La caratterizzazione comportamentale delle convulsioni è la lettura più impiegata negli studi sulla fisiopatologia dell'epilessia e dell'attività convulsiva ed è ampiamente utilizzata per lo screening di nuovi farmaci anticonvulsivanti 1,2. La maggior parte dei lavori pubblicati negli ultimi 50 anni ha utilizzato il sistema di punteggio progressivo sviluppato da Ronald J. Racine per descrivere la gravità delle crisi comportamentali durante l'amigdala e l'accensione dell'ippocampo3. La scala Racine ha mostrato una forte correlazione tra comportamento e attività parossistica elettrofisiologica nei ratti3 e nei gatti4. Classifica l'espressione comportamentale della crisi in cinque fasi progressive: "(i) movimenti della bocca e del viso, (ii) cenno del capo con la testa, (iii) clono degli arti anteriori, (iv) impennamento e (v) impennamento e caduta"3. Grazie alla sua semplicità, facilità d'uso e interpretazione, velocità di punteggio e riproducibilità, l'uso della scala Racine negli studi sull'epilessia e sulle convulsioni continua a crescere anche oggi (Figura 1).

Figura 1: Numero di citazioni annuali ricevute dallo studio di Racine del 1972. Si noti il costante aumento del numero di citazioni negli ultimi 50 anni. Una ricerca su Web of Science eseguita il 27 novembre 2024 ha rivelato 6.040 citazioni e 91 record non contenevano informazioni nel campo dell'"anno di pubblicazione". Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
La scala è stata poi applicata ad altri modelli animali di epilessia e convulsioni, compresi quelli che utilizzavano farmaci per indurre convulsioni. Le prime descrizioni delle convulsioni indotte dall'acido kainico5 e dello stato epilettico (SE)6, così come della SE8 locale 7 e della SE8 indotta da pilocarpina sistemica, hanno utilizzato la scala Racine per quantificare sia le crisi indotte che quelle spontanee. È interessante notare che questi farmaci non hanno solo indotto convulsioni limbiche, come osservato negli animali stimolati elettricamente e descritto da Racine, ma hanno anche suscitato un diverso insieme di comportamenti che sono stati scarsamente o meno spesso descritti9.
I limiti della scala di Racine per comprendere la diversità dei comportamenti ictali sono stati identificati precocemente dai ricercatori utilizzando modelli di crisi in cui il focus delle crisi si trova in altre regioni del cervello rispetto al sistema limbico. Ad esempio, Garcia-Cairasco è stato uno dei primi a utilizzare strumenti etologici per valutare il comportamento nelle crisi audiogene10, rivelando la complessità e la progressione temporale dei comportamenti ictali 10,11. Recentemente, Ivan Soltesz ha utilizzato sofisticate analisi video e una codifica temporale dettagliata per rivelare "impronte digitali comportamentali nascoste" in ratti accesi elettricamente12. Sulla base di questi approcci, viene introdotto un nuovo sistema di codifica per le convulsioni acute indotte da pentilenetetrazolo nei topi.
Il pentilenetetrazolo (PTZ) porta a convulsioni inibendo la neurotrasmissione GABAergica13, con conseguente aumento dell'eccitabilità neuronale e attivazione sincrona delle popolazioni neuronali 14,15. Dopo una singola dose elevata (40-80 mg/kg) di PTZ sistemica, i roditori mostrano mobilità ridotta, movimenti dei baffi non specifici, spasmi di tutto il corpo e spasmi mioclonici, clono orofacciale e della zampa e convulsioni limbiche conclamate16. A differenza dei modelli di stato epilettico, il comportamento anomalo dopo PTZ dura fino a 1 ora e si rimette spontaneamente 16,17,18. Autori precedenti hanno proposto una versione rivista della scala Racine per i ratti17 e i topi18. Nonostante il loro tentativo di fornire nuove intuizioni sulla diversità dei comportamenti ictali, la loro nuova scala incorpora uno o due nuovi livelli, associati alla corsa e/o al salto selvaggio (livello 6, van Erum et al.18) e all'estensione tonica che porta all'arresto respiratorio (livello 7, van Erum et al.18).
Questo protocollo presenta un nuovo approccio per quantificare e rappresentare i comportamenti ictali indotti da PTZ, con un focus specifico su spasmi e mioclono. Questi comportamenti sono tra i più diffusi dopo la somministrazione sistemica di PTZ, ma sono spesso trascurati negli studi sulle crisi epilettiche e sull'epilessia. Pertanto, questo approccio affronta una lacuna metodologica critica fornendo criteri specifici per identificare spasmi e mioclono e distinguerli comportamentali dalle crisi limbiche. Dimostra che gli spasmi e il mioclono mostrano dinamiche temporali distinte a seguito di somministrazioni di PTZ singole e ripetute. Questo sistema di codifica è facile da implementare, integra nuovi parametri di attività anomala nelle metodologie esistenti e offre nuove informazioni sui meccanismi di generazione delle crisi. Infine, questa nuova strategia ha il potenziale per standardizzare la quantificazione del comportamento ictale tra i laboratori, migliorare la riproducibilità e ampliare le prospettive sui meccanismi di crisi.