Focal Epileptic Activity and its Spread in the Brain of Lower Vertebrates

SUMMARY An electrographic epileptic focus can easily be elicited by applying penicillin locally in the forebrain of the fish ( Tinea tinea L.), the frog ( Rana temporaria ) and the turtle ( Testudo Graeca L.). The electrographic pattern, the frequency of firing, the transition to an electrographic seizure and the pathways of propagation of the interictal and ictal activity between both forebrain hemispheres were studied and compared in the three species. The pattern of the interictal focal discharge is essentially the same in all three species. It consists of an initial spike complex followed by a surface negative and a slow surface positive wave. The average duration of the whole discharge shortens and the interval between two successive discharges increases in the sequence fish frog turtle. The local seizure susceptibility of the forebrain structures (evaluated by the chance that the focal interictal discharge will progress to a self‐sustained after‐discharge) seems to be higher in fish than in amphibia and reptiles. Moreover, the fish forebrain lacks some important inhibitory mechanisms which may stop the seizure suddenly after several tens of seconds of self‐sustained paroxysmal activity. The short forebrain commissures are in fish the sole pathways along which epileptic activity is propagated between the forebrain hemispheres. In amphibia and reptiles, ascending and descending pathways through diencephalic and mesencephalic structures may be more important both in the propagation of focal activity and in the dissemination of the seizure. The results are discussed in terms of brain phylogeny. RÉSUMÉ On peut facilement provoquer un foyer épileptique électrique par l'application locale de p6nicilline dans le cerveau de poisson ( Tinea tinea L.), de grenouille Rana ( tempo‐raria )et de la tortue ( Testudo Graeca L.). On a étudié et compareé chez les trois espèces les patterns électrographiques, l'intervalles entre les décharges, leur transformation lors de crises électriques ainsi que les voies de propagation de l'activité critique et intercritique entre les deux hémisphères du cerveau antérieur. La morphologie de la décharge intercritique est sensiblement la même dans les trois espèces. Elle est constituée par un complex de pointes initiale suivie par une onde à surface négative et une onde lente à surface positive. La durée moyenne de la décharge diminue et l'intervalle entre deux déharges successives s'augmente dans l'ordre poisson‐grenouille‐tortue. Dans les hémisphères, la tendance des décharges intercritiques à se transformer en une post‐décharge autoentretenue est plus élevée chez le poisson que chez les amphibies et les reptiles. En plus, le cerveau antérieur du poisson est dépourvu de mécanismes inhibiteurs pouvant arrêter brusquement la crise, après plusieurs dixièmes de secondes d'activité paroxystique autoentretenue. Chez le poisson, les courtes commissures du cerveau antérieur sont les seules voies pouvant être empruntées dans la propagation de l'activitéépileptique entre les deux hémisphères antérieurs. Chez les amphibies et les reptiles, les voies ascendantes et descendantes à travers les structures diencéphaliques et mésencéphaliques peuvent être plus importantes soit dans la propagation de l'activitea focale soit dans sa diffusion de la crise. Les résultats sont discutés dans la perspective de la phylogénèse cérébrate.