Stereotaxic Destruction of Forel-H for Treatment of Epilepsy

 

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Summary

The conduction pathways of the epileptic convulsion, which is one of the most disturbing manifestations of epilepsy, have been traced experimentally during the past ten years in our laboratory.

One of the pathways runs from the motor cortex down via the ipsilateral lenticular nucleus to the contralateral substantia nigra and finally to the contralateral spinal anterior horn cellsThe other passes from the motor cortex ipsilaterally to the thalamus, caudate nucleus, lenticular nucleus and substantia nigra and after crossing at the level of pons, finally to contralateral anterior horn cells. The bilateral thalami have a communcation between them. A crucial point brought out in the diagram is that located on the path between the lenticular nucleus and the substantia nigra.

Experimentally this area has been destroyed in cats, and, the convulsive movements could not be induced by metrazol placed on the motor cortex. The detailed anatomical analysis of these lesions revealed that they were located mainly in Forel-H field.

The location of the Forel-H field of the human brain was estimated with our study on the brains of Japanese cadavers as well as a consideration of Bailey-Schaltenbrand's atlas.

Forty-three operations were carried out on twenty-two epileptic patients. There was a complete cessation of grand mal attacks in eight cases; two of them had preoperatively the attacks several times daily. A marked decrease of grand mal fits was noted in four cases. A little alleviation was noted in seven cases. No effect was in three cases; this include a case, in which only a one-sided operation was performed.

Postoperative follow-up could reach to two hundred days or more in the half of cases and the shortest one was sixty-nine days. EEG follow-up has also been carried out, but there was no detectable change between the pre- and post-operative EEG in all cases.

This procedure was primarily aimed at interruption of the major convulsions, but there have been some unexpected results. The alleviation of grand mal fits was accompanied by an “absence” or shortening of the unconscious period associated with a little muscle twitch in four cases post-operatively.

Résumé

Le cheminement des voies de conduction de la convulsion épileptique, symptôme le plus sérieux des manifestations comitiales, a été fixé expérimentalement dans notre laboratoire au cours des dix dernières années. - L'une de ces voies, partant du cortex moteur gagne- après avoir traversé le noyau lenticulaire homolatéral-le locus niger et la corne antérolatérale de la moelle du côté opposé. Une autre voie partant du cortex moteur, passe successivement par le thalamus le noyau Caudé, le noyau lenticulaire et le locus niger homolatéraux et après avoir croisé la ligne médiane au niveau de la protubérance, va également vers la corne antérolatérale. Les deux thalamus se trouvent être en rapport avec ces deux voies. Les diagrammes montrent qu'on peut s'attendre à interrompre les convulsions en plaçant une lésion entre les noyaux lenticulaires les locus niger. Une telle lésion a été effectuée sur des chats chez qui, subséquemment, du Métrazol déposé sur le cortex n'a plus déclenché de crises. Des examens anatomiques précis ont démontré que la destruction avait eu lieu dans le cham H de Forel. La localisation de ce dernier chez l'homme a été déterminé sur des encéphales de cadavre japonnais d'après l'atlas de Bailey-Schaltenbrand.

43 opérations ont été effectuées sur 22 malades épileptiques. Dans 8 cas il y a eu arrêt des crises de grand mal, dont deux présentaient de tels paroxysmes 2 fois par jour. Une diminution marquée des crises fut notée dans 4 cas. Une amélioration légère fut relevée en 7 cas. L'effet a été nul dans 3 cas et parmi les derniers est inclu un cas où l'opération ne fut effectuée que d'un côté.

La période d'observation post-opératoire atteignait 200 jours et davantage dans plus de la moitié des cas, et le recul le plus court était de 69 jours.

Des contrôles EEG ont été effectués, mais en aucun cas on a pu relevé de modifications après l'intervention.

Le but de cette méthode était d'empêcher les convulsions épileptiques mais elle a donné en surcroït quelques résultats inatendus. L'amélioration des crises de grand mal était accompagnée d'une «absence» ou d'une abbréviation de la période d'inconscience associée dans 4 cas post-opératoires à quelques petites myoclonies.

Zusammenfassung

Die Ausbreitungswege der epileptischen Konvulsionen, einer der störendsten Manifestationen des Anfallsleidens, wurden während der letzten 10 Jahre experimentell in unserem Laboratorium untersucht. – Eine der Leitungsbahnen verläuft vom motorischen Kortex absteigend über den gleichseitigen N. lenticularis zur kontralateralen Substantia nigra und dann zu den gegenseitigen spinalen Vorderhornzellen. – Eine andere Bahn geht homolateral vom motorischen Kortex zum Thalamus, N. caudatus, N. lenticularis und zur Substantia nigra, dann, nach Kreuzung der Pons, zu den kontralateralen Vorderhornzellen. Beide Thalamushälften haben Beziehung zu den zwei Bahnen. Der therapeutisch wichtige Punkt in diesem Schema liegt auf der Strecke zwischen N. lenticularis und Substantia nigra.

Bei Katzen wurde dieses Areal experimentell zerstört. Hiernach konnten durch kortikale Metrazol-Applikationen keine konvulsiven Erscheinungen mehr induziert werden. Eingehende anatomische Untersuchungen zeigten, daß die Läsionen vorwiegend im Forelschen Feld lagen. – Die Lokalisation desselben beim Menschen wurde an japanischen Leichenhirnen und nach dem Atlas von Bailey-Schaltenbrand bestimmt. – An 22 Epileptikern wurden 43 Operationen durchgeführt. In 8 Fällen sistierten die generalisierten Anfälle ganz; bei 2 von ihnen waren sie mehrmals täglich auf getreten. In 4 Fällen kam es zu einem merklichen Rückgang in der Frequenz der großen Anfälle. Bei 7 Fällen war eine leichte Besserung festzustellen. 3 Fälle wiesen keinen Effekt auf; hierbei ist 1 Patient, der nur einseitig operiert worden war. – Die postoperative Verlaufsbeobachtung umfaßte bis zu 200 und mehr Tage, die kürzeste betrug 69 Tage. Bei den EEG-Kontrollen war in allen Fällen kein Unterschied zwischen prä- und postoperativem Befund nachweisbar. - Dieses Operationsverfahren war primär zur Unterbrechung generalisierter Konvulsionen gedacht. Hierbei ergaben sich jedoch auch einige unerwartete Resultate. So war die Besserung der grand-mal-Anfälle von einer „Absence” oder Verkürzung der Bewußtlosigkeit begleitet, die in 4 Fällen postoperativ mit einem leichten Muskelzucken einherging.

Resumen

Las vias de conducción de la convulsión epiléptica, que es una de las manifestaciones mas perturbadoras de la epilepsia en los últimos 10 años fueron trazadas en nuestro laboratorio.

Una de las vías desciende de la corteza motora a través del núcleo lenticular ipsolateral a la substancia negra contralateral y finalmente a las células del asta anterior de la médula espinal. La otra pasa de la corteza motora ipsolateral al tálamo, núcleos caudado, lenticular y substancia negra y después de cruzar la protuberancia, llega finalmente a las células contralaterales del asta anterior. Los tálamos bilaterales comunican entre si. Un punto crucial observado en el diagrama está localizado en el paso entre el núcleo lenticular y substancia negra.

Esta área fué destruida experimentalmente en gatos y después de ello el metrazol colocado en la corteza motora no produjo movimientos convulsivos. El análisis anatómico detallado de las lesiones reveló que estaban localizadas en su mayoría en el campo H de Forel.

La localización del campo H de Forel en el cerebro humano se hizo a través del estudio en cerebros de cadáveres de japoneses así como del atlas de Bailey-Schaltenbrand's.

En veintidós pacientes epilépticos se llevaron a cabo cuarentaitres operaciones. En ocho casos los ataques de gran mal cesaron completamente; dos de ellos sufrian antes de la operación varios ataques al día. En cuatro casos se notó un descenso acentuado de los ataques. En siete casos se observó una ligera mejoría. Entres casos no se observó ningún efecto; en uno de ellos sólo se realizóla operación en uno de los lados.

El curso postoperatorio se pudo seguir hasta doscientos días o más en la mitad de los casos y el mínimo fue de 69 días. El curso del EEG fue también controlado pero no se pudo observar ninguna diferencia con los EEG de antes de la operación.

Este procedimiento se dirigió primariamente a la interrupción de los ataques, pero se observaron algunos resultados inesperados. En una “ausencia” la mejoría de los ataques del gran mal fue acompañada de un acortamiento del periodo de incosciencia, asociado con una pequeña sacudida muscular en cuatro casos.