Chronically isolated cerebral hemisphere in the cat: effects of parenteral administration of penicillin.

SUMMARY Brain 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. RESUME Une etude a ete faite chez le chat de l'activiteelectrique cerebrale (EEG) recueillie sur l'ensemble du cortex, prealablement isole de facon chronique et complete, de tout un hemisphere cerebral. Cette etude a ete effecutee avant puis apres injection intramusculaire de penicilline (250,000 a 300,000 unites/ kg). Le caractere le plus frappant de I'EEG de l'hemisphere ainsi isole est constitue par une activite d'ondes lentes irregulieres et aperiodiques avec des pointes lentes intermittentes et, occasionnellement, des decharges de pointes. Apres administration de penicilline il se produit une augmentation du nombre des pointes et des pointes lentes ainsi qu'une augmentation d'amplitude de l'activite de fond. L'activite EEG enregistree simultanement sur l'hemisphere intact comporte les decharges paroxystiques de pointes lentes ou de complexes de pointe-ondes qui ont ete anterieurement decrites chez les animaux normaux. Il existe une independance complete entre les activites EEG recueillies sur l'hemisphere intact et sur l'hemisphere isole Les resultats obtenus indiquent que l'administration intramusculaire de penicil-line peut exercer un effet convulsivant sur les structures corticales en l'absence de toute connexion sous-corticale. Cependant l'activiteepileptiforme generalisee observee chez des animaux normaux depend de connexions thalamo-corticales. RESUMEN Se ha estudiado la actividad electrica cerebral (EEG) en gatos con aislamiento cronico y completo de la actividad neuronal de la corteza de todo un hemisferio cerebral. Este estudio se realizo antes y despues de la inyeccion intramuscular de penicilina (250,000–300,000 unidades/kg). El hallazgo mas prominente en el EEG del hemisferio aislado, durante el registro basal, fue una actividad a base de ondas lentas irregulares y aperiodicas con ondas agudas intermitentes y descargas de puntas ocasionales. Tras la inyeccion de penicilina se observo un aumento en el numero 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 demostro los brotes paroxisticos de ondas agudas o complejos punta-onda que se han descrito previamente en animales normales. Se observo una total independencia de la actividad electrica 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 talamo-corticales. ZUSAMMENFASSUNG Die elektrische Hirnaktivitat (EEG) von Katzen mit chronischer kompletter neuraler Isolation des Cortex einer gesamten cerebralen Hemisphare wurde vor und nach intramuskularer Verabfolgung von Penicillin (250,000 bis 300,000 E./kg) untersucht. Der hervorstechendste Befund des isolierten Hemispharen-EEGs wahrend einer Routineableitung war irregulare aperiodische langsame Wellenaktivitat mit intermittierenden sharp waves und gelegentlichen spike Entladungen. Nach Penicillingabe nahm die Anzahl der spikes und sharp waves in der isolierten Hemisphare zu und die Amplitude der Hintergrundsaktivitat stieg an. Simultan abgeleitete EEG-Aktivitat der intakten Hemisphare zeigte die paroxysmalen Ausbruche von sharp waves und spike wave Komplexen, die fruher in normalen Tieren beschrieben wurden. Es bestand vollige Unabhangigkeit zwischen der elektrischen Aktivitat von der intakten und der isolierten Hemisphare. Diese Ergebnisse zeigen an, daSz intramuskular verabfolgtes Penicillin krampferzeugend auf corticale Strukturen sein kann, wenn subcorticale Verbindungen fehlen. Die generalisierte epileptiforme Aktivitat bei normalen Tieren hingegen ist abhangig von thalamocorticalen Verbindungen.