Quantitative Comparison of Cell Loss and Thiopental‐Induced EEG Changes in Human Epileptic Hippocampus

Summary: Thiopental‐induced EEG β activity recorded from mesial and lateral temporal lobe sites was analyzed both visually and by computer in 30 patients with complex partial seizures. All patients later received anterior temporal lobectomy. Volumetric cell densities and percentage of principal cell loss relative to normal controls were determined in several different areas of each resected temporal lobe. The percentage of drug‐induced β activity was then compared with the percentage of cell loss by (a) making precise topographic correlations between induced β and cell loss, (b) relating the overall degree of left/right p asymmetry to cell loss averaged over wide regions, and (c) comparing the likelihood of left/right β asymmetries in patients with and without extreme cell loss. The results obtained were consistently negative and were unaffected by whether EEG data were analyzed by computer or visual inspection. These results indicate that the well‐known loss of drug‐induced p activity found in epileptogenic regions is not an indicator of the degree of cell loss or sclerosis. The underlying focal dysfunction measured by EEG β activity remains unknown, and factors such as focal hypoperfusion, hypometabolism, and the microanatomic features of the cells remaining in the focus should be investigated. RÉSUMÉ Chez 30 patients présentant des crises partielles complexes, l'activitébeta enregistrées au niveau des régions temporales médiates et latérales a été analysée visuellement et par ordinateur. Tous les patients ont bénéficié ensuite d'une lobectomie temporale antérieure. Les densités cellulaires volumériques et le pourcentage de perte cellulaire ont été déterminés au niveau de différentes zones des lobes temporaux réséqués et comparés a des résultats obtenus chez des contrôles normaux. Le pourcentage d'activité“beta induite par penthotal a ensuite été comparé au pourcentage de perte cellulaire de la façon suivante: (1) par corrélation topographique précise entre activité beta induite et perte cellulaire; (2) par corrélation entre le degré global d'assymétrie beta droite/gauche et la perte cellulaire moyennée sur de larges zones; (3) par comparaison des probabilités d'assymétrie droite/gauche chez des patients avec et sans perte cellulaire importante. Les résultats obtenus ont été régu‐lièrement négatifs; ils n'ont pas été influencés par le mode de lecture, visuelle ou informatique, de l'EEG. Ces résultats in‐diquent que la perte de l'activité beta induite par le penthotal, bien connue au niveau des régions épileptogènes, ne représente pas un indicateur du degré de perte cellulaire ou de scleŕose. La dysfonction locale mesurable par l'activité beta reste inconnue; des facteurs comme l'hypoperfusion, l'hypométabolisme et les caractéristiques microanatomiques des cellules résiduelles au niveau du foyer mériteraient d‘être étudiés. RESUMEN En treinta pacientes con ataques complejos parciales se ha analizado visualmente y mediante un computador la actividad beta del EEG inducida con tiopental y registrada en áreas mediates y laterales del lóbulo temporal. Todos los pacientes fueron sometidos, posteriormente, a una lobectomía temporal anterior. En diferentes zonas de cada lóbulo temporal resecado, se deter‐minaron las densidades volumétricas de las células y el porcen‐taje de la pérdida de céiulas comparándolos con controles nor‐males. El porcentaje de la actividad beta inducida por la medication fue comparado con el porcentaje de la pérdida de céiulas mediante: (1) realizando correlaciones topográficas precisas entre la actividad beta inducida y la pérdida de céiulas (2) promediación de ámplias regiones y (3) comparando la posibilidad an‐ticipada de asimetrias beta (izquierda/derecha) en paciente con o sin pérdida celular extrema. Los resultados conseguidos fueron persistentemente negativos y no fueron afectados, ya sea por el analisis visual del EEG o mediante computador. Estos resultados indican que la bien conocida pérdida de la actividad beta inducida por la medicación que se encuentra en regiones epileptogénicas, no es un indicador del grado de pérdida de céiulas o de esclerosis. La disfunción focal subyacente que se nude mediante la actividad beta en el EEG permanece desconocida y factores tales como hiperperfusion focal, hipometabolismo y hallazgos microanatómicos de las céiulas restantes en el foco deben ser investigados. ZUSAMMENFASSUNG Bei 30 Patienten mit komplex‐fokalen Anfällen wurde die durch Thiopental‐induzierte β‐Aktivität im EEG, wie sie vom medialen und lateralen Temporallappen abgeleitet wurde, so‐wohl visuell als auch mit Computerhilfe analysiert. Bei alien Patienten wurde später eine vordere temporale Lobektomie durchgeführt. In verschiedenen Gegenden jedes resezierten Temporallappens wurden volumetrische Zelldichte‐Messungen und der Anteil des hauptsächlichen Zellverlustes im Verhältnis zu gesunden Kontrollen bestimmt. Der Grad der medikamentösinduzierten β‐Aktivität wurde mit dem Anteil des Zellverlustes verglichen: 1. durch genaue topographische Korrelation zwis‐chen induzierter β‐Aktivität und Zellverlust, 2. durch Vergleich der globalen Rechts‐/Linksasymmetrie im β‐Bereich mit dem üβer groBere Regionen gemittelten Zellverlust und 3. durch Vergleich der wahrscheinlichen Rechts‐/Links‐β‐Asymmetrie bei Patienten mit, bzw. ohne extremen Zellverlust. Die erhaltenen Resultate waren konsistent negativ, unabhängig davon, ob das EEG mit Computerhilfe oder nur visuell ausgewertet wurde. Diese Ergebnisse zeigen, daß die bekannte Abnahme von medikamentös‐induzierter β‐Aktivitat über einer epileptogenen Gegend kein Indikator für den Grad des Zellverlustes oder einer Sklerose ist. Die der gemessenen β‐Aktivität im EEG unterlie‐gende fokale Stöning ist weiter unklar, Faktoren wie eine fokale Hypoperfusion, Hypometabolismus und mikroanatomische Eigenschaften der im Fokus verbleibenden Zellen müssen unter‐sucht werden.