Hippocampal Neuron Density and Seizures in the Mongolian Gerbil

Summary: Mongolian gerbils of the seizure‐sensitive strain exhibit epileptic seizures in relation to changes in the environment, a characteristic which has been increased to about 100% by inbreeding. The seizures vary from animal to animal but are rather stable in the individual animal, which makes it possible to study the neuron densities in the hippocampus of the gerbil in relation to seizure type and seizure intensity. Five groups of gerbils with seizures ranging from minor movements and motor arrest to intense generalized convulsions were investigated with a quantitative method including cell counting by light microscope and estimation of possible brain shrinkage, as well as determination of nucleoli and nuclei diameters. The cell densities were determined in different areas of the pyramidal cells of the hippocampus (H‐fields). The study discloses a reduction of cell densities in fields H 2 and H 3 in relation to intense generalized convulsions. It is suggested that the reduction in cell density in field H 2 is a result of seizure activity, whereas the field H 3 cell loss can be the result of both the hypoxia and the seizure activity. RÉSUMÉ Les souches de gerbiles mongoliennes prédisposées aux convulsions présentent des crises épileptiques en relation avec des changements de leur environnement; caractéristique qui peut étre accrue d'environ 100% par endogamie. Le type des crises varie d'un animal à 1'autre mais il est assez stable chez un meme animal, ce qui rend possible l'étude de la densité des neurones dans l'hippocampe en relation avec le type des crises et leur intensityé. Cinq groupes de gerbiles avec crises variant depuis des mouvements mineurs jusqu'à des convulsions généralisées intenses ont étéétudiés avec une méthode quantitative incluant le comptage des cellules en microscopie optique, Testi‐mation d'une atrophie cerebrale possible aussi bien que la détermination du diamétre des noyaux et des nu‐cléoles. La densite cellulaire a été déterminee dans différentes aires à cellules pyramidales de l'hippocampe (champs H). Les résultats font apparaître une réduction de la densité cellulaire dans les champs H2 et H3 en relation avec les convulsions genéralisées intenses. 11 est suggéré que la réduction cellulaire dans de champ H2 est la conséquence del'activité critique tandis que cette réduction dans le champ H3 serait le résultat de 1'hypoxie aussi bien que de 1'activité critique. RESUMEN Las cepas susceptibles de presentar crisis de roedores (gerbils) mongoles muestran ataques epilepticos en relacién con cambios ambientales y esta carac‐teristica ha podido ser incrementada en casi un cien por cien por medio de endogamia. Los ataques varian de animal a nimal pero son bastante estables en un animal individual y esto hace posible el estudio de la densidad neuronal hipocámpica del roedor en rela‐cion al tipo y a la intensidad de las crisis. Se investi‐garon cinco grupos de roedores con ataques que variaban entre movimientos menores y parada motora y convulsiones generalizadas intensas por medio de un metodo cuantitativo que incluyó un contaje celular por medio del microscopio de luz, una estimacién de la posible retracción cérebral y la determinacibn de los diámetros de los nucleolos y de los núcleos. La densidad célular fue determinada en diferentes areas de las celulas piramidales del hipocampo (campos H). Los estudios mostraron una reducción en la población celular en los campos H 2 y H 3 en relación con las convulsiones generalizadas intensas. Se sugiere que la reducción en la densidad celular del campo H 2 es el resultado directo de las crisis, mientras que los hallazgos en el campo H 3 pueden ser el resultado tanto de la hipoxia como de la actividad comicial. ZUSAMMENFASSUNG Gerbilaffen aus einem anfallsensiblen Stamm ent‐wickeln epileptische Anfalle bei Veränderungen der Umgebung, was als Charakteristikum bei Inzuchtstämmen bis zu ungefähr 100% der Fälle gesteigert wurde. Die Anfälle varüeren von Tier zu Tier, sind jedoch bei dem einzelnen Tier ziemlich konstant, so daß es möglich ist, die Neuronendichte im Hippocampus und deren Relation zum Anfällstyp und zur Anfallsintensität zu verfolgen. 5 Affengruppen mit Anfällen, die von geringen Bewegungen oder Bewegungshemmung bis hin zu generalisierten Anfällen reichten, wurden mit einer quantitativen Methode untersucht: Diese schloß eine lichtmikroskopische Zellzählung, eine Schätzung der möglichen Hirnschrumpfung sowie eine Bestimmung von Nucleolus und Zellkerndurchmesser ein. Die Zelldichte wurde in verschiedenen Gegenden der Pyramidenzellen des Hippocampus (H‐Gebiet) bestimmt. Es zeigte sich eine reduzierte Zelldichte in den Feldern H2 und H3, die mit starken generalisierten Anfällen korrelierte. Es wird geschlossen, daß eine Zellzahlveranderung im Feld H2 aus der Anfallsaktivitat selbst resultiert, wohingegen eine Zellzahlverminderung im Gebiet H3 das Resultat sowohl der Hypoxie als auch der Anfallsaktivität sein kann.