Postoperative Untersuchungen in der Epilepsiechirurgie

Zusammenfassung

Eine der wesentlichen Fragen bei der Untersuchung chronisch epileptischen Hirngewebes ist die, ob dieses Gewebe, welches im Patienten epileptische Entladungen, also synchrone Netzwerkaktivität gezeigt hat, dies auch in vitro beibehält. Um dieses Problem anzugehen, wurden bioelektrische Registrierungen in menschlichen Schnittpräparaten des Temporal- bzw. Frontallappens aus epilepsiechirurgischen Eingriffen mit konventionellen intra- und extrazellulären Registriertechniken sowie mit optischen Methoden (spannungsempfindliche Farbstoffe) vorgenommen. Es konnte gezeigt werden, dass menschliches epileptisches Gewebe tatsächlich spontane scharfe Wellen in vitro aufweist, denen auf zellulärer Ebene polyphasische, vorwiegend hyperpolarisierende postsynaptische Potenziale entsprechen. Diese beruhen sowohl auf exzitatorischen wie inhibitorischen Prozessen. Das neuronale Netzwerk zur Generierung von Summenaktionspotenzialen ist offenbar sehr klein. Die spontanen Ereignisse beginnen meist in supragranulären Schichten, häufig mit multiplen Foki. Die Synchronisation neuronaler Depolarisationen innerhalb der initiierenden Foki ist gering, wie mit Hilfe von spannungssensitiven Farbstoffen gezeigt werden konnte. Bei experimenteller Steigerung der Epileptogenität wird iktaforme Aktivität ebenfalls in kleinen Foki mit einem Durchmesser von 100 - 300 µm initiiert, um dann in eine extreme neuronale Synchronisation überzugehen. Die Untersuchungen weisen darauf hin, dass multiple spontan aktive Foki in chronisch epileptischem Hirngewebe vorliegen und dass Anfälle durch eine Synchronisierung dieser Foki entstehen.

Abstract

One of the crucial questions when investigating chronically epileptic human resectates is whether this tissue, which in patients did generate synchronous network activity in the way of epileptiform discharges, will continue to do so also in vitro. To address this issue, bioelectrical recordings were done in human temporal and frontal lobe slices resected from therapy-resistant patients during epilepsy surgery using conventional extra- and intracellular recording techniques as well as voltage-sensitive dyes. It could be shown that human epileptic tissue indeed displays spontaneous sharp waves in vitro, which on the intracellular level are reflected by polyphasic, mainly hyperpolarizing postsynaptic potentials. These are based on both excitatory and inhibitory synaptic processes. Grouped action potentials were observed as populations spikes; however, the neuronal networks required to generate these discharges appear to be very small. Initiation of epileptic discharges often occurs in supragranular layers with multiple foci. The degree of synchronisation within the initiatory focus is low, as revealed by voltage-sensitve imaging. With an experimental increase in epileptogenicity, ictaform activity with massive synchronization is also initiated in small foci of 100 - 300 µm diameter. It is concluded that multiple, spontaneously active foci exist in chronically epileptic tissue and that seizures may result from a synchronisation of these foci.

Key words

Human slices - spontaneous activity - synchronisation

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