Effect of Macular and Peripheral Retina Coagulation on Photosensitive Epilepsy in the Forebrain Bisected Baboon, Papio Papio

Summary: The effects of macular and peripheral retina coagulation were examined in photosensitive baboons, Papio papio (PP), with or without forebrain bisection. The temporal part of the macula and surrounding retina of the left eye were coagulated with an Argon laser and later confirmed histologically. In forebrain nonbisected baboons, intermittent light stimulation of the operated eye produced bisymmetrical and bisynchronous spikes and waves and self‐sustained seizures. In forebrain‐bisected baboons intermittent light stimulation of the operated eye produced spikes and waves and self‐sustained seizures localized to the contralateral hemisphere. Subsequent stimulation of the nonoperated eye in the same animal produced spikes and waves and seizures either bilaterally or only in the opposite hemisphere when stimulation took place during the postictal silent period in the first hemisphere. In both cases, the tonic phase of the seizure was always bilateral but asymmetrical as shown by electromyographic recordings. Based on these data, it has been hypothesized that the tonic phase is mediated, in part, through crossed interreticular pathways, by one or both cerebral hemispheres. However, data are also compatible with a possible origin of the tonic phase of the seizure being partly localized in the medial frontal cortex. Results demonstrated (1) the usefulness of laser coagulation of the temporal portion of the macula and retina for the study of the functional independence between two cerebral hemispheres, (2) the critical role of the corpus callo‐sum (CC) in ^synchronization and generalization of the intermittent light stimulation (ILS)‐induced seizure, (3) independent excitability of each cerebral hemisphere by the ILS, and (4) the critical role of cortical visual affer‐ents for inducing epileptic phenomena in this species. RÉSUMÉ Les effets d'une coagulation rétinienne maculaire et périphérique ont étéétudiés chez les babouins photosensibles papio papio, après ou sans section bi‐frontale. La partie temporale de la macula et la rétine environnante de l'oeil gauche one été coagulées par laser Argon, cette coagulation ayant éié confirmée ultérieurement par histologic Chez les babouins sans Dissection cerebrate anterieure, la stimulation lumineuse intermittente de l'oeil opéré a produit des Pointes‐Ondes bi‐symétriques et bi‐synchrones, et des crises auto‐entretenues. Chez les babouins ayant subi une section cérébrale antérieure bilatérale, la stimulation lumineuse de l'oeil opéré a produit des pointes‐ondes et des crises auto‐entretenues localisées sur l'hémisphère contralatéral. Une stimulation ultérieure de l'oeil non opéré chez le même animal a produit des pointes‐ondes et des crises soit bilatérales, soit settlement au niveau de l'hémisphère opposé, lorsque la stimulation était effectuée pendant la période de silence post‐critique au niveau de la première hémisphère. Dans les deux cas, la phase tonique de la crise est toujours bilatérale mais asymétrique, comme le montrent les enregistrements éiectromyographiques. Ces donniées permettent de supposer que la phase tonique est médiée par l'un ou par les deux hémispheres cérébraux, en partie par les voies croisées inter‐réticulaires. Cependant, ces résultats sont également compatibles avec une origine possible de la phase tonique des crises au niveau du cortex frontal médian. Ces résultats montrent: (1) l'utilité d'une coagulation au laser de la portion temporale de la macula et de la retine pour l'etude de l'independance fonctionnelle entre les hémisphères cérébraux; (2) le rôle critique du corps calleux dans la bi‐synchronisatior et dans la généralisation des crises induites par stimulation lumineuse intermittente; (3) l'excitabilité indépendante de chaque hémisphère cérébral par stimulation lumineuse intermittente; (4) le rôle critique des afférences visuelles corticales dans l'induction de phénomènes épileptiques dans l'espèce considérée. RESUMEN