Quantitative comparison of cell loss and thiopental-induced EEG changes in human epileptic hippocampus.

Summary: Thiopental-induced EEG β activity recorded from mesial and lateral temporal lobe sites was analyzed both visually and by computer in 30 patients with complex partial seizures. All patients later received anterior temporal lobectomy. Volumetric cell densities and percentage of principal cell loss relative to normal controls were determined in several different areas of each resected temporal lobe. The percentage of drug-induced β activity was then compared with the percentage of cell loss by (a) making precise topographic correlations between induced β and cell loss, (b) relating the overall degree of left/right p asymmetry to cell loss averaged over wide regions, and (c) comparing the likelihood of left/right β asymmetries in patients with and without extreme cell loss. The results obtained were consistently negative and were unaffected by whether EEG data were analyzed by computer or visual inspection. These results indicate that the well-known loss of drug-induced p activity found in epileptogenic regions is not an indicator of the degree of cell loss or sclerosis. The underlying focal dysfunction measured by EEG β activity remains unknown, and factors such as focal hypoperfusion, hypometabolism, and the microanatomic features of the cells remaining in the focus should be investigated. RESUME Chez 30 patients presentant des crises partielles complexes, l'activitebeta enregistrees au niveau des regions temporales mediates et laterales a ete analysee visuellement et par ordinateur. Tous les patients ont beneficie ensuite d'une lobectomie temporale anterieure. Les densites cellulaires volumeriques et le pourcentage de perte cellulaire ont ete determines au niveau de differentes zones des lobes temporaux reseques et compares a des resultats obtenus chez des controles normaux. Le pourcentage d'activite“beta induite par penthotal a ensuite ete compare au pourcentage de perte cellulaire de la facon suivante: (1) par correlation topographique precise entre activite beta induite et perte cellulaire; (2) par correlation entre le degre global d'assymetrie beta droite/gauche et la perte cellulaire moyennee sur de larges zones; (3) par comparaison des probabilites d'assymetrie droite/gauche chez des patients avec et sans perte cellulaire importante. Les resultats obtenus ont ete regu-lierement negatifs; ils n'ont pas ete influences par le mode de lecture, visuelle ou informatique, de l'EEG. Ces resultats in-diquent que la perte de l'activite beta induite par le penthotal, bien connue au niveau des regions epileptogenes, ne represente pas un indicateur du degre de perte cellulaire ou de scleŕose. La dysfonction locale mesurable par l'activite beta reste inconnue; des facteurs comme l'hypoperfusion, l'hypometabolisme et les caracteristiques microanatomiques des cellules residuelles au niveau du foyer meriteraient d‘etre etudies. RESUMEN En treinta pacientes con ataques complejos parciales se ha analizado visualmente y mediante un computador la actividad beta del EEG inducida con tiopental y registrada en areas mediates y laterales del lobulo temporal. Todos los pacientes fueron sometidos, posteriormente, a una lobectomia temporal anterior. En diferentes zonas de cada lobulo temporal resecado, se deter-minaron las densidades volumetricas de las celulas y el porcen-taje de la perdida de ceiulas comparandolos con controles nor-males. El porcentaje de la actividad beta inducida por la medication fue comparado con el porcentaje de la perdida de ceiulas mediante: (1) realizando correlaciones topograficas precisas entre la actividad beta inducida y la perdida de ceiulas (2) promediacion de amplias regiones y (3) comparando la posibilidad an-ticipada de asimetrias beta (izquierda/derecha) en paciente con o sin perdida celular extrema. Los resultados conseguidos fueron persistentemente negativos y no fueron afectados, ya sea por el analisis visual del EEG o mediante computador. Estos resultados indican que la bien conocida perdida de la actividad beta inducida por la medicacion que se encuentra en regiones epileptogenicas, no es un indicador del grado de perdida de ceiulas o de esclerosis. La disfuncion focal subyacente que se nude mediante la actividad beta en el EEG permanece desconocida y factores tales como hiperperfusion focal, hipometabolismo y hallazgos microanatomicos de las ceiulas restantes en el foco deben ser investigados. ZUSAMMENFASSUNG Bei 30 Patienten mit komplex-fokalen Anfallen wurde die durch Thiopental-induzierte β-Aktivitat im EEG, wie sie vom medialen und lateralen Temporallappen abgeleitet wurde, so-wohl visuell als auch mit Computerhilfe analysiert. Bei alien Patienten wurde spater eine vordere temporale Lobektomie durchgefuhrt. In verschiedenen Gegenden jedes resezierten Temporallappens wurden volumetrische Zelldichte-Messungen und der Anteil des hauptsachlichen Zellverlustes im Verhaltnis zu gesunden Kontrollen bestimmt. Der Grad der medikamentosinduzierten β-Aktivitat wurde mit dem Anteil des Zellverlustes verglichen: 1. durch genaue topographische Korrelation zwis-chen induzierter β-Aktivitat und Zellverlust, 2. durch Vergleich der globalen Rechts-/Linksasymmetrie im β-Bereich mit dem uβer groBere Regionen gemittelten Zellverlust und 3. durch Vergleich der wahrscheinlichen Rechts-/Links-β-Asymmetrie bei Patienten mit, bzw. ohne extremen Zellverlust. Die erhaltenen Resultate waren konsistent negativ, unabhangig davon, ob das EEG mit Computerhilfe oder nur visuell ausgewertet wurde. Diese Ergebnisse zeigen, das die bekannte Abnahme von medikamentos-induzierter β-Aktivitat uber einer epileptogenen Gegend kein Indikator fur den Grad des Zellverlustes oder einer Sklerose ist. Die der gemessenen β-Aktivitat im EEG unterlie-gende fokale Stoning ist weiter unklar, Faktoren wie eine fokale Hypoperfusion, Hypometabolismus und mikroanatomische Eigenschaften der im Fokus verbleibenden Zellen mussen unter-sucht werden.