Pathophysiology of Generalized Photosensitive Epilepsy in the Cat

Summary: Feline generalized penicillin‐induced epilepsy is a reliable experimental model of epileptic photosensitivity. Binocular photic stimulation at 4–8 flashes/s consistently triggers generalized, bilaterally synchronous spike‐and‐wave discharges in cats submitted to long‐term intramuscular penicillin administration at low dosage (50,000–150,000 IU/kg). The photically induced epileptic activity is first and mainly recorded from the cerebral cortex as compared with the lateral geniculate (GL) body, therefore supporting a cortical onset of epileptic photosensitivity. At this low penicillin dosage, only minimal spontaneous spike‐and‐wave activity is recorded. Bilateral GL stimulation is more effective than binocular photic stimulation in triggering spike‐and‐wave discharges, whereas unilateral GL stimulation is grossly ineffective. This observation implies a role of bilateral specific visual thalamocortical volleys in the genesis of epileptic photosensitivity. Five of 12 randomly selected cats receiving long‐term penicillin exhibited spontaneous epileptic photosensitivity, a finding that suggests an underlying genetic predisposition of the feline species to this condition. RESUMEN La epilepsyía penicilínica de los felinos (FGPE) es un modelo experimental fiable de fotosensibilidad epiléptica. La estimulación fótica binocular de 4–8 destellos/seg. consistentemente dis‐para descargas generalizadas, bilaterales y síncronas de puntaonda en gatos crónicos sometidos a administración intramuscular de penicilina a dosis bajas (50.000–150.000 IU/K). La actividad epiléptica inducida fóticamente se registra primero y fundamentalmente en la corteza cerebral en comparación con el cuerpo geniculado lateral, lo que apoya el comienzo cortical de la fotosensibilidad epiléptica. Con estas bajas dosis de penicilina sólo se registra una mínima actividad espontánea de punta‐onda. La estimulación bilateral de GL es más eficaz que la fotoestimulación binocular en la generación de descargas punta‐onda, mientras que la estimulación unilateral GL es generalmente ineficaz. Esta observación implica la participación de descargas bilaterales específicas del sistema visual tálamo‐cortical en la génesis de la fotosensibilidad epiléptica. Cinco de 12 gatos crónicos, seleccionados aleatoriamente, mostraron fotosensibilidad epiléptica espontánea, hallazgo que sugiere una predisposición genética subyacente de la especie felina a esta condición. ZUSAMMENFASSUNG Die generalisierte Penicillin‐Epilepsie der Katze (FGPE) ist ein gutes experimentelles Modell der epileptischen Photosensibilität. Binoculare Photostimulation mit 4–8 Blitzen pro Sekunde triggert regelmäßig die generalisierten bilateral synchronen spike wave Entladungen bei “chronischen Katzen”, die einer intramuskulären Penicillin‐Injektion in niedriger Dosierung (50 000 bis 150 000 IU/K) unterzogen werden. Die optisch induzierte epileptische Aktivität wird früher und vorwiegend vom cerebralen Kortex abgeleitet, verglichen mit dem corpus geniculatum lateraie: dieser Befund deutet auf den kortikalen Ursprung der epileptischen Photosensibilität. Bei diesen niedrigen Penicillin‐Dosen wird nur minimale spontane spike wave Aktivität abgeleitet. Die bilaterale GL Stimulation ist wirkungsvoiler als die binoculare Photostimulation hinsichtlich des Triggerns von spike wave Entladungen während die unilaterale GL‐Stimulation weitgehend unwirksam ist. Diese Beobachtung spricht für die Bedeutung der bilateralen spezifischen visuellen thalamokortikalen Verbindungen für die Genese der epileptischen Photosensibilität. 5 von 20 zufällig ausgewählten “chronischen Katzen” zeigten spontane epileptische Fotosensibilität, ein Befund, der auf eine zugrundehegende genetische Prädisposition der Katzenart für diese Eigenschaft spricht.