En babuinos fotosensibles, papio papio, con o sin bisección del telencéfalo, se han estudiado los efectos de la coagulación de la mácula o de la retina periférica. Mediante laser Argón se co‐aguló la región temporal de la mácula y de la retina circundante del ojo izquierdo que fue confirmada histológicamente con posterioridad. En los babuinos sin bisección del telencéfalo, la es‐timulación luminosa intennitente del ojo operado produjo puntas y ondas lentas simétricas y bisíncronas y ataques persistentes. En los babuinos con telencéfalo biseccionado la estimuiación luminosa intermientente del ojo operado produjo puntas y ondas lentas y ataques persistentes localizados en el hemisferio contralateral. La estimulación subisiguiente del ojo no operado en el mismo animal produjo puntas y ondas lentas y ataques bilat‐erales o, sólamente en el hemisferio opuesto, cuando la estimulación se realizó durante el periodo silencioso postictal en el primer hemisferio. En ambos casos la fase tónica de los ataques fue siempre bilateral pero asimétrica como se demostró en registros electromiográficos. Según esta información se propone la hipótesis de que la fase tónica está mediada, en parte, a través de las vías cruzadas inter‐reticulares en uno o en ambos hemisferios. Sin embargo la información tambien es compatible con un origen posible de la fase tónica parcialmente localizado en la corteza frontal medial. Los resultados demuestran (1) la utilidad de la coagulatión por laser de la portion temporal de la mácula y retina para el estudio de la independencia funcional entre los dos hemisferios cerebrales; (2) la participación crítica del cuerpo calloso en los mecanismos de bisincronización y generalización de los ataques inducidos por ILS; (3) la exicitabilidad indepen‐diente de cada hemisferio cerebral a la ILS; y (4) la participación crítica de las aferencias visuales corticales en los mecanismos de inducción de fenomenos apilépticos en esta especie animal. ZUSAMMENFASSUNG Bei fotosensitiven Papio Papio Affen wurden die Auswirkung von Makula‐ und peripherer Retina‐ Koagulation sowohl mit oder ohne Durchtrennung des Prosencephalons untersucht. Der temporale Anteil der Makula und umgebenden Retina des linken Auges wurde mit einem Argon Laser koaguliert und später his‐tologisch verifiziert. Bei Affen mit nicht durchtrenntem Vorderhirn führte die intermittierende Lichtstimulation des operierten Auges zu bisymmetrischen und bisynchronen Spikes und Waves und sich selbst unterhaltenden Anfalien. Bei Affen mit Durchtrennung des Prosencephalons führte die intermittierende Lichtstimulation auf dem operierten Auge zu spikes und waves und sich selbst unterhaltenden Anfällen, die auf die kontralat‐erale Hemisphäre beschränkt waren. Die anschließende Stimulation des nicht operierten Auges beim selben Tier führte zu Spike und Wave–Entladungen sowie Anfällen sowohl bilateral als auch nur auf der gegenüberliegenden Hemisphäre, wenn die Stimulation während der postiktalen stummen Periode der ersten Hemisphäre stattfand. In beiden Fällen war die tonische Anfallsphase jeweils bilateral, aber asymmetrisch, was durch elektro‐myographische Registrierung gezeigt wurde. Aufgrund dieser Daten wird hypothetisiert, daß die tonische Phase zum Teil durch kreuzende, interretikuläre Bahnen sowohl bei einer als auch bei beiden zerebralen Hemisphären vermittelt wird. Die Ergebnisse sind jedoch auch mit einem moglichen, Zumindest teilweise in dem medialen frontalen Kortex liegenden Ursprung der tonischen Anfallsphase vereinbar. Die Ergebnisse demon‐strieren den Nutzen von Laser Koagulation der temporalen Makula und Retina‐Anteile für die Untersuchung von funktioneller Unabhängigkeit beider zerebraler Hemisphären; von der kritischen Rolle des Corpus callosum bei Synchronisation und Generalisation von durch Lichtstunulation hervorgerufenen Anfällen; von einer unabhangigen Erregbarkeit jeder zerebralen Hemisphäre durch intermittierende Lichtstimulation; sowie der kritischen Rolle von kortikalen visuellen Afferenzen für die Aus‐losung epileptischer Phänomene bei diesen Tieren.