed the presence of an actively firing spike focus, which persisted after isolation of the primary epileptogenic cortex. When the cortex containing the mirror focus was isolated, firing stopped. In this instance, however, when an after‐discharge was initiated in the surrounding cortex, it propagated to the slab but was not synchronous with the originating discharge and the after‐discharge in the isolated area outlasted that from the surrounding cortex.

It is concluded that propagation of epileptiform activity across a neural gap into isolated cortex probably constitutes a manifestation of volume conduction. However, if the isolated slab is previously sensitized by epileptigonic bombardment, and even when it itself no longer produces spontaneous spikes, electrical after‐discharges propagated from surrounding cortex generate an independent, self‐sustained after‐discharge in the sensitized isolated cortex. Epileptic sensitization has thus made possible the production of self‐sustained epileptiform discharge triggered by a volume‐conducted after‐discharge.

RESUME

Chez des chats et des lapins sous anesthésie au Nembutal, on a isolé par section sous‐piale des ilôts de cortex cérébral en prenant soin de respecter la vascularisation du cortex isolé.

Pendant la même séance expérimentale, on a fait des applications locales de strychnine et des stimulations électriques à la fois au niveau du cortex isolé et au niveau du cortex avoisinant.

L'activitéélectrique a été enregistrée avec des électrodes en argent placées sur le cortex.

Le cortex isolé avait une activité spontanée qui n'était pas modifiée après section en dessous du cortex avoisinant, bien que l'on observât â ce niveau une nette diminution d'amplitude de l'activitéélectrique.

L'application de strychnine et la stimulation électrique du cortex isolé provoquaient respectivement des pointes et des post‐décharges électriques qui restaient localisées dans le cortex isolé.

Lorsque des stimulations analogues étaient appliquées sur le cortex avoisinant, on enregistrait des décharges dans le cortex isolé, mais ces décharges étaient synchrones de celles des régions avoisinantes et s'arrêtaient avec la fin des décharges dans ces régions avoisinantes.

D'autres caractéristiques de la décharge épileptique dans le cortex isolé suggéraient aussi qu'il s'agissait d'une décharge du cortex avoisinant transmise par ← volume conduction →.

Chez cinq lapins, on a créé aseptiquement des lésions épileptiques par congélation d'une aire corticale limitée, par l'éthylchloride.

48 h après, les deux hémisphères ont été exposés et, après enregistrement de la région lésée et de la région homologue sur l'hémisphère opposé, on a isolé ces régions.

La région isolée et le cortex avoisinant ont été ensuite stimulés électriquement et l'enregistrement a été fait de la même manière que chez les animaux non épileptiques.

L'enregistrement du cortex homologue contro‐latéral à la lésion épileptique (pratiquée 48 h avant) mettait en évidence la présence d'un foyer de pointes très actif qui persistait après isolement du cortex épileptogène primaire. Lorsque le cortex contenant le foyer en miroir était isolé, les pointes s'arrêtaient.

Dans cette éventualité, lorsque une post‐décharge commençait dans le cortex avoisinant, elle se propageait au cortex isolé mais n'était pas synchrone et y persistait plus longtemps que la décharge dans le cortex avoisinant.

On conclut que la propagation de l'activitéépileptique dans le cortex isolé est probablement un phénomène de ← volume conduction →. Cependant, si le cortex isolé est d'abord sensibilisé par des volées afférentielles épileptogènes, et même quand il ne produit plus lui même de pointes spontanées après l'isolement, les post‐décharges électriques propagées du cortex avoisinant font naître une post‐décharge indépendante, auto‐entretenue, dans le cortex isolé sensibilisé.

La sensibilisation épileptique a ainsi rendu possible la production d'une décharge épileptiforme auto‐entretenue, déclenchée par une post‐décharge propagée par ← volume conduction →.