Malformations of cortical development and epilepsy

Dialogues Clin Neurosci. 2008;10(1):47-62.

Abstract

Malformations of cortical development (MCDs) are macroscopic or microscopic abnormalities of the cerebral cortex that arise as a consequence of an interruption to the normal steps of formation of the cortical plate. The human cortex develops its basic structure during the first two trimesters of pregnancy as a series of overlapping steps, beginning with proliferation and differentiation of neurons, which then migrate before finally organizing themselves in the developing cortex. Abnormalities at any of these stages, be they environmental or genetic in origin, may cause disruption of neuronal circuitry and predispose to a variety of clinical consequences, the most common of which is epileptic seizures. A large number of MCDs have now been described, each with characteristic pathological, clinical, and imaging features. The causes of many of these MCDs have been determined through the study of affected individuals, with many MCDs now established as being secondary to mutations in cortical development genes. This review will highlight the best-known of the human cortical malformations associated with epilepsy. The pathological, clinical, imaging, and etiologic features of each MCD will be summarized, with representative magnetic resonance imaging (MRI) images shown for each MCD. The malformations tuberous sclerosis, focal cortical dysplasia, hemimegalencephaly, classical lissencephaly, subcortical band heterotopia, periventricular nodular heterotopia, polymicrogyria, and schizencephaly will be presented.

Las malformaciones del desarrollo cortical (MDC) son anormalidades macro o microscópicas de la corteza cerebral que surgen como consecuencia de una interrupción de las etapas normales en la formación de la placa cortical, La corteza cerebral desarrolla su estructura básica durante los dos primeros trimestres del embarazo como una serie de etapas sobrepuesitas, que se inician con la proliferación y diferenciación de neuronas las cuales luego migran antes de organizarse finalmente en la corteza desarrollada. Las anormalidades en cualquiera de estas etapas, sean ellas de origen ambiental o genético, pueden causar interrupción de los circuitos neuronales y predisponer a una variedad de consecuencias clínicas, siendo las más comunes las convulsiones epilépticas, Actualmente se ha descrito un gran número de MDC, cada una con sus características patológicas, clínicas y de imágenes. Las causas de gran parte de estas MDC se han determinado mediante el estudio de sujetos afectados, y actualmente se ha establecido que muchas de ellas son secundarias a mutaciones en genes del desarrollo cortical. Esta revisión destaca lo mejor conocido de las malformaciones corticales humanas asociadas con la epilepsia. Se resumen las características patológicas, clínicas, de imágenes y etiológicas de cada MDC, con imágenes representativas de resonancia nuclear magnética para cada una de ellas. Se presentan las malformaciones de la esclerosis tuberosa, displasia cortical focal, hemimegalencefalia, lisencefalia clásica, heterotopia subcortical en banda, heterotopia nodular periventricular, polimicrogiria y esquizencefalia.

Les malformations du développement cortical (MDC) sont des anomalies macroscopiques ou microscopiques du cortex cérébral qui surviennent comme conséquence d'une interruption des étapes normales de formation de la lame corticale. Le cortex humain développe ses structures de base pendant les deux premiers trