Slow Cortical Potentials Their Origin and Contribution to Seizure Discharge

SUMMARY The D.C. phenomena of normal cerebral cortex are surveyed with the view of furthering understanding of the slow potential changes which take place during seizure discharge. While none of the latter are invariable accompaniments of seizures of all types, those indicated are observed commonly enough: (1) an abrupt surface‐negative base‐line excursion that immediately precedes the start of a seizure. This may be due to a partial depolarization of sub‐surface elements, perhaps dendrites. (2) As a seizure continues the D.C. base‐line shifts slowly positively. (3) As seizure discharge ends a negative base‐line shift may develop which is less abrupt than the one noted at the onset of seizure. Thereafter ECG becomes isoelectric. Single convulsive spikes which follow surface applications of strychnine or veratrine show slow potential sequelae sometimes lasting for several seconds. These sum when the spikes occur in clusters. For strychnine both spike and after‐effect are principally negative under our conditions of study, for veratrine principally positive. The D.C. shifts which occur during seizure could result largely from the summation of such slow after‐effects. However, it is only when an after‐effect follows a sub‐surface event that it can be securely designated as surface‐positive or negative in polarity; and since seizure ordinarily involves the whole cortical thickness, a surface‐positive shift with seizure could even signify activity in deep parts. One of the most interesting possibilities which has developed is that of explaining human spike and wave discharge in the terms of spike and slow negativity, separate but successive excitatory components of the direct cortical response. The time orders of direct cortical response and spike and wave are approximately the same; and it has been shown that certain pharmacological agents which exaggerate slow negativity tend to close the gap between the two. RÉSUMÉ Les phénomènes D.C. du cortex cérébral normal ont étéétudiés dans le but d'obtenir une compréhension plus approfondie des lents changements potentiels qui apparais‐sent durant la décharge d'une crise. Tandis qu'aucun de ces derniers n'accompagne les crises de tous les types, les plus habituellement observés sont les suivants: (1) une excursion abrupte dont la ligne de base a une surface négative qui précède immédiatement le déclenchement d'une crise. Ceci peut être dûà une dépolarisation partielle des éléments de la sub‐surface, peut‐être des dendrites; (2) quand la crise continue, la ligne de base D.C. change lentement positivement; (3) quand la décharge d'une crise se termine, il peut se produire un glissement de la ligne de base, lequel est moins abrupt que celui noté au début de la crise. Après cela, l'ECG devient isoélectrique. De simples pointes convulsives qui suivent des applications à la surface de strychnine ou de vératrine manifestent des séquelles de potentiels lents qui durent parfois pendant plusieurs secondes. Ces séquelles s'accumulent quand les points se présentent en groupes. Quand il s'agit de strychnine, la pointe et son post‐effet sont principalement négatifs dans les conditions de notre étude; avec la vératrine, elles sont principalement positives. Les changements de D.C. qui s'opèrent durant une crise peuvent résulter grandement de l'accumulation de lents post‐effets de ce genre. Toutefois c'est seulement lorsqu'un post‐effet suit un épisode de sub‐surface que cet effet peut être sûrement qualifié de surface de polarité positive ou négative; et puisque la crise embrasse ordinairement toute l'épaisseur du cortex, un déplacement de surface positive avec crise peut aussi bien signifier activité dans la profondeur. L'une des possibilités les plus intéressantes qui se sont développées est celle de la décharge des pointes et ondes humaines sous le terme de pointe et lente négativité, composants excitateurs séparés, mais successifs, de la réponse corticale directe. La série des temps de la réponse corticale directe et ceux des pointes et des ondes sont à peu près les mêmes; il a été démontré que certains agents pharmaceutiques qui augmentent la lente négativité tendent à combler la brèche qui les sépare.