Focal interictal epileptiform discharges (FIED) in the epicortical EEG and their relations to spinal field potentials in the ratDécharges épileptiformes focalisées interictales dans l'EEG épicortical et leurs relations avec les potentiels spinaux de champ chez le rat

https://doi.org/10.1016/0013-4694(80)90137-6Get rights and content

Abstract

To study the relations between epileptiform potentials in the surface EEG and motor phenomena, focal interictal epileptiform discharges (FIEDs) were induced by the combined application of penicillin and penicillinase to the cortical surface of the rat. Spinal field potentials (SFPs) served as an indicator of descending activity. The following results were obtained.

  • 1.

    (1) The focus induced by the technique generated epileptiform activity within a very restricted cortical region.

  • 2.

    (2) FIEDs were accompanied by synchronized SFPs in the cervical and lumbar cord if the focus was located in the corresponding cortical motor area. With FIEDs in non-motor areas SFPs failed to occur. A unilateral focus led to SFPs on both sides of the spinal cord.

  • 3.

    (3) The transverse distribution of field potentials within the spinal cord revealed that the early negative peak of the SFP reached its maximum in the dorsal horn.

  • 4.

    (4) After the application of the drugs the development of FIEDs preceded that of SFPs by ca. 5 min. When the drug effect ceased SFPs remained often fully developed up to 10 min after the FIEDs had disappeared.

  • 5.

    (5) The temporal relationship between the cortical and spinal events showed individual and interindividual variations.

  • 6.

    (6) Anodal and cathodal electrical polarization of the cortical surface by currents sufficient to alter the shape, amplitude and polarity of the FIEDs failed to change the SFPs.

The present investigations demonstrate that the cortical output from a restricted focus does not correspond to a definite epicortical field potential.

Résumé

En vue d'étudier les relations entre potentiels épileptiformes de l'EEG de surface et les phénomènes moteurs, des décharges épileptiformes interictales focales (DEIFs) ont été provoquées par application combinée de pénicilline et de pénicillinase à la surface du cortex du rat. Les potentiels spinaux de champ (PSCs) ont servi d'indices d'une activité descendante. Les résultats s'énoncent ainsi:

  • 1.

    (1) Le foyer provoqué de la sorte ne suscitait d'activité épileptiforme que sur une étendue corticale très limitée.

  • 2.

    (2) Les DEIFs étaient accompagnées de PSCs synchrônes, dans la moelle cervicale et lombaire, à condition que le foyer soit localisé dans l'aire motrice corticale correspondante. Des DEIFs se produisant dans les régions corticales non-motrices n'étaient accompagnées d'aucun PSC. Un foyer cortical unilatéral provoquait des PSCs bilatéraux.

  • 3.

    (3) La distribution transversale des potentiels de champ dans la moelle a montré que le pic négatif précoce du PSC avait son maximum dans la corne dorsale.

  • 4.

    (4) Après application des substances, les DEIFs se développaient environ 5 min avant les PSCs. Lorsque cessait l'effet des drogues, des PSCs souvent parfaitement développés subsistaient jusqu'à 10 min après la disparition des DEIFs.

  • 5.

    (5) Les relations temporelles entre les événements corticaux et spinaux ont témoigné de variations individuelles et inter-individuelles.

  • 6.

    (6) Les polarisations anodiques et cathodiques de la surface corticale, par des courants suffisant à modifier la forme, l'amplitude et la polarité des DEIFs n'ont pas altéré les PSCs.

Les données présentes démontrent que l'efférence d'un foyer cortical à extension restreinte ne se traduit pas par une configuration bien définie des potentiels de champs épicorticaux.

References (32)

  • H. Caspers

    Über die Beziehungen zwischen Dendritenpotential und Gleichspannung an der Hirnrinde

    Pflügers Arch. ges. Physiol.

    (1959)
  • R.C. Collins

    Metabolic response to focal penicillin seizures in rat: spike discharge vs. afterdischarge

    J. Neurochem.

    (1976)
  • C.E. Elger et al.

    Cortico-spinal connections in the rat. I. Monosynaptic and polysynaptic responses of cervical motoneurons to epicortical stimulation

    Exp. Brain Res.

    (1977)
  • H. Gastaut et al.

    The physiopathology of epileptic seizures

  • M. Gutnick

    Effect of focal cortical epileptogenesis on spinal presynaptic terminals

    Israel J. med. Sci.

    (1975)
  • M.J. Gutnick et al.

    Penicillinase and the convulsant action of penicillin

    Neurology (Minneap.)

    (1971)
  • Cited by (39)

    • Motor correlates of models of secondary bilateral synchrony and multiple epileptic foci

      2007, Seizure
      Citation Excerpt :

      Also, fully developed discharges of unilateral penicillin focus in sensorimotor cortex were accompanied by nearly identical spinal field potentials in both hemicords of anesthetized rats. The excitatory postsynaptic potentials elicited in spinal motoneurons by ipsilateral or contralateral cortical stimulation differed only slightly in the amplitude and slope of rise.29 Based on these findings, it was suggested that cortico-spinal tract of the laboratory rat has bilateral terminations.

    • Cortical myoclonus in children

      2003, Brain and Development
    View all citing articles on Scopus

    Supported by Deutsche Forschungsgemeinschaft (Sp 108/2).

    View full text