The Generalized Convulsive Seizure State Induced by Daily Electrical Stimulation of the Amygdala in Split Brain Cats

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Abstract
SUMMARY Daily unilateral electrical stimulation of amygdala in forebrain bisected cats provoked the development of the final stage of the kindled convulsion with remarkable rapidity regardless of presence or absence of anterior commissure. The chronological and spatial pattern of propagation of afterdischarge, interictal spike discharge, and clinical manifestations strongly suggest the significant role played by the midbrain reticular formation and possibly other brainstem structures in the progressive electroclinical seizure development. This assumption was supported by the results of a lesion study in which placement of a destructive lesion in the ipsilateral midbrain reticular formation markedly increased the generalized seizure triggering threshold, later-alized the afterdischarge to the stimulated hemisphere when induced with increased intensity stimulation, fragmented clinical seizure manifestations, and failed to produce progression of clinical and electrographic events with prolonged daily stimulation. This is in contrast to the insignificant effect produced by a peduncular lesion. Our findings suggest that vertical (limbic-brainstem), but not horizontal (transhemispheric interlimbic) connection is critically involved in the amygdaloid seizure development while the forebrain commissures may play a role in the development of bisynchronous and bisymmetrical ictal and interictal electrographic and clinical manifestations. Finally, possible differential effect of forebrain bisection depending on developing in contrast with an established (cerebral) hemispheric epileptogenic process is postulated to explain the “facilitatory” effect observed in our series in contrast to the beneficial effects reported on some intractable seizure patients. RÉSUMÉ Une stimulation électrique journalière de l'amygdale dans l'encéphale antérieur bisséqué de chats, provoque une évolution de l‘état final de la convulsion excitée remarquablement rapide, sans considérer la prénce ou l'absence de commissure anterieure. Le mode de propagation chronologique et spatial de apres-decharge, “interictal spike decharge” et les manifestations cliniques indiquent clairement le role vital joué par formation reticulaire du mésencephale et peut-etre d'autre structures pedonculaire du cerveau dans le developpement de l'etat final de l'attaque. Cette hypothese est soutenu par les resultats de l'etude d'une lesion, dans laquelle 1'introduction d'une lesion de-structriace dans la formation reticulaire homo-laterale du méencephale augmente remarquablement le seuil de l'attaque, bloque l'apparence d'une attaque generalised, et lateral-ise Papresdecharge dans Phemisphere stimule. Ceci contraste avec l'effet insignificant produit par une lesion pedonulaire. Nos recherches suggerent que le renforcement de 1'attache due pédoncle limbique du cerveau (formation reticulaire du mesencfiphale) est d'une importance decisive pour le phenomene d'excitation pendant que la commissure du “forebrain” joue un role dans le developpement electrographique et clinique des manifestations bisynchronique et bisymetrique, “ictal” et “inter-ictal.” Enfin, un effet differenciel possible de la bissection du prosencephale, celon le development du procédé compare a celui hémispherique (cerebral) epileptogene connu, est suggere pour expliquer l'effet de “frayage” (facilitatory) observe dans nos serie d'experiences en contraste avec les effets salutaires relates chez quelques malades critiques intraitables. RESUMEN La estimulacidn electrica diaria de la arm'gdala en gatos produce un desarrollo progresivo de ataques electroclinicos que culminan en convulsiones generalizadas (Kindling). Una lesion electrolftica en la sustancia reticular mesencefalica, homolateral a la amfgdala estimulada, produjo una marcada elevacion del umbral para convulsiones generalizadas y redujo la susceptibilidad al pentilen-tetrazol. Por el contrario lesiones en el palido no produjeron efectos sobre el umbral convul-sivo y dieron la impresion de aumentar la susceptibilidad al pentilentetrazol. Estos resultados apoyan la hipotesis de que: (1) la sustancia reticular mesencefalica participa de manera significativa en el proceso del progresivo desarrollo de convulsiones amigdalo-ideas, y (2) los efectos de las lesiones en la sustancia reticular mesencefalica no dependen de la presencia de la bisection del telencefalo. ZUSAMMENFASSUNG Tägliche elektrische Reizung des Mandel-kerns verursacht bei Katzen Auftreten und Zunahme elektro-klinischer Anfälle, die in generalisierten Konvulsionen gipfeln (“kindling”– Aufschaukelphanomen). Eine elek-trolytbedingte Lasion der Formatio reticularis im Mittelhirn, auf der Seite des gereizten Mandelkerns erhoht deutlich die Reizschwelle für die Auslosung generalisierter Anfalle und vermindert die Empfindlichkeit gegeniiber Pen-tylentetrazol. Im Gegensatz dazu zeigen Verlet-zungen des Globus pallidus keinen verwertbaren Effekt auf die Ausloseschwelle fur generalisierte Krampfanfalle. Sie scheinen die Empfindlichkeit gegenüber Pentylentetrazol zu erhohen. Diese Ergebnisse unterstiitzen folgende Hypothesen: 1 Die Formatio reticularis des Mesencephalon spielt eine wesentliche Rolle im Prozess der Entwicklung und Ausprägung von Anfällen ausgehend vom Mandelkern. 2 Die Auswirkung einer Läsion in der Formatio reticularis des Mittelhirns ist nicht abhangig von einer Unterbrechung der Verbin-dung zum Telencephalon.