Behavioral Effects of Kainic Acid Administration on the Immature Brain

Summary: Prepubescent male rats with an amygdaloid electrode in place were administered kainic acid (KA) intraperitoneally (i.p.) while controls received phosphate‐buffered saline (PBS). All KA‐treated animals developed status epilepticus with bilateral forelimb clonus and ictal discharges on the EEC The rats were then tested as adults for learning, memory, emotionality, social interaction, and activity level using the T maze, water maze, handling test, home cage intruder test, and open field test. KA‐treated rats learned at a slower, rate in the water maze and T maze than the controls. In addition, KA‐treated rats had evidence of impaired memory during spatial bias testing in the water maze. In the home cage intruder test, KA‐treated animals were more submissive and less aggressive than control animals. Finally, KA‐treated animals were significantly more active than control animals in the open field test. This study demonstrates that KA administration to the immature brain, in a convulsant dose, results in permanent changes in behavior, learning, and memory. RÉSUMÉ Des rats mâles prépubères chez lesquels une électrode amygdalienne avait élé mise en place ont reçu de ľacide kaïnique (AK) par voie intrapéritonéale tandis que des rats contrô1es recevaient une solution saline phosphateée tamponée (SSP). Tous les animaux traités par AK ont présenté un état de mal avec clonies bilatérales des pattes antérieures et décharges critiques àľEEG. Les rats ont subi secondairement, àľâge adulte, les tests ďapprentissage, de méimoire ďémotivitéďinteraction sociale et de niveau ďactivité suivants:labyrinthe T, labyrinthe à eau, test de manipulation, test ďintrusion dans la cage, test en espace libre. Les rats traiés par AK ont appris plus lentement que les rats contrôles dans les tests utilisant les labyrinthes. De plus, les rats traités par AK ont présenté des difficultés mnésiques pendant ľexploration spatiale dans le test du labyrinthe à eau. Dans le test ďintrusion dans la cage, les rats traités par AK ont été plus soumis et moins agressifs que les contrôles. Enfin, les animaux traités par AK se sont montrés significativement plus actifs que les animaux contrôles dans le test en espace libre. Cette étude démontre que ľadministration ďAK au cerveau immature, a dose convulsivante, entraîne des modifications durables du comportement, de ľapprentissage et de la mémoire. RESUMEN Se ha adminsitrado ácido kaínico (KA) intraperitonealmente a ratas macho prepuverales con un electrodo localizada en la amígdala mientras que las ratas control recibían fosfato salino (PBS). Todos los animates tratados con KA desarrollaron status epilepticus con movimientos clónicos bilaterales de las patas anteriores y descargas epitépticas en el EEG. En esas condiciones las ratas fueron examinadas como adultos para las funciones: aprendizage, memoria, emotividad, interacción social y nivel de actividad utilizando el laberinto T, el laberinto de agua, el test de manipulación, el test de intruso en la jaula y un test de campo abierto. Las ratas tratadas con KA aprendieron más lentamente en el laberinto de agua y en el laberinto T que las controles. Además, las ratas tratadas con KA mostraron evidencia de alteración de la memoria durante el test de sesgo espacial en el laberinto de agua. En el test de intruso en la jaula los animates tratados con KA fueron más obedientes y menos agresivos que los animates control. Finalmente los animates tratados con KA fueron significativamente más activos que los control en el test de campo abierto. Este estudio demuestra que la administración de KA a un cerebro inmaduro en dosis convulsivas produce cambios permanentes en el coniportamiento, el aprendizaje y la memoria. ZUSAMMENFASSUNG Bei praepubertären männlichen Ratten mit implantierter Amygdala Elektrode wurde Kaininsäure (KA) intraperitoneal verabreicht, Kontrolltiere erhielten Phosphat‐gepufferte Sal‐zlösung. Alle mit KA behandelten Tiere entwickelten einen Status epilepticus mit bilateralen Kloni der vorderen Extremitäten und iktalen Entladungen im EEG. Diese Ratten wurden als erwachsene Tiere bezüglich des Verhaltens, Gedächtnis, Emotionalität, sozialer Interaktion und Aktivitätsniveau getestet unter Verwendung eines T‐Labyrinths, Wasser‐Labyrinths, eines Handling‐Tests, eines Käfig‐Tests und eines offenen Feld‐Tests. Die mit KA behandelten Ratten lernten langsamer im Wasser‐und T‐Labyrinth, verglichen mit den Kontrolltieren. Sie zeigten zu‐sätzlich Hinweise für ein beeinträchtigtes Gedächtnis bei einem räumlichen Test im Wasser‐Labyrinth. Bei dem Käfig‐Test mit einem fremden Eindringling waren die KA‐behandelten Tiere unterwürfiger und weniger aggressiv als die Kontrolltiere. Schlieβlich waren die KA‐behandelten Tiere im offenen Feld‐Test aktiver als die Kontrolltiere. Die Untersuchung zeigt, daβ eine Behandlung des unreifen Gehirns mit KA in einer konvul‐siven Dosierung in dauernden Veränderungen von Verhalten, Lernen und Gedächtnis resultiert.