Nuclear Magnetic Resonance Relaxometry in a Penicillin Model of Focal Epilepsy

Summary: Magnetic resonance imaging (MRI) is effective in demonstrating pathologic lesions in patients with epilepsy. It has been suggested that MRI might also reveal functional abnormalities at an interictal epileptic focus when no gross structural change such as gliosis or tumor is present. Experimental epileptic foci were produced by topical application of penicillin to the cortex of rats. In vitro proton nuclear magnetic resonance (NMR) relaxometry of tissue excised from the experimental foci revealed an increase in spin‐echo relaxation time as compared to that in control tissue. The elevated relaxation times occurred in tissue samples from areas of active electroencephalographic (EEG) spiking. This is the first direct demonstration of an alteration in proton magnetic resonance parameters by functional abnormalities (focal interictal spike activity) in the brain, supporting the concept that MRI might be similarly affected. RÉSUMÉ Ľimagerie par résonance magnétique (IRM) permet de mettre en évidence des lésions pathologiques chez les patients épileptiques. Il a été suggéré que cette méhode peut aussi mettre en évidence des anomalies foncitonnelles au niveau ďun foyer épileptique intercritique en ľabsence même de modifications structurelles de type gliose ou tumeur. Des foyers épileptiques expérimentaux ont été produits par application topique de pénicilline sur le cortex chez le rat. La relaxomérie par résonnance magnétique nucléaire in vitro réalisée sur les tissus prélevés au niveau des foyers épileptiques a étéľexistence ďun allongement du temps de relaxation au spin‐écho par comparaison avec des tissus contrôles. Les temps de relaxation allongés ont été constatés au niveau de tissus pré1evés sur des zones produisant de façon active des paroxysmes EEC Il s'agit ici de la première démonstration directe ďune altération des paramètres de résonnance magnétique protonique par des perturbations cérébrales purement fonctionnelles (ľactivité paroxystique intercritique); ces constatations suggèrent que ľIRM peut être modifiée dans le même sens. RESUMEN La resonancia magnética (MRI) es una técnica de imagen eficaz para demostrar lesiones patológicas en enfermos con epilepsía. Se ha sugerido que también puede revelar anomalfas funcionales en un foco interictal cuando no existen aparentes cambios estructurales como gliosis o tumor. Se han producido focos epileptogénicos experimentales mediante la aplicacióm tópica de penicilina en la corteza de rat as. El estudio in vitro del tejido extirpado del foco experimental mediante el cálculo del tiempo de relajación de resonancia magnética nuclear con protones, ha mostrado un incremento del tiempo de relajación “spin echo” comparándolo con el tejido control. La elevación de los tiempos de relajación se observó en las muestras de tejido extraido de zonas con puntas activas en el electroencefalograma. Esta es la primera demostración directa de una alteración en el patrón de los parámetros de resonancia magnética midiendo anomalías funcionales (actividad de puntas interictales focales) en el cerebro, lo que apoya el concepto de que la MRI pueda estar afectada de modo comparable.