A Comparison of EEG Seizure Patterns Recorded with Surface and Depth Electrodes in Patients with Temporal Lobe Epilepsy

SUMMARY Surface and depth EEG seizure patterns were compared in 34 patients with intractable temporal lobe epilepsy in whom depth EEG electrodes had been chronically implanted in order to localize epileptogenic sites with a view to surgery. EEG records accompanied by clinical seizures, auras, no behavioral changes, as well as records for which no behavioral observations had been made, were judged with respect to the manner in which seizure activity originating unilaterally in the depth of one of the temporal lobes spread to the surface. For each EEG record, the onset of seizure activity in depth was classified as being focal or regional in form, and seizure activity was judged as: (1) not spreading to the surface, (2) spreading bilaterally and synchronously to the surface, (3) spreading initially to the surface ipsilateral to the depth site(s) in which the electrographic seizure first appeared, or (4) spreading initially to the surface contralateral to the depth site(s) in which the seizure activity initially occurred. EEG seizure activity was found to be less likely to propagate to the surface for those records that were either unaccompanied by behavior changes or accompanied only by auras than for those records accompanied by clinical seizures. In records accompanied by clinical seizures, seizure activity commonly propagated to the surface in a bilateral and synchronous fashion and was also found to spread initially to the ipsilateral but not to the contralateral surface. Anatomical and electrophysiological data accounting for the occurrence of ipsilateral spread were discussed. Diagnostic usefulness of surface recordings during clinical seizures in temporal lobe epilepsy was discussed. RÉSUMÉ Les enregistrements EEG s'accompagnant d'une crise clinique, d'une aura ou de modifications du comportement, aussi bien que les enregistrements pendant lesquels on n'a observé aucune modification du comportement, ont étéévalués en fonction des modalités de propagation à la surface de l'activité critique prenant naissance en profondeur dans l'un des lobes temporaux. Pour chaque enregistrement, le début de la décharge critique en profondeur a été classé comme focal ou régional, et l'activité critique a été considérée comme (1) sans propagation, (2) se propageant de façon bilatérale et synchrone, (3) se propageant “initialement à la surface homolatérale par rapport au foyer profond, (4) se propageant initialement à la surface controlatérale. La décharge critique avait moins de probabilité de se propager à la surface s'il s'agissait d'épisodes sans modification du comportement ou accompagnés seulement d'une aura que s'il s'agissait de crises cliniques. Dans ce cas, la propagation de la décharge à la surface était habituellement synchrone et symétrique, mais elle pouvait aussi diffuser d'abord à la surface homolatérale, et jamais à la surface controlatérale. Après avoir présenté les données anatomiques et électrophysiologiques qui peuvent rendre compte de la propagation homolatérale, on a discuté l'utilité des enregistrements de surface durant les crises cliniques du lobe temporal pour le diagnostic. RESUMEN Se han comparado los patrones convulsivos en EEGs de superficie y profundidad en 34 enfermos con epilepsía del lóbulo temporal incontrolada en los que se habían implantado electrodos profundos permanentes para localizar los puntos epileptogénicos con vistas a una posible extirpación quirúrgica. Los trazados acompañados de ataques clínicos, auras o cambios de comportamiento y tambien los trazados en los que no se observaron alteraciones del comportamiento se analizaron en lo que respecta a la manera en que la actividad convulsiva originada unilateralmente en la profundidad de uno de los lóbulos temporales se propagaba a la superficie. Para cada trazado electroencefalográfico el comienzo de la actividad convulsiva en profundidad se clasificó como correspondiente a una forma focal o regional y la propia actividad convulsiva se juzgó como: (1) no propagada a la superficie; (2) propagándose bilateral y síncronamente a la superficie; (3) propagandose inicialmente a la corteza ipsilateral en relación con el foco o focos de la profundidad en que la actividad convulsiva electroencefalográfica se inició; (4) propagándose inicialmente a la superficie contralateral. Se encontró que la actividad consulsiva del EEG se propagaba a la superficie con menos facilidad en aquellos registros que no se acompañaban de alteraciones de comportamiento, y en los asociados a auras, que en los trazados que se acompanaban de ataques clínicos. En los trazados asociados a ataques clínicos, la actividad convulsiva habitualmente se propagaba a la superficie de una manera bilateral y síncrona y tambien se encontre una propagación inicial a la superficie ipsilateral y no a la contralateral. Se discute la información anatómica y neurofisiológica que interviene en la propagación ipsilateral. Tambien se analiza el valor diagnóstico del registre en superficie durante los ataques clínicos en la epilepsía del lóbulo temporal. ZUSAMMENFASSUNG Die Anfallsmuster des EEG unter Verwendung von Oberflächenund Tiefenelektroden wurden bei 34 Patienten mit therapieresistenter Temporallappenepilepsie verglichen. Ihnen waren EEG‐Tiefenelektroden chronisch implantiert worden, um die epileptogenen Herde in Hinblick auf einen chirurgischen Eingriff zu lokalisieren. Die EEG‐Aufzeichnungen während klinisheer Anfälle, Aura, ohne Verhaltensänderung ebenso wie Aufzeichnungen für die keine Verhaltensbeobachtung gemacht wurden, wurden ausgewertet, um zu erfahren, auf welche Weise die Anfallsaktivität, die ihren Ursprung einseitig in der Tiefe eines der Temporallappen hat, sich auf die Oberfläche ausbreitet. Für jede EEG‐Kurve wurde der Beginn der Anfallsaktivität in der Tiefe als fokal oder regional klassifiziert. Die Anfallsaktivität wurde bewertet als: (1) ohne Ausbreitung zur Oberfläche, (2) mit bilateraler synchroner Ausbreitung zur Oberfläche; (3) mit initialer Ausbreitung zu der Oberfläche der Seite, auf der in der Tiefe der elektrographische Anfall zuerst beobachtet wurde, oder (4) Ausbreitung initial zur Oberfläche der Gegenseite, in deren Tiefe die Anfallsaktivität initial auftrat. Es schien weniger wahrscheinlich, dass die Anfallsaktivität im EEG zur Oberfläche fortgeleitet wurde bei den Aufzeichnungen, die nicht von Verhaltensänderungen oder auch nur einer Aura begleitet waren verglichen mit denen, die mit klinischen Anfällen verbunden waren. In EEG‐Kurven, die während klinischer Anfälle abgeleitet wurden, erfolgte die Fortleitung der Anfallsaktivität gewöhnlich in bilateraler synchroner Weise zur Oberfläche; es wurde weiter gefunden, dass sie initial zur ipsilateralen Oberfläche nicht aber zur kontralateralen sich ausbreitete. Anatomische und elektrophysiologische Befunde, die für die ipsilaterale Ausbreitung verantwortlich zu machen wären, wurden diskutiert. Auf die Bedeutung von Oberflächenableitung während klinischer Anfälle bei Temporallappenepilepsie wurde hingewiesen.