Persistent Seizure Susceptibility and Recurrent Spontaneous Seizures in Kindled Cats

Summary Daily unilateral electrical stimulation of initially subconvulsive amygdala resulted in progressive development of seizures (kindling) in cats, culminating in generalized convulsive seizures of focal onset that could occur spontaneously. Kindled cerebral epileptogenicity persisted for up to 12 months and was characterized by (1) interictal spike discharges of consistent morphology and localization, and (2) an “all or none” response to stimulation at the generalized seizure triggering threshold. Pentylenetetrazol (Metrazol) enhanced the frequency of interictal discharge without changing its localization or morphology, and caused generalized seizures with focal onset exactly like those produced by unilateral stimulation of the amygdala. These findings indicate that repeated electrical stimulation of amygdala produces widespread alteration of brain function resulting in a permanent state of epileptogenicity. Kindling thus qualifies as an experimental model reminiscent of certain types of human epilepsy. RÉsumé La stimulation électrique quotidienne de l'amygdale qui était initialement subconvulsive donnait lieu progressivement à des crises (“sensibilisation,” kindling) aboutissant à des crises convulsives à début focal secondairement généralisées, et pouvant survenir spontanément. Cet état de sensibilisation cérébrale prédisposant à l‘épilepsie, persiste jusqu’à 12 mois et se caractérise (1) par des décharges intercritiques de pointes de morphologie et localisation constantes, et (2) par une réponse de type “tout ou rien”à une stimulation seuil déclenchant des crises généralisées. Le pentylenetetrazol (Metrazol) augmente la fréquence des décharges de pointes intercritiques sans toutefois modifier leur topographie et leur morphologie et provoque des crises à début focal avec généralisation secondaire exactement identiques a celles produites par la stimulation unilatérale de l'amygdale. De telles donnees indiquent que des stimulations électriques répétées de l'amygdale produisent une altération cérébrale diffuse, responsable d'un état permanent d‘épileptogénicité. Cet état (“kindling”) se pose done comme un modéle expérimental qui rappelle certaines formes d’épilepsie chez I'homme. RESUMEN La estimulación eléctrica unilateral de una amígdala, previamente subconvulsiva, produjo el desarrollo progresivo de ataques en gatos, culminando en ataques generalizados de comienzo focal, que podían ocurrir espontaneamente. Este tipo de epileptogénesis “provocada” (“kindling”= eneender) persiste hasta 12 meses y se caracteriza por (1) descargas interictales de puntas de morfología y localización persistente, y (2) una respuesta “todo o nada” con estimulación a umbrales que desencadenan ataques generalizados. El pentilenetetrazol (Metrazol) aumentó la frecuencia de interictales de puntas sin modificar su localizacion o morfología y produjo ataques generalizados de comienzo focal idénticos a los producidos por estimulación unilateral de la amígdala. Estos hallazgos indican que la estimulación repetida de la amígdala produce alteraciones diseminadas de la función cerebral que se traducen en un estado permanente de epileptogénesis. Así pues, “kindling” representa un modelo experimental aceptable que recuerda ciertos tipos de epilepsyía humana. ZUSAMMEnfassung Tägliche einseitige elektrische Stimulation des Amygdalon, die anfangs unterhalb der Krampfschwelle lag, führte zur allmählichen Ausbildung von Krämpfen (“kindling”– Krampfbahnung, triggerung) bei Katzen. Sie kulminierten in generalisierten Krämpfen mit fokalem Beginn, die auch spontan auftreten konnten. Die so aufgeschaukelte cerebrale Anfallsbereitschaft hielt bis zu 12 Monate an. Sie ist durch folgende Befunde charakterisiert: (1) Interiktale spike‐Entladungen gleichbleibender Morphologie und Lokalisation; (2) “Alles oder Nichts”– Antwort auf Stimulation im Bereich der Schwelle für die Auslösung generalisierter Anfälle. Pentylentetrazol (Metrazol) verstärkte die Häufigkeit der Interiktale spike‐Entladungen, ohne dass sich ihre Lokalisation oder Morphologie änderte und verursachte generalisierte Krämpfe mit fokalem Beginn, die genau denen glichen, die durch einseitige Stimulation des Amygdalon hervorgerufen werden konnten. Die Befunde sprechen dafür, dass wiederholte elektrische Stimulation des Amygdalon eine ausgedehnte Veränderung der Hirnfunktion hervorrufen kann, die in einem anhaltendem Zustand der Anfallsbereitschaft resultiert. Das “kindling,” die Anfallsbahnung durch repetitive elektrische Stimulation, zeight sich damit als experimentelles Modell, das an bestimmte Typen der Epilepsie beim Menschen erinnert.