Cerebellar Stimulation in Alumina-Gel Monkey Model: Inverse Relationship Between Clinical Seizures and EEG Interictal Bursts

Authors


Abstract

Summary: The efficacy of cerebellar stimulation was addressed in a chronic monkey model (N= 12) of spontaneous focal motor and secondarily generalized seizures using 24 hr seizure frequency monitoring and all-night EEG recording. The anterior cerebellar vermis was stimulated employing parameters similar to those used in man, 10 Hz, 1 msec pulses, 10 min on, 10 off, at an average current of 2.0 mA. Six weeks pre- and post-base-line periods were compared to a stimulation period of the same length. The results contribute to a clarification of conflicting findings of previous researchers by revealing an inverse relationship between seizure frequency and interictal EEG bursts during the weeks of stimulation. Seizure frequency increased significantly and interictal bursts decreased. Both of these effects (especially the former) were evident in the post-stimulation period, but for different reasons than hypothesized for the period of stimulation. Whereas the therapeutic value of cerebellar stimulation on seizures may be in question, its utilization in the study of mechanisms of epilepsy may be warranted.

RÉSUMÉ

Ľefficacité de la stimulation cérébelleuse a étéétudiée chez 12 singes chroniques utilisés comme modèles de crises spontanées partielles somatomotrices et de crises secondairement généralisées. Un contrôle de la frequence de survenue des crises etait effectue sur 24 hr ainsi qu'un enregistrement EEG de nuit. Le vermis cérébelleux antérieur était stimulé selon les memes paramètres que ceux utilisés chez l'homme: stimuli d'l msec, à 10 Hz, pendant une durée de 10 minutes suivie d'une interruption de même durée, à une intensité moyenne de 2 mA. Les auteurs ont comparé les resultatsfobtenus pendant une pdriode de stimulation de 6 semaines à ceux recueillis pendant les périodes de même durée ayant precede et suivi cette phase de stimulation. Ces resultats contribuent a clarifier les donnles contradictoires rapportées par d'autres chercheurs en faisant apparaitre une relation inverse entre la fréquence des crises et des decharges EEG intercritiques durant les semaines de stimulation. En effet la fréquence des crises augmente significativement alors que les décharges intercritiques diminuent. Ces deux effets (et surtout le premier) persistent à la periode de post-stimulation mais pour des raisons differentes de celles envisagees pour la periode de stimulation. Alors que la valeur thérapeutique de la stimulation cérébelleuse sur les crises Ďépilepsie peut être discutée, son utilisation dans l'étude des mécanismes de l'épilepsie parait justifée.

RESUMEN

Se estableció la eficacia de la estimulación cere-belosa en un modelo crónico de mono (N = 12) de crisis focales motoras y ataques generalizados secundariamente usando un monitor durante las 24 horas para establecer la frecuencia de crisis asi como registros electroencefalograficos durante la noche. Se estimuld el vermis anterior utilizando parametros similares a los usados en seres humanos (10 Hz, pulsos de 1 mseg, estimulación durante 10 minutos y desconexión durante otros 10 minutos a un promedio de corriente de 2.0 mA). Se compararon periodos de seis semanas antes y despues de un intervalo de reposo y de un intervalo de estimulación cerebelosa de igual duración. Los resultados contribuyeron a aclarar hallazgos conflictivos de investigadores previos revelando una relation inversa entre la frecuencia de las crisis y los paroxismos interictales en el EEG durante las semanas de estimulación. Ambos efectos (especialmente el primero) fueron evidentes en el periodo de postestimulacidn, aunque por diferentes razones de las que se habi'an supuesto en el periodo de estimulación. Mientras que el valor terapeutico de la estimulacidn cerebelosa en epilepticos es aun cuestionable, su utilizacidn en el estudio de los mecanismos de la epilepsía puede ser de valor.

ZUSAMMENFASSUNG

Die Wirkung der Kleinhirnstimulierung wurde am chronischen Affenmodell (N = 12) mit spontanen fokalmotorischen und sekundären generalisierten Krämpfen untersucht; die Krampfhäufigkeit wurde während 24 Stunden, das EEG die ganze Nacht registriert. Die vorderen Kleinhirnwurmabschnitte wurden stimuliert in einer Weise, die der beim Menschen üblichen entspricht: 10 Hz, Impulse von 1 msec, wahrend 10 Minuten, mit zehnminutigen Pausen und einer durchschnittlichen Stromstarke von 2.0 mA. Zehn Wochen Vor- und Nach-Periode wurde mit einer Stimulierungsperiode der gleichen Lange verglichen. Die Ergebnisse liefern einen Beitrag zur Klarung der widerspriichlichen Befunde fruherer Untersucher: Sie zeigen ein inverses Verhälten zwischen Anfallshäufigkeit und interiktalen Bursts im EEG wahrend der Wochen der Stimulierung. Die Anfallshäufigkeit stieg signifikant an und die interiktalen Bursts nahmen ab. Beide Wirkungen (besonders die erste) waren in der Periode nach Stimulierung deutlich aber aus unterschiedlichem Grund als fur die Periode de Stimulierung angenommen. Wahrend die Bedeutung einer Kleinhirnstimulierung fur die Krampfbehandlung fraglich sein mag, ist ihr Wert in der Untersuchung der Mechanismen der Epilepsie be-griindet.

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