Eine mögliche Rolle von Gap Junctions bei der Erzeugung sehr schneller EEG-Oszillationen, die dem Auftreten von Anfällen vorausgehen und möglicherweise diese einleiten.

ZIEL: Wir schlagen eine experimentell und klinisch testbare Hypothese vor, die den Ursprung sehr schneller (> ungefähr 70 Hz) EEG-Oszillationen betrifft, die manchmal dem Auftreten fokaler Anfälle vorausgehen. Diese Oszillationen sind wichtig, da sie eine kausale Rolle bei der Initiierung von Anfällen spielen könnten. METHODEN: Subdurale EEG-Aufzeichnungen wurden bei Kindern mit fokalen kortikalen Dysplasien und therapieresistenten Anfällen durchgeführt. Intra- und extrazelluläre Aufzeichnungen wurden in Hippocampusschichten von Ratten durchgeführt, wobei eine Populationsaktivität induziert wurde, wie folgt: (a) bad-aufgetragenes Tetramethylammonium (ein intrazellulärer alkalinisierender Agent, der Gap Junctions öffnet); (b) bad-aufgetragenes Carbachol, ein cholinergischer Agonist; und (c) fokale Druckinjektion einer hypertonischen K+-Lösung. Detaillierte Netzwerksimulationen wurden durchgeführt, um die zellulären Mechanismen hinter den Oszillationen besser zu verstehen. Ein Hauptmerkmal der Simulationen war die Einbeziehung von Axon-Axon-Gap Junctions zwischen Hauptneuronen, was durch aktuelle experimentelle Daten unterstützt wird. ERGEBNISSE: Sehr schnelle Oszillationen wurden bei Kindern vor dem Anfallauftreten gefunden, aber auch überlagert auf Bursts während des Anfalls und auf interiktalen Bursts. In Schnittversuchen waren sehr schnelle Oszillationen zuvor auf interiktalen ähnlichen Bursts zu beobachten; wir zeigen nun solche Oszillationen vor, zwischen und nach epileptiformen Bursts. Sehr schnelle Oszillationen wurden auch überlagert auf Gamma-(30-70 Hz)-Oszillationen, die durch Carbachol oder hypertonisches K+ induziert wurden, und im letzteren Fall wurden sehr schnelle Oszillationen kontinuierlich, wenn chemische Synapsen blockiert waren. Simulationen replizieren diese Daten, wenn axonale Gap Junctions einbezogen werden. SCHLUSSFOLGERUNGEN: Die elektrische Kopplung zwischen Hauptneuronen, möglicherweise über axonale Gap Junctions, könnte sehr schnellen Populationsoszillationen im anfallsanfälligen Gehirn zugrunde liegen, möglicherweise aber auch im normalen Gehirn. Das antikonvulsive Potenzial von Gap-Junction-Blockern wie Carbenoxolon, das jetzt in der klinischen Anwendung zur Behandlung von Geschwürkrankheiten eingesetzt wird, sollte in Betracht gezogen werden.