Effects of diphenylhydantoin and other antiepileptic drugs on epileptiform activity and Purkinje cell discharge rates.

SUMMARY The effects of antiepileptic drugs on cerebellar Purkinje cell discharge rates and cerebral cortical epileptiform activity were studied in cats with penicillin foci in sensory-motor cortex. In control experiments, extracellular microelectrode recordings of P-cell activity revealed characteristic low-frequency discharge rates during periods of cortical quiescence and discharge rates of 150 Hz occurring concomitant with focal cortical spike activity. P-cell discharges abruptly ceased during development of cortical epileptiform bursts (CEB) which became generalized and maximal in both cerebral hemispheres. Following DPH (10 mg/kg i.v.) CEB frequency and duration were markedly reduced and sustained P-cell discharge rates of 140 Hz were recorded. Following cerebellectomy in DPH-treated animals, CEB activity intensified, was more frequent, involved both cerebral hemispheres, and was of much longer duration. Administration of DPH subsequent to cerebellectomy was less effective in reducing CEB activity. After phenobarbital (20 and 40 mg/kg i.v.) reduction of CEB activity was observed as was a consistent increase in P-cell discharge frequency. Trimethadione (300 mg/kg i.v.) and acetazolamide (35 mg/kg i.v.) did not reduce CEB activity and no increase in P-cell discharge rate was observed. Thus, after doses of antiepileptic drugs reducing CEB activity, cerebellar P-cell discharge rates were increased. Conversely, P-cell discharge rates did not increase following administration of antiepileptic drugs which did not decrease CEB activity. RESUME Chez des chats porteurs de foyers de penicilline dans le cortex sensorimoteur, on a etudie l'effet des drogues antiepileptiques sur la frequence des decharges des cellules de Purkinje dans le cervelet. Dans des conditions de controle, les enregistrements des cellules de Purkinje avec microelectrodes extracellulaires mettent en evidence des decharges caracteristiques de basse frequence pendant les periodes de repos cortical et des decharges dont la frequence est de 150 Hz en meme temps que les decharges de pointes focales dans le cortex. Les decharges dans les cellules de Purkinje disparaissaient brutalement lors de l'apparition des bouffees epileptiques corticales (BEC) qui se generalisaient en augmentant d'amplitude sur les deux hemispheres. Apres diphenylhydantoine (DPH) (10 mg/kg, i.v.), la frequence et la duree des BEC etaient nettement reduites et l'on enregistrait des decharges prolongees a 140 Hz dans les cellules de Purkinje. Apres ablation du cervelet, chez les animaux traites par DPH, les BEC augmentaient en nombre, frequence et duree et interessaient les deux hemispheres. L'effet inhibiteur de la DPH sur les BEC etait nettement moins evident apres ablation du cervelet. Apres phenobarbital (20 a 40 mg/kg i.v.), on observait une diminution des BEC ainsi qu'une diminution significative de la frequence des decharges dans les cellules de Purkinje. La trimethadione (300 mg/kg i.v.) et l'acetazolamide (35 mg/kg i.v.) ne reduisaient pas les BEC et l'on n'observait pas d'augmentation de la frequence des decharges dans les cellules de Purkinje. On peut done dire que, apres des doses d'antiepileptiques reduisant les BEC, la frequence des decharges des cellules de Purkinje etait augmentee. Inversement, la frequence des decharges des cellules de Purkinje n'augmentait pas apres administration de drogues antiepileptiques qui ne diminuaient pas les BEC.