Modulation of Generalized Spike‐and‐Wave Discharges During Sleep by Cyclic Alternating Pattern

Summary: Because arousal plays a critical role in activation of epileptic phenomena, we analyzed the behavior of interictal generalized spike‐and‐waves (S‐W) during the two recently identified modalities of arousal control during NREM sleep: (a) the cyclic alternating pattern (CAP), expressed by successive biphasic (phase A and phase B) fluctuations of arousal; and (b) non‐CAP (NCAP), characterized by prolonged stable periods of EEG and arousal level. Within the single NREM stages, phase A consists of clusters of phasic events associated with transient arousal activation, whereas phase B is represented by the periodic reappearance of the EEG background and reflects a rebound inhibitory condition. The polysomnograms of 10 subjects with a wide age range and affected by primary generalized epilepsy displayed significant differences (all at p < 0.01) between the spike indexes (S‐W/min) of CAP (2.9) and NCAP (1.3), of phase A (7.4) and phase B (0.3), and of NCAP and phase B. For distribution of S‐W, a significant prevalence of EEG paroxysms was detected during CAP as compared with NCAP (68 vs. 32%, p < 0.001), and 93% of all the interictal bursts that occurred in CAP occurred in phase A (p < 0.001). Our data stress the arousal‐dependent influence of CAP and NCAP on modulation of generalized epileptic mechanisms during sleep. RÉSUMÉ Comme allègement du sommeil joue un rôle important dans activation des phénomènes épileptiques, les auteurs ont analysé le comportement des décharges de pointes‐ondes généraées intercritiques pendant deux modalités allègement du sommeil survenant en sommeil lent, identification récente: 1 o ) le pattern cyclique alternant (PAC), exprimé par des fluctuations bi‐phasiques successives (phase A et phase B) de allègement, 2 o ) le type non‐PAC (NPAC), caractérisé par un état stationnaire prolongé de EEG et du niveau allègement. A intérieur des stades individuels du sommeil lent, la phase A consiste en une accumulation évènements phasiques associés à une activation transitoire de éveil, tandis que la phase B est représentée par la réapparition périodique de activité de fond EEG, et témoigne un état inhibition rebond. Les polysomnographies de dix sujets présentant une épilepsie généralisée primaire, âges très variables, ont montré des différences significatives, toutes avec p < 0.01, entre les index de pointes (P‐O/min) DPAC (2,9) et DNPAC (1,3). de la phase A (7,4) et de la phase B (0,3), des NPAC et de la phase B. La distribution des P‐O a montré une prévalence significativement plus élevée des paroxysmes EEG pendant les PAC par comparaison avec les NPAC (68% contre 32%: p < 0.001), 93% de toutes les décharges intercritiques qui survenaient en PAC ont été trouvés en phase A (p < 0.001). Ces données soulignent influence dépendante de éveil des PAC et des NPAC sur la modulation des mécanismes épileptiques généralisés pendant le sommeil. RESUMEN Puesto que el despertar juega un papel critico en la activación de los fenómenos epilépticos hemos analizado el comportamiento de las puntas‐onda interictales generalizadas (S‐W) durante las dos modalidades del despertar recientemente identificadas durante la fase NREM del sueño: (1) el Patrón Ciclico Alternante (CAP), expresado por fluctuaciones sucesivas bifásicas del despertar (fase A y fase B); (2) no‐CAP (NCAP) caracterizado por peridos estacionarios prolongados del EEG y del nivel del despertar. En los estadíos de NREM linicos la fase A está constituida por agrupaciones de acontecimientos fásicos asociados a una activación transitoria del despertar mientras que la fase B está representada por la reaparición periódica de la actividad de fondo del EEG y refleja una conditión inhibitoria de rebote. Los polisomnogramas de 10 individuos afectados de epilepsía generalizada primaria y pertenecientes a un amplio grupo de edades, mostraron diferencias significativas (todas con p 0.01) entre los índices de puntas (SW/min) del CAP (2.9) y del NCAP (1.3) de la fase A (7.4) y de la fase B (0.3), del NCAP y fase B. En lo que respecta a la distributión de las S‐W se registró una prevalencia significativa de los paroxismos en el EEG comparándolos con el NCAP (68% vs 32%: p 0.001); el 93% de todos los brotes interictales que ocurrieron en el CAP se encontraron en la fase A (p 0.001). Nuestra información insiste en la influencia, dependiente del despertar, del CAP y del NCAP sobre la modulación de los mecanismos epilépticos generalizados durante el sueño. ZUSAMMENFASSUNG Arousal spielt eine wichtige Rolle bei der Aktivierung von epileptischen Phänomenen. so daß wir das Verhalten von interiktalen Spike und Waves (SW) während der 2 kürzlich identifizierten Modalitäten von Arousal‐Kontrolle im NREM Schlaf analysierten: 1. das zyklisch alternierende Muster (CAP), das durch Aufeinanderfolge von biphasischen (Phase A und Phase B) Fluktuationen von Arousal definiert wird und 2. Nicht–CAP, das durch längere Stationaritäten im EEG und Arousal‐Level charakterisiert ist. Innerhalb der einzelnen NREM‐Stadien be‐steht Phase A aus Ansammlungen von phasischen Ereignissen die mit vorübergehender Arousalaktivierung assoziiert sind, während Phase B durch das periodische Wiederauftreten der EEG‐Hintergrundaktivität gekennzeichnet ist und einer inhibitorischen Rebound‐Bedingung entspricht. Die Polysomnogramme von 10 Personen mit primär generalisierter Epilepsie und einem großen Altersunterschied zeigten signifikante Unterschiede (p < 0.01) zwischen den Spike Indice (Spike Waves/min) zwischen CAP (2.9) und NCAP (1.3). zwischen Phase A (7.4) und Phase B (0.3), und zwischen NCAP und Phase B. Bezogen auf die Verteilung von Spike Wave‐Entladungen wurde eine signifikante Prävalenz von EEG‐Paroxysmen während CAP im Vergleich zu NCAP gefunden (68% gegenüber 32%, p < 0.001). 93% aller interiktalen Ausbrüche während CAP ereigneten sich in Phase A (p < 0.001). Unsere Ergebnisse zeigen den Arousal‐abhängigen Einfluß von CAP und NCAP auf die Modulation generalisierter epileptischer Mechanismen während des Schlafes.