The Substantia Nigra is an Important Site for the Containment of Seizure Generalization in the Kindling Model of Epilepsy

Abstract

Summary: To investigate the role of the substantia nigra (SN) in kindling, electrical stimulation of the SN was delivered at various times before or after stimulation of the amygdala (AM) or pyriform cortex during or after kindling in rats. The results were as follows: (a) Ipsilateral SN stimulation delivered prior to each AM kindling stimulation for 14 days significantly retarded the appearance of Stage 4 and 5 seizures and shortened the afterdischarge (AD) duration, (b) Bilateral SN prestimulation blocked seizure generalization in some AM- or pyriform cortex-kindled animals, prolonged the latency to bilateral forelimb clonus in others, and shortened the AD duration of the kindled seizure in a current intensity-dependent fashion, (c) These effects were only partially antagonized by haloperidol, but were completely abolished by picrotoxin. The picrotoxin alone significantly reduced the latency, (d) Almost no effect was found when the SN stimulation was delivered after the onset of bilateral fore-limb clonus. We conclude that the SN might be an important mediator of the early aspects of seizure generalization from limbic epileptic foci. The relative involvements of GABAergic 7-aminobutyric acid and dopaminergic systems of the SN in this inhibitory function are discussed. RESUMEN Para investigar la función de la substancia nigra (SN) en el condicionamiento (kindling), se procedió a estimular la SN durante varias ocasiones antes o despues de la estimulación de la amígdala (AM) o de la corteza piriforme durante o después del condicionamiento en ratas. Los resultados fueron: (1) La estimulación ipsilateral de la SN llevada a cabo antes de cada estimulacion para condicionar la AM durante 14 días retrasó de modo significativo la aparición de los ataques de los estadíos 4 y 5 acortó la duración de las 2 descargas (AD). (2) La preestimula-cion bilateral de la SN bloqueó la generalización de los ataques en algunos animales en los que se había condicionado la AM o la corteza piriforme, prolongó la latencia del clonus bilateral de las extremidades anteriores en otros animales y acorto la duracion de las AD de los ataques producidos por condicionamiento de un modo dependiente de la intensidad de la corriente. (3) Estos fueron sólo parcialmente inhibidos por el haloperidol pero fueron completamente abolidos por la picrotoxina. La picro-toxina, por si sola, redujo significativamente la latencia. (4) No se encontró prácticamente efecto alguno cuando la estimulación de la SN se llevó a cabo después del comienzo de los movie-mientos clónicos bilaterales de las extremidades anteriores. Concluimos que la SN puede ser un mediador importante en los aspectos precoces de la generalización de los ataques desde focos límbicos epilépticos. La relativa participación de los sis-temas GABAergico y dopaminergico de la SN en esta función inhibitoria han sido discutidos. ZUSAMMENFASSUNG Urn die Rolle der Substantia nigra (SN) beim Kindling zu un-tersuchen, wurde die Elektrostimulation der SN mehrfach vor und nach Stimulation der Amygdala oder des Cortex pyriformis wahrend oder nach Kindling der Ratte durchgefuhrt. Ergeb-nisse: 1. Ipsilaterale SN-Stimulation, die vor jeder AM-Kin-dling-Stimulation für 14 Tage durchgeführt wurde, verzögerte signifikant das Auftreten von Stadium 4 und 5–Anfällen und verkiirzt die Nachentladungsdauer. 2. Bilaterale SN-Praestim-ulation blockierte die Anfallsgeneralisierung bei einigen Amygdala- oder Cortex pyriformisstimulierten Tieren, verlängerte bei anderen die Latenz des ‘Forelimb-Klonus' und verkiirzte die Nachentladungsdauer des “Kindled-Anfalls' in einer laufenden. intensitats-abhangigen Weise. 3. Diese Effekte waren nur teil-weise durch Haloperidol antagonisiert, aber vollständig aufge-hoben durch Picrotoxin. Picrotoxin alleine verminderte die Latenz. 4. Fast gar kein Effekt der SN-Stimulation war erkennbar, wenn sie nach dem ’Forelimb-Klonus' erfolgte. Wir schließen daraus auf eine wichtige Mediator-Funktion der SN im Rahmen früher Anfallsgeneralisierung limbischer, epileptogener Foci. Die relative Beteiligung GABA- und dopaminerger Systeme der SN in dieser Inhibitorfunktion wird diskutiert.