Neostigmine Activated Epileptiform Discharge in the Amygdala: Electrographie‐Behavioral Correlations

SUMMARY This investigation was carried out to test the hypothesis that amygdaloid epileptiform activity is due to cholinergic hyperactivity. It was designed to study the underlying physiopathology of, and to act as an experimental model for, psychomotor epilepsy. Neostigmine was injected in‐tracerebrally into the amygdala of the cebus monkey with chronically implanted “chemitrodes” fitted with EEG recording electrodes. The injections were made in the basal amygdaloid nucleus which normally shows very high acetylcholinesterase (AChE) enzymatic activity in histochemical preparations. Neostigmine injection resulted in very high amplitude spike activity in the amygdala only. Other brain areas, including the neighboring temporal cortex, did not show any marked EEG changes. In the first day or two, these EEG changes were associated with myoclonus localized in the ipsilateral muscles of facial expression and also associated with masticatory seizures. Subsequently the animal became aggressive and remained so several months after the injection of neostigmine. The EEG changes continued for approximately 6 weeks. Intramuscular injections of atropine diminished the amplitude of the epileptiform EEG discharges and modified slightly the animal's behavior. RÉSUMÉ Ces expériences ont été entreprises dans le but de tester l'hypothese suivant laquelle l'activite epilep‐tique de l'amygdala résulte d' une hyperactivity cholinergique. Elles ont egalement pour but d‘étudier la physiopathologie correspondante et de servir ainsi de modele experimental de l’épilepsie psychomotrice. La neostigmine est injectde dans l' amygdala du singe cebusal'aide de “chemitrodes” implantees et accouplees a des electrodes d'enregistrement EEG. Les injections sont faites dans le noyau amygdaloidien basal qui montre normalement sur les preparations histochimiques une activite enzymatique acetyl‐cholinesterasique (AChE) très éleveé. Ces injections provoquent une activite de pointe de tres grande amplitude limitée a l'amygdala. Les autres aires cerd‐brales, y compris le cortex temporal voisin, ne mont‐rent aucune modification EEG importante. Durant les un ou deux premiers jours, ces modifications EEG sont associees a un myoclonus localise aux muscles faciaux ipsilatdraux et a des crises masticatoires. Consecutivement l'animal devient agressif et le de‐meure pendant plusieurs mois. Les modifications EEG persistent pendant environ six semaines. L'injection intramusculaire d'atropine diminue l'amplitude des decharges dpileptiques sur I'EEG et modifie legere‐ment le comportement de l'animal. RESUMEN Esta investigación se ha llevado a cabo para com‐probar si la hipotesis de que la actividad epileptiforme de la amigdala es debida a una hiperactividad colinérgica, es correcta. Se ha diseñado para estudiar la fisiopatologia subyacente de la epilepsia psicomotora y para que se utilice corao modelo experimental. Se in‐yect6 neostigmina en el interior de la amigdala del mono cebus con “detectores quimicos” implantados cr6nicamente y acoplados a electrodos con registro electroencefalografico. Las inyecciones se realizaron en el nucleo amigdaloideo basal, que habitualmente muestra una elevada actividad enzimatica de la acetilcolinesterasa (AChE) en las preparaciones histoqui‐micas. La inyeccion de neostigmina produjo puntas de gran voltaje limitadas a la amigdala. Otras zonas cere‐brales, incluyendo la corteza temporal vecina, no mostraron alteraciones notables en el EEG. En el primer o segundo dia, los cambios del EEG se asociaron a mioclonias localizadas en los musculos de la expresi6n facial ipsilateral unidas a convulsiones masticatorias. Tras la inyecci6n de neostigmina los animales mostraron una agresividad que persisti6 durante varios meses. Las alteraciones electroencef‐alograficas se continuaron observando durante unas seis semanas. La inyeccion intramuscular de atropina disminuy6 la amplitud de las descargas epileptiformes del EEG y modifico ligeramente el comportamiento del animal. ZUSAMMENFASSUNG Die Untersuchung wurde durchgeführt, um die Hypothese zu prüfen, daß die epileptiforme Aktivität des Amygdalon Folge cholinergischer Hyperaktivitat ist. Der Versuch wurde so geplant, daß die zugrunde‐liegende Physiopathologie der psychomotorischen Epilepsie untersucht werden konnte und daß er als ex‐perimentelles Modell fur die psychomotorische Epilepsie dienen konnte. Neostigmin wurde intrazerebral in das Amygdalon des Cebusaffen injiziert, der chronisch im‐plantierte “Chemitroden” erhalten hatte, die mit EEG‐Elektroden ausgestattet wurden. Die Injektionen er‐folgten in die basalen Anteile des Nucleus amygdaleus, die normalerweise eine sehr hohe Acetylcholinesterase (AChE) und Enzymaktivitat in histochemischen Praparationen aufwiesen. Neostigmin‐Injektionen riefen eine sehr hochamplitudige Spike‐Aktivitat nur im Amygdalon hervor. Andere Hirnareale einschlieBlich des be‐nachbarten temporalen Cortex zeigten keine deutlichen EEG‐Veranderungen. In den ersten ein oder zwei Tagen waren die EEG‐Veranderungen von einem Myoklonus begleitet, der sich auf die ipsilateralen Gesichtsmuskeln beschrankt und von mastikatorischen Symptomen begleitet wurde. In der Folgezeit wurde das Tier aggressiv und bliebes bis mehrere Monate nach der Injektion von Neostigmin. Die EEG‐Veranderungen bestanden etwa6 Wochen. Die intramuskulare Injektion von Atropin ver‐minderte die Amplitude der epileptiformen Entladungen im EEG und modifizierte ein wenig das Verhalten des Tieres.