Interhemispheric propagation time of human hippocampal seizures. I. Relationship to surgical outcome.

Summary: This study evaluated ictal stereotaxic electroencephalogram (SEEG) records in 75 patients with complex partial seizures who later received anterior temporal lobectomy and were evaluated for long-term seizure relief. The time required for seizures to propagate from the putatively epileptogenic hippocampal formation to the contralateral hippocampal formation was measured from 615 ictal SEEG records. These interhemispheric propagation times were then compared with the degree of post-lobectomy seizure relief. Poor postsurgical seizure relief was associated with seizure propagation times of ≤5 s. Relief or reduction of seizures after surgery was associated with seizure propagation times >50 s. These relationships were also found to occur in a subset of 56 patients who did not exhibit interhemispheric propagation times of <0.5 s, thus indicating that interhemispheric propagation times in the range of 0.5–5 s is a negative prognostic sign even in the absence of “bilaterally synchronous” ictal SEEG onsets. The finding of longer interhemispheric propagation times in patients who were improved by surgery may be accounted for by the greatly reduced size, or absence, of the hippocampal commissure in humans and suggests that the corpus callosum is a major, albeit indirect, route by which hippocampal foci may propagate seizure activity contralaterally. The finding of shorter interhemispheric propagation times in patients who did poorly after surgery may be accounted for by the existence of foci outside the region of excision with more direct access to callosal pathways or, alternatively, by the presence of damage in a more seizure-prone contralateral hippocampus. RESUME On a etudie les traces SEEG de 75 sujets presentant des crises partielles complexes, traites ulterieurement par lobectomie temporale anterieure, et dont l'evolution a long terme en ce qui concerne les crises a ete connue. L'on a mesure sur un total de 615 enregistrements SEEG critiques le temps de propagation de la crise entre la formation hippocampique supposee epileptogene et la formation hippocampique controlaterale. Ce temps de propagation interhemispherique a ete compare avec le degre d'amelioration postoperatoire. Un mauvais resultat operatoire est associea un temps de propagation inferieur a 5 secondes. La guerison ou la reduction post-operatoire de l'epilepsie etait associee a un temps de propagation superieur a 50 secondes. Ces relations ont ete aussi trouvees dans un sous-groupe de 56 patients qui n'avaient pas un temps de propagation interhemishperique de moins de 5 secondes, ce qui indique que un temps de propagation interhemispherique de moins de 5 secondes est un signe defavorable sur le plan du pronostic měme en l'absence de debut “bilateral synchrone” des crises en SEEG. La constatation d'un temps de propagation interhemispherique long chez les patients ameliores par la chirurgie s'explique probablement par le volume tres reduit ou l'absence de la commissure hippocampique chez l'homme et suggere que le corps calleux est la voie majeure, quoique indirecte, par laquelle se propage controlateralement l'activite critique hippocampique. La constatation d'une propagation courte chez les sujets non ameliores par l'intervention peut s'expliquer par l'existence de foyers epileptogenes situes en dehors de la zone d'excision et ayant un acces plus direct a la voie calleuse, ou par la presence dans le cortex hippocampique controlareral de lesions potentiellement epiloptogenes. RESUMEN En este estudio se nan evaluado los SEEG ictales en 75 pacientes con ataques parciales complejos que posteriormente fueron sometidos a una lobectomia temporal anterior y evaluados en terminos de eliminacion de los ataques a largo plazo. El tiempo necesario para la propagacion de los ataques desde la formacion hipocampica, putativamente epileptogenica, a la formacion hipocampica contralateral ha sido medida de un total de 615 registros SEEG ictales. Estos tiempos de propagacion inter-hemisferica han sido comparados con el grado de mejoria post-lobectomia de los ataques. Una pobre mejoria post-quirurgica de los ataques se asocio con unos tiempos de propagacion de los ataques de 5 segundos o menos. Una interrupcion o reduccion post-quirurgica de los ataques se asocio con unos tiempos de propagacion de los ataques mayores de 50 segundos. Esta relacion tambien se hallo en un subgrupo de 56 enfermos que no mostraron tiempos de propagacion interhemisferica de menos de 0.5 segundos, lo que indica que los tiempos de propagacion interhemisferica situados entre 0.5 y 5 segundos representan un pronostico negativo incluso en ausencia de comienzos ictales en el SEEG “bilateralmente sincronos”. El hallazgo de tiempos de propagacion interhemisferica mas prolongados en enfermos que presentaban mejorias tras la cirugia puede achacarse al tamano marcadamente reducido, o a la ausencia, de la comisura hipocampica en el hombre y sugiere que el cuerpo calloso es una ruta mas importante, a pesar de ser indirecta, a traves de la cual focos hipocampicos pueden propagar la actividad epileptica contralateralmente. El hallazgo de tiempos de propagacion interhemisferica mas cortos en enfermos que mejoraron poco tras la cirugia puede ser debido a la existencia de focos ajenos a la region escindida con un acceso mas directo a las vias callosas o, de modo alternativo, a la presencia de dano en el hipocampo contralateral con mayor tendencia a los ataques. ZUSAMMENFASSUNG Diese Untersuchung wertete iktale SEEG-Ableitungen von 75 Patienten mit komplexen Paritalanfallen aus, die spater einer vorderen temporalen Lobektomie unterzogen wurden und die hinsichtlich ihrer Anfallsfreiheit langzeitig beurteilt wurden. Aus 615 iktalen SEEG-Kurven wurde die Zeit bestimmt, die not-wendig war, damit sich ein Anfall von der vermeintlich epileptogenen Hippokampusregion zur kontralateralen Hippokampus-formation ausbreitete. Diese interhemispharische Ausbreitungszeit wurde mit dem Ausma der Anfallsverminderung nach Lobektomie Verglichen. Geringe Anfallsbeeinflussung nach dem chirurgischen Eingriff war mit Anfallsausbreitungszeiten von 5 Sekunden oder weniger korreliert. Eine Verminderung oder ein Aufhoren der Anfalle nach dem chirurgischen Eingriff war mit Anfallsausbreitungszeiten uber 50 Sekunden korreliert. Diese Beziehungen galten auch fur eine Untergruppe von 56 Patienten, die nicht eine interhemispharische Ausbreitungszeit von weniger als 5 Sekunden erkennen lie. Das deutet darauf hin, da die interhemispharischen Ausbreitungszeiten in einem Bereich von 0.5 bis 5 Sek. ein negatives prognostisches Zeichen darstellen, auch in der Abwesenheit einer bilateralen Synchronic fur den Anfallsbeginn im SEEG. Der Befund langer interhemispharischer Ausbreitungszeiten ei Patienten, die durch den chirurgischen Eingriff eine Besserung erfuhren, mag in der hochgradig reduzierten Groe oder dem Fehlen der hippokampalen Kommissur bei Menschen begrundet sein und den Verdacht nahelegen, da das Corpus callosum den hauptsachlichen, allerdings indirekten Weg darstellt, uber den ein hippokampaler Fokus seine Anfallstatigkeit zur Gegenseite fortleitet. Der Befund einer kurzeren interhemispharischen Ausbreitungszeit bei Patienten, die keine wesentliche Besserung durch die Chirurgie erfuhren, mag durch die Existenz von Foci begrundet werden, die auerhalb des Operationsgebietes lagen, leichteren Zugang zu den Bahnen des Corpus callosum besitzen oder andererseits in der Tatsache einer Beeintrachtigung in einem eher anfallsbereiten, kontralateralen Hippokampus.