Hemispheric Asymmetry of Pentamethylenetetrazol‐Induced Wave‐Spike Discharges and Motor Imbalance in Rats

Abstract

Summary: An intrinsic asymmetry of nigrostriatal dopamine system postulated to be responsible for motor imbalance in normal rats (Glick et al., 1976) is believed to create asymmetry of arousal-sensitive wave-spike discharges. In the present study, bilaterally recorded pentamethylenetetrazol (PMZ)-activated wave-spike discharges were correlated with circling behavior in intact rats. Thirteen naive rats (10 male, 3 female) were implanted with electrodes symmetrically placed over the visual cortices, and their rotation directionality was assessed in the rotometer subsequent to administration of d-methamphetamine sulfate, 1.5 mg/kg, i.p. In 9 rats a PMZ injection, 20 mg/kg, i.p., revealed asymmetric wave-spike bursts. All of them reliably rotated in the direction opposite to the hemisphere with lower amplitude wave-spike discharges. It is believed that the nigrostriatal dopamine system plays a major role in modulating the asymmetry of wave-spike seizures. The findings are discussed as they relate to asymmetric generalized wave-spike discharges found in certain petit mal patients. RÉSUMÉ Une assymétrie intrinséque du système dopaminergique nigro-strié, déjà considérée comme responsable Ďun déséquilibre moteur chez le rat normal (Glick et al., 1976), pourraît également entraîner une assymétrie des décharges de pointe-onde. Pour apprécier cette éventualité, les décharges bilatérales de pointe-onde provoquées par le pentaméthylene-tétrazol (PMZ) ont été correllées avec le comportement rotatoire chez des rats intacts. Treize rats ont ete implantés avec des électrodes placées sur le cortex visuel, et le sens de leur rotation a étea apprécié dans un rotomètre après administration intrapéritonéale de 1.5 mg/kg de sulfate de d-méthamphétamine. Chez neuf rats Ľinjection ip. PMZ, de 20 mg/kg, a provoqué des bouffées assymétriques de pointe-onde. Tous tournaient dans la direction opposée a Ľhémisphère sur lequel les pointe-ondes étaient les moins amples. On en déduit que le système dopaminergique nigro-strié joue un rôle majeur pour moduler Ľassymétrie des décharges de pointe-onde. Ces données sont discutées en relation avec les décharges de pointe-onde assymétriques observées chez certains malades souffrant de petit mal. RESUMEN Se acepta que una asimetria intrínseca en el sistema dopamínico nigro-estriado, responsable de un de-sequilibrio motor en las ratas normales (Glick et al., Life Sci 18:889, 1976), puede crear una asimetría en las descargas punta-onda sensibles al despertar. En este estudio se correlacionan las descargas punta-onda activadas por pentilentetrazol (PMZ) y registradas bilateralmente, con el comportamiento de rotacion en circulos de las ratas normales. Se implantaron electrodos simétricos en las cortezas visuales de 13 ratas normales (10 machos y 3 hembras) y se utilizeó un rotómetro para registrar la direccionalidad de sus rotaciones que siguieron a la administración de sulfato de d-metanfetamina, 1.5 mg/kg, i.p. En 9 ratas una inyeccion de PMZ, 20 mg/kg, i.p., produjo brotes asimetricos de punta-onda. Todas las ratas rotaron, consecuentemente, en dirección opuesta al hemisfeno que mostró descargas punta-onda de menor amplitud. Se cree que el sistema dopamínico nigro-estriado juega un papel muy importante en la modulación de la simetría de las descargas punta-onda. Se nan discutido los hallazgos y su relación con las descargas generalizadas asimétricas punta-onda que se encuentran en ciertos enfermos afectos de petit-mal. ZUSAMMENFASSUNG Die innere Asymmetrie des nigrostriären Dopamin-Systems, die verantwortlich gemacht wird für die motorische Imbalance der normalen Ratten (Glick et al., Life Sci 18:889, 1976) ist vermutlich die Ursache für die Asymmetrie der wave-spike Entladungen bei der Arousal-Reaktion. In dieser Untersuchung werden bilateral abgeleitete wave-spike Entladungen, die durch Pentamethylentetrazol (PMZ) aktiviert wurden, mit dem Verhalten intakter Ratten korreliert, im Kreis zu laufen. Bei 13 jungen Ratten (10 männlichen, 3 weiblichen) wurden Elektroden symmetrisch über den visuellen Cortexgebieten implantiert und ihre Drehrichtung nach Anwendung von 1.5 mg/kg D-Methamphetaminsulphat intraperitoneal bestimmt. Bei 9 Ratten rief eine PMZ-Injektion von 20 mg/kg, i.p., asymmetrische wave-spike Ausbrüche hervor. Alle Ratten rotierten zu einer Richtung, die der Hemisphäre entgegengesetzt war, die die niedrigere Amplituden der wave-spike Entladungen zeigte. Vermutlich spielt das nigrostriare Dopamin-System eine wesentliche Rolle in der Beeinflussung der Asymmetrie der wave-spike Krämpfe. Die Befunde werden im Hinblick auf die asymmetrischen generalisierten wave-spike Entladungen diskutiert, die bei bestimmten Petit Mai Patienten gefunden werden.