Pattern‐Sensitive Epilepsy. II: Effects of Pattern Orientation and Hemifield Stimulation

Summary: The majority of pattern–sensitive epileptics described in the literature have responded mainly to vertical or near‐vertical gratings. In this study, orientation selectivity was reexamined in two patients and the effects of hemifield stimulation are also reported. Prior studies of our subjects by Chatrian et al. (1970) revealed that Case 1 was sensitive to all orientations and that Case 2 was responsive to vertical or near‐vertical gratings only. Upon reexamination, Case 1 was distinctly less sensitive to oblique orientations and Case 2 was slightly responsive to horizontal gratings. At the time of testing, Case 1 was clinically improved and Case 2 was acutely worse compared to their conditions during the 1970 studies. With low‐contrast gratings, Case 1 responded only to vertical orientations. However, when presented with a checkerboard pattern, he responded only when the edges were diagonal and not when they were vertical and horizontal. Upper hemifield gratings were epileptogenic, whereas lower hemifield presentations were almost ineffective. Lateral hemifield presentation produced discharges mainly in the contralateral hemisphere. The results suggest that orientation selectivity is not a fixed property of the pattern‐sensitive condition. Instead, it is apparently influenced by clinical status and pattern properties. The checkerboard results suggest that the epileptogenic feature of the pattern is its Fourier fundamental component rather than individual lines and edges. The hemifield results may indicate a functional difference between the upper and lower visual fields. RESUMEN La mayoría de los epilépticos sensibles a patrones descritos en la literatura responden, sobre todo, a rejillas verticales o casi verticales. En este estudio se vuelven a examinar la selectividad en la orientación en dos pacientes, así como los efectos de la estimulación hemicampal. Estudios anteriores en nuestros sujetos (Chatrian y col. 1970) revelaron que el Caso 1 era sensible a todas las orientaciones y el Caso 2 sólo lo era a rejillas verticales o casi verticales. Después de haber sido re–examinados, el Caso 1 era claramente menos sensible a las orientaciones oblicuas mientras que el Caso 2 respondía ligeramente a las rejillas horizontales. Cuando esta prueba tuvo lugar, el Caso 1 había mejorado clínicamente mientras que el Caso 2 había empeorado de manera aguda cuando se compareó su situación con la establecida durante los estudios de 1970. Cuando se utilizeó una rejilla de bajo contraste, el Caso I sólo respondió a las orientaciones verticales. Sin embargo, cuando se le presentó un partón “en tablero de damas” sólo respondió cuando los ángulos eran diagonales y no cuando eran horizontales o verticales. La presentación de la rejilla en el hemicampo superior era epileptogénica, mientras que la estimulación del hemicampo inferior era casi inefectiva. La estimulación del hemicampo lateral produjo descargas sobre todo en el hemisferio contralateral. Los resultados sugieren que la selectividad en la orientación no es una propiedad fija de esta entidad, sino que, más bien, parece influenciada por la situación clínica y las propiedades del partón. Los resultados con el tablero de damas sugieren que el carácter epileptogénico del partón reside en sus componentes básicos de la serie de Fourier más que en líneas o ángulos individuales. Los resultados de la estimulación hemicampal pueden indicar una diferencia funcional entre el campo visual superior e inferior. ZUSAMMENFASSUNG Die Mehrzahl der musterempfindlichen Epileptiker, die in der Literatur beschrieben werden, reagieren hauptsächlich auf vertikale oder nahezu vertikale Raster. In dieser Studie wird die Selektivität der Orientierung wieder untersucht bei 2 Patienten und über die Wirkung einer Halbseitenstimulierung berichtet. Frühere Untersuchungen unserer Patienten durch Chatrian et al. (1970) zeigten, daß Fall 1 sensibel gegenüber alien Orientierungen und Fall 2 nur gegenüber vertikale oder nahezu vertikalen Raster waren. Bei erneuter Untersuchung zeigte sich Fall 1 deutlich weniger sensibel gegenüber schrägen Präsentationen und Fall 2 reagierte geringfügig auf horizontale Raster. Während der Zeit des Testens war Fall 1 klinisch gebessert, Fall 2 akut verschlechtert im Verhältnis zu ihrem Status 1970. Bei kontrastarmen Rastern reagierte Fall 1 nur auf die vertikale Orientierung. Wurde er jedoch mit einem Schachbrettmuster konfrontiert, so reagierte er nur, wenn die Ecken diagonal standen und nicht, wenn sie vertikal oder horizontal orientiert waren. Die Raster, die der oberen Gesichtsfeldhälfte geboten wurden, waren epileptogen, während die dem unteren Gesichtsfeld präsentierten fast unwirksam sich verhielten. Reizung der lateralen Gesichtsfelder führte hauptsächlich zur Entladung der kontra–lateralen Hemisphäre. Die Ergebnisse lassen vermuten, daß die Selektivität der Orientierung keine fixierte Eigenschaft der Musterempfindlichkeit darstellt. Sie wird vielmehr offensichtlich durch den klinischen Zustand und die Eigenschaften des Musters beeinflusst. Die Schachbrettergebnisse lassen vermuten, daß die Epileptogenität des Musters ihrer fundamentalen Fourierkomponente mehr entspricht als den individuellen Linien und Ecken. Die Ergebnisse der verschiedenen Gesichtsfelduntersuchungen sprechen für eine funktionelle Differenz zwischen den oberen und unteren Gesichtsfeldern. RÉSUMÉ La piupart des épileptiques sensibles à des dessins décrits dans la littérature sont surtout sensibles à des grilles verticales ou presque verticales. Dans cette étude nous avons réexaminés deux patients en fonction des variations de L'orientation, et nous rapporterons les effets de la stimulation d'un hémi–champ visuel. De précédentes études de nos deux sujets par Chatrian et al. (1970) ont montrées que le cas No 1 était sensible à toutes les orientations des grilles, et que le cas No 2 était sensible seulement à des grilles verticales ou presque verticales. Après réexamen, le cas No 1 était nettement moins sensible aux orientations obliques, et le cas No 2 répondait faiblement aux grilles horizontales. Au moment des tests, le cas No 1 était cliniquement amélioré et le cas No 2 était nettement aggravé par rapport à leur état tel qu'il est décrit dans les études de 1970. Avec des grilles de faible contraste, le cas No 1 répondait seulement à des orientations verticales. Cependant, quand on lui présentait des figures en forme d'échequier, il répondait seulement quand les bords étaient en diagonale et ne répondait pas quand ils étaient vertical ou horizontal. Les grilles présentées dans L'heami‐champ supérieur étaient épileptogènes, alors que les présentations dans L'heami‐champ inférieur étaient presque inactives. La présentation dans L'hémichamp latéral produisait des décharges surtout dans L'hémisphère contra‐latéral. Ces résultats suggèrent que la sélectivitéà L'orientation n'est pas une propriété déterminée de la sensibilityé aux formes. Au contraire, elle est, semble‐t‐il, influenceée par L'état clinique et les propriétés de L'image présentée. Les résultats obtenus par des figures en damier suggèrent que le caractère épileptogène des figures est lié aux composants fondamentaux de la série de Fourier beaucoup plus qu'aux lignes et aux bords propres à la figure. Les résultats obtenus par les hémi‐champs peuvent indiquer qu'il existe des différences fonctionnelles entre les champs visuels supérieurs et inférieurs.