Chronically Isolated Cerebral Hemisphere in the Cat: Effects of Parenteral Administration of Penicillin
Authors: Hablitz John J. 
Published: November 2007

SUMMARYBrain electrical activity (EEG) of cats with chronic, complete, neural isolation of the cortex of an entire cerebral hemisphere was studied prior to and following intramuscular administration of penicillin (250,000–300,000 units/kg). The most prominent feature of the isolated hemisphere's EEG during base‐line recordings was irregular, aperiodic, slow‐wave activity with intermittent sharp waves and occasional spike discharges. Following penicillin administration there was an increase in the number of spikes and sharp waves in the isolated hemisphere and an increase in amplitude of the background activity. Simultaneously recorded EEG activity of the intact hemisphere demonstrated the paroxysmal bursts of sharp waves or spike‐wave complexes that have been described previously in normal animals. There was complete independence of the electrical activity recorded from intact and isolated hemispheres.These results indicate that intramuscularly administered penicillin can exert a convulsant effect on cortical structures in the absence of subcortical connections, but the generalized epileptiform activity seen in normal animals is dependent on thalamocortical connections.RÉSUMÉUne étude a été faite chez le chat de l'activitéélectrique cérébrale (EEG) recueillie sur l'ensemble du cortex, préalablement isolé de façon chronique et complète, de tout un hémisphère cérébral. Cette étude a été effecutée avant puis après injection intramusculaire de pénicilline (250,000 à 300,000 unités/ kg). Le caractère le plus frappant de I'EEG de l'hémisphère ainsi isolé est constitué par une activité d'ondes lentes irrégulières et apériodiques avec des pointes lentes intermittentes et, occasionnellement, des décharges de pointes. Après administration de pénicilline il se produit une augmentation du nombre des pointes et des pointes lentes ainsi qu'une augmentation d'amplitude de l'activité de fond. L'activité EEG enregistrée simultanément sur l'hémisphère intact comporte les décharges paroxystiques de pointes lentes ou de complexes de pointe‐ondes qui ont été antérieurement décrites chez les animaux normaux. Il existe une indépendance complète entre les activités EEG recueillies sur l'hémisphère intact et sur l'hémisphère isolé Les résultats obtenus indiquent que l'administration intramusculaire de pénicil‐line peut exercer un effet convulsivant sur les structures corticales en l'absence de toute connexion sous‐corticale. Cependant l'activitéépileptiforme généralisee observée chez des animaux normaux dépend de connexions thalamo‐corticales.RESUMENSe ha estudiado la actividad eléctrica cerebral (EEG) en gatos con aislamiento crónico y completo de la actividad neuronal de la corteza de todo un hemisferio cerebral. Este estudio se realizó antes y después de la inyección intramuscular de penicilina (250,000–300,000 unidades/kg). El hallazgo más prominente en el EEG del hemisferio aislado, durante el registro basal, fué una actividad a base de ondas lentas irregulares y aperiódicas con ondas agudas intermitentes y descargas de puntas ocasionales. Tras la inyección de penicilina se observó un aumento en el número de puntas y ondas agudas en el hemisferio aislado y un incremento en la amplitud de la actividad de fondo. El EEG registrado simultaneamente en el hemisferio intacto demostró los brotes paroxísticos de ondas agudas o complejos punta‐onda que se han descrito previamente en animales normales. Se observó una total independencia de la actividad eléctrica registrada en el hemisferio intacto con respecto al hemisferio aislado. Estos resultados indican que la penicilina administrada por via intramuscular puede ejercer un efecto convulsivo sobre las estructuras corticales en ausencia de conexiones subcorticales pero que la actividad epileptiforme generalizada observada en animales normales depende de conexiones tálamo‐corticales.ZUSAMMENFASSUNGDie elektrische Hirnaktivität (EEG) von Katzen mit chronischer kompletter neuraler Isolation des Cortex einer gesamten cerebralen Hemisphäre wurde vor und nach intramuskulärer Verabfolgung von Penicillin (250,000 bis 300,000 E./kg) untersucht. Der hervorstechendste Befund des isolierten Hemisphären‐EEGs während einer Routineableitung war irreguläre aperiodische langsame Wellenaktivität mit intermittierenden sharp waves und gelegentlichen spike Entladungen. Nach Penicillingabe nahm die Anzahl der spikes und sharp waves in der isolierten Hemisphäre zu und die Amplitude der Hintergrundsaktivität stieg an. Simultan abgeleitete EEG‐Aktivität der intakten Hemisphäre zeigte die paroxysmalen Ausbrüche von sharp waves und spike wave Komplexen, die früher in normalen Tieren beschrieben wurden. Es bestand völlige Unabhängigkeit zwischen der elektrischen Aktivität von der intakten und der isolierten Hemisphäre. Diese Ergebnisse zeigen an, daSz intramuskulär verabfolgtes Penicillin krampferzeugend auf corticale Strukturen sein kann, wenn subcorticale Verbindungen fehlen. Die generalisierte epileptiforme Aktivität bei normalen Tieren hingegen ist abhängig von thalamocorticalen Verbindungen.