It has been hypothesized on the basis of animal models of epilepsy that abnormal neural activity in epilepsy may be related to reorganized neural circuits that facilitate epileptogenesis. Little evidence of this was available for human epilepsy. This paper provides the first evidence of such reorganization of a hippocampal seizure focus in human temporal lobe epilepsy (TLE). This reorganization involves the selective loss of somatostatin and neuropeptide Y immunoreactive interneurons, and axonal sprouting of other neuropeptide Y neurons and dynorphin-A immunoreactive granule cells. This set of changes is not exactly like those that are reported in animal models.

Abstract

 An alteration in excitatory and inhibitory influences may underlie epilepsy. We used bilateral intrahippocampal microdialysis to test the hypothesis that an increase in extracellular glutamate may trigger spontaneous seizures. The concentrations of glutamate and γ-aminobutyric acid (GABA), the brain's major inhibitory neutrotransmitter, were measured in microdialysates before and during seizures in 6 patients with complex partial epilepsy investigated before surgery. Before seizures, concentrations of glutamate were higher in the epileptogenic hippocampus, whereas GABA concentrations were lower. During seizures, there was a sustained increase in extracellular glutamate to potentially neurotoxic concentrations in the epileptogenic hippocampus. Moreover, the increase preceded seizure. GABA concentrations were unchanged before seizures, but increased during them, with a greater rise in the non-epileptogenic hippocampus, suggesting that a rise in extracellular glutamate may precipitate seizures and that the concentrations reached may cause cell death.

Abstract In order to more precisely define a syndrome of medial temporal lobe epilepsy, histories and physical findings were evaluated in 67 patients studied with intracranial electrodes who had medial temporal seizure onset and became seizure free following temporal lobectomy. Patients with circumscribed, potentially epileptogenic mass lesions were excluded. Fifty‐four patients (81%) had histories of convulsions during early childhood or infancy, 52 of which were associated with fever. Complicated febrile seizures occurred in 33 (94%) of the 35 patients in whom detailed descriptions of the febrile seizures were available. Bacterial (5) or viral (2) central nervous system infections were present in 7 patients with seizures and fevers. Other less common, but probably significant, risk factors included head trauma (10%) and birth trauma (3%). Only 5 patients had no apparent risk factors. The mean age at habitual seizure onset was 9 years. All patients had complex partial seizures, with half having only complex partial seizures. The other half also had secondarily generalized tonic‐clonic seizures, but these were never the predominant seizure type. Only 3 patients had histories of convulsive status epilepticus and no patient had a history of nonconvulsive status epilepticus. All but 3 patients reported auras before some or all of their seizures, with an abdominal visceral sensation being by far the most common type of aura (61%). Of the 60 patients with identified risk factors, all but 2 had an interval between the presumed cerebral insult and the development of habitual seizures, with a mean seizure‐free interval of 7.5 years. Fifteen patients developed a seizure‐free interval following onset of habitual seizures, with a mean duration of 5.9 years. In 22 patients, the seizures had an evolutionary pattern, with seizures becoming progressively more elaborate over time. We conclude (1) there is a very strong relationship between complicated febrile seizures during early childhood or infancy and the later development of medial temporal lobe epilepsy; (2) habitual seizures in most patients from this population begin during, or shortly after, the first decade of life; (3) complex partial seizures are seen in all such patients; (4) generalized tonic‐clonic seizures are not a predominant seizure type in these patients, and convulsive status epilepticus in uncommon; (5) nonconvulsive status epilepticus rarely, if ever, occurs in these patients; (6) auras, particularly abdominal visceral sensations, are very common; and (7) medial temporal lobe epilepsy can be a progressive disease as evidenced by silent intervals and progressive elaboration of seizures.

Parkinson's disease is characterized by the loss of midbrain dopamine neurons that innervate the caudate and the putamen. Studies in animals suggest that fetal dopaminergic neurons can survive transplantation and restore neurologic function. This report compares the clinical results in four case patients with severe Parkinson's disease who underwent stereotaxic implantation of human fetal ventral mesencephalic tissue in one caudate nucleus with the results in a control group of similar subjects assigned at random to a one-year delay in surgery.

Abstract Macromolecule resonances underlying metabolites in 1 H NMR spectra were investigated in temporal lobe biopsy tissue from epilepsy patients and from localized 1 H spectra of the brains of healthy volunteers. The 1 H NMR spectrum of brain tissue was cornpared with that of cytosol and dialyzed cytosol after removal of low molecular weight molecules (4500 daltons) at 8.4 and 2.1 Tesla. The assignment of specific resonances to macromolecules in 2.1 Tesla, short‐ TE , localized human brain 1 H NMR spectra in vivo was made on the basis of a J‐editing method using the spectral parameters (δ, J ) and connectivities determined from 2D experiments in vitro . Two prominent corinectivities associated with macromolecules in vitro (0.93–2.05 δ and 1.6–3.00 δ) were also detected in vivo by the J ‐editing method. Advantage was taken of the large difference in measured T 1 relaxation times between macromolecule and metabolite resonances in the brain spectrum to acquire ‘metabolite‐nulled’ macromolecule spectra. These spectra appear identical to the spectra of macromolecules isolated in vitro .

Abstract Complex partial seizures of medial or orbital frontal origin were documented in 10 of 90 patients with intractable epilepsy who were studied with depth electrodes. The clinical features that, in part, served to distinguish these seizures from complex partial seizures originating elsewhere included brief, frequent attacks, complex motor automatisms with kicking and thrashing, sexual automatisms, vocalization, and frequent development of complex partial status epilepticus. The constellation of clinical characteristics was often bizarre, leading to the erroneous diagnosis of hysteria. Stereotyped attack patterns helped establish the diagnosis of epilepsy. Interictal and ictal scalp electroencephalograms were often not helpful and were sometimes misleading.

Abstract Adenosine is a potent inhibitory neuromodulator and has been proposed as an endogenous anticonvulsant. Depth electrodes modified to include a microdialysis probe were implanted for 10 to 16 days in the hippocampi of 4 patients with intractable complex partial epilepsy to test the hypothesis that during seizures extracellular adenosine reaches levels that may depress epileptiform activity. Samples were collected bilaterally at 3‐minute intervals before, during, and after a single, spontaneous‐onset seizure in each patient. All seizures commenced in one hippocampus and propagated to the contralateral hippocampus. Extracellular adenosine levels increased by 6‐ to 31‐fold with the increase significantly greater in the epileptogenic hippocampus. During seizures, levels of adenosine in the dialysate reached concentrations as high as 2.5 μM, reflecting extracellular concentrations of approximately 65 μM. Adenosine at concentrations of 40 to 50 μM depresses epileptiform activity in vitro, so the levels we report may suppress seizure activity in vivo. Moreover, adenosine levels remain elevated above basal values for the entire 18‐minute postical period. These data support the role of adenosine in mediating seizure arrest and postictal refractoriness and suggest that treatments which facilitate adenosine may be effective in preventing seizures.

Abstract Sixty‐seven patients with temporal lobe epilepsy without circumscribed, potentially epileptogenic lesions, who were studied with intracranial electrodes and who became seizure free following temporal lobectomy were retrospectively evaluated with regard to preoperative scalp electroencephalographic (EEG) findings, neuropsychological test results, neuroimaging findings, results of surgery, and pathology of resected tissue. Interictal scalp EEG showed paroxysmal abnormalities during prolonged monitoring in 64 patients (96%). These were localized in the anterior temporal region in 60 (94%) of these 64 patients. Bilateral independent paroxysmal activity occurred in 42% of the patients and was preponderant over the side of seizure origin in half. Ictal EEG changes were rarely detected at the time of clinical seizure onset, but lateralized buildup of rhythmic seizure activity during the seizure occurred in 80% of patients. In 13%, the scalp EEG seizure buildup was, however, contralateral to the side of seizure origin as subsequently determined by depth EEG and curative surgery. Lateralized postictal showing, when present, was a very reliable lateralizing finding. Neuropsychological testing provided lateralizing findings concordant with the side of seizure origin in 73% of patients. When neuropsychological testing produced discordant results or nonlateralizing findings, those patients were usually found to have right temporal seizure origin. Intracarotid amobarbital (Amytal) testing demonstrated absent or marginal memory functions on the side of seizure onset in 63% of patients, but 26 patients (37%) had bilaterally intact memory. In those patients who had magnetic resonance imaging, it was very sensitive in detecting subtle medial temporal abnormalities. These abnormalities were present in 23 of 28 magnetic resonance images, and corresponded with mesial temporal sclerosis on pathological examination in all but 2 patients. Eighty‐one percent of the 51 patients who had adequate pathological examination of tissue had mesial temporal sclerosis. Forty‐one patients with adequate pathological examination had histories of febrile seizures and of these 38 (93%) had mesial temporal sclerosis.

The authors describe a surgical technique that allows access to the posterior temporal horn of the lateral ventricle with preservation of the most functional lateral temporal cortex. Development of the technique was stimulated by the need to resect posteromedial temporal lobe structures in patients with intractable complex partial epilepsy and well-identified unilateral posterior hippocampal foci. This technique has also been of value in the resection of some lateral ventricular and posteromedial temporal lobe masses. The operation consists of three steps. No more than 4.5 cm of the anterolateral temporal lobe is removed en bloc such that the most anterior aspect of the temporal horn is entered. An incision is carried from the floor of the temporal horn through the inferior longitudinal fasciculus to the middle fossa dura mater and posteriorally into the lateral ventricular atrium. The lateral temporal cortex and white matter are then elevated with a self-retaining retractor. This exposes the posteromedial temporal horn or intraaxial mass for excision or allows en bloc resection of the entire hippocampus and medial temporal lobe structures while preserving the functional association areas of the lateral temporal cortex, including speech and visual spatial function.

Synaptic density in the living human brain was measured with positron emission tomography and a synaptic vesicle glycoprotein 2A tracer.