Local Anesthesia and Experimental Epilepsy

Summary Alterations of transcallosal afterdischarges were used to demonstrate that the common technique of injecting water-soluble local anesthetic drugs into wound margins produces marked decreases of excitability in forebrain. Similar results were obtained in 20 cats with the brainstem transected at a rostral pontine level and in six paralyzed animals with intact brain. 1 Procaine HC1 in doses usual for local anesthesia (3 to 6 cc of 1% solution) significantly shortened or suppressed afterdischarges induced by stimulation (100 Hz, 0.5 msec, 3 to 10 V for 5 sec) of homotopic contralateral suprasylvius medius gyrus in all animals thus tested. 2 The threshold of electrical stimulation effective for inducing minimal afterdischarges in contralateral homotopic cortex was increased by more than 100% following injection of either procaine HC1 (60 mg) or lidocaine HC1 (30 mg) into wound margins and exposed tissue. The phenomenon became manifest at about 3 min, peaked at 20 to 30 min, and returned to control levels more than 60 min after injection. 3 A known and efficient topical anesthetic, benzocaine (free base), liberally applied to exposed tissues (20% powder) did not alter either threshold or duration of afterdischarges. Injection of lidocaine or procaine HC1 after benzocaine-induced local anesthesia never failed to show the reduction in afterdischarge duration or rise in threshold described above. The absence of central action of topical anesthesia with benzocaine is thought to be due to the insolubility in water of the drug which would prevent it from reaching the brain. Efficient local anesthesia which does not interfere with neurophysiological experimentation is therefore available. Resume On a utilise les modifications de “l'afterdischarges” (AD) transcalleuse pour demontrer que la technique habituelle d'injecter un anesthesique local hydrosoluble dans les volets (levres de la cicatrice) diminue remarquablement l'excitabilite des hemispheres cerebraux (forebrain). Des resultats analogues ont ete obtenus chez 20 chats avec une section mesencephalique au niveau rostro-pontique et chez six animaux paralyses avec le cerveau intact. (1) Chez tous les animaux, la procaine HCl aux doses habituellement utilisees dans une anesthesie locale (3 to 6 cc d'une solution a 1%) diminuait d'une fa?on significative ou supprimait les AD evoquees par stimulation (100 Hz, 0.5 msec, 3 to 10 V pendant 5 sec) du gyrus suprasylvius moyen homotopique contro-lateral. (2) Le seuil du stimulus electrique efficace pour evoquer des ADs minimes dans le cortex homotopique contro-lateral augmentait de plus de 100% apres l'injection de procaine HCl (60 mg) ou de lidocaine HCl (30 mg) dans les bords de la plaie. Le phenomene devenait evident environ au bout de 3 min, atteignant son maximum apres 20 to 30 min pour revenir aux valeurs de base plus de 60 min apres l'injection. (3) Un anesthesique local reconnu et efficace, le benzocaine (base libre) applique librement aux tissus exposes (20% en poudre) ne modifiait pas le seuil et la duree des ADs. L'injection de lidocaine ou de procaine HCl apres une anesthesie par benzocaine diminuait par contre la duree des ADs et elevait le seuil. On pense que l'absence de Taction centrale de l'anesthesie locale par benzocaine est due au fait que le produit n'est pas hydrosoluble ce qui l'empecherait d'atteindre le cerveau. On a done a disposition un moyen efficace d'anesthesie locale qui n'interfere pas avec les experiences neurophysiologiques. Zusammenfassung Veranderungen der durch das Corpus callosum geleiteten Nachentladungen (AD) wurden benutzt um zu zeigen, dass die uibliche Technik der Injektion wasser-loslicher Lokalanasthetica in Wundrander eine deutliche Abnahme der Reizbarkeit im Stirnhirn verursacht. Vergleichbare Ergebnisse wurden bei 20 Katzen erzielt, deren Hirnstamm auf einem rostralen pontinen Niveau durchtrennt worden war und bei 6 paralysierten Tieren mit intaktem Gehirn. (1) Procain HCl in ublicher Dosierung fur die Lokalanasthesie (3 bis 6 ml einer 1%igen Losung) verkurzte oder unterdruckte bei alien getesteten Tieren signifikant die AD, die durch Stimulation (100 Hz, 0.5 msek, 3 to 10 V fur 5 Sek) des homologen kontralateralen mittleren suprasylvischen Gyrus hervorgerufen worden waren. (2) Die Injektion von Procain HCl (60 mg) oder Lidocain HCl (30 mg) in Wundrander und freigelegtes Gewebe bewirkte eine uber 100%ige Erhohung der Schwelle fur elektrische Stimuli, die im kontralateralen homologen Cortex minimale AD hervorrufen. Diese Wirking wurde nach etwa 3 Min deutlich, erreichte ihr Maximum nach 20 bis 30 Min und erreichte erst 60 Min nach der Injektion Ausgangswerte. (3) Die grosszugige Behandlung freiliegenden Gewebes mit einem bekannten und wirkungsvollen Lokalanasthetikum, Benzocain (freie Base, 20%iger Puder) anderte weder die Schwelle fur die AD noch ihre Dauer. Die Injektion von Lidocain oder Procain HCl nach Benzocain induzierter Lokalanasthesie jedoch zeigte in jedem Fall eine Reduktion in der Dauer der AD und eine Erhohung des Schwellenwerts wie oben beschrieben. Die zentrale Wirkung der Lokalanasthesie mit Benzocain fehlt vermutlich deswegen, weil das Medikament wasserunlbslich ist und das Gehirn nicht erreichen kann. Es gibt also wirkungsvolle Lokalanasthetica, die bei neurophysiologischen Untersuchungen nicht storen. Resumen Para demostrar que la tecnica habitual que consiste en la inyeccion local de anestesicos hidrosolubles en los margenes de heridas cutaneas produce una marcada reduccion de la excitabilidad del telencefalo se han analizado las alteraciones de las post-descargas (PD) transcallosas. Los resultados obtenidos en 20 gatos con el tronco cerebral seccionado en un nivel pre-pontino fueron muy semejantes a los que se consiguieron en 6 animales paralizados con el cerebro intacto. (1) C1H de procaina, en dosis habituales para anestesia local (3 a 6 cc al 1%) redujo, o incluso suprimio en todos los animales estudiados, las PDs inducidas mediante estimulacion (100 Hz, 0.5 mseg, 3 a 10 V por 5 seg) de la circunvolucion suprasilviana media homologa y contralateral. (2) El umbral de estimulacion electrica efectiva para inducir minimas PDs en la corteza homotopica contralateral resulto elevado en mas del 100% tras la inyeccion de C1H procaina (60 mg.) o C1H lidocaina (30 mg.) en los margenes de las lesiones y en el tejido expuesto. Este fenomeno se manifesto a los 3 min, llego a su maximo a los 20 to 30 min y regreso a los niveles de control pasados los 60 min de la inyeccion. (3) La benzocaina (base libre), conocido y eficaz anestesico topico, aplicado en abundancia al tejido expuesto (polvo al 20%) no altero el umbral ni la duracion de las PDs. La inyeccion de Lidocaina o procaina tras la induccion de anestesia local con benzocaina, siempre produjo una reduccion de la duracion de las PDs. y una elevacion de los umbrales mencionados. Se cree que la falta de accion central de la anestesia topica con benzocaina es debida a su insolubilidad en agua, impidiendole alcanzar el cerebro. Existe, pues, una anestesia local eficaz que no interfiere con la experimentacion neurofisiologica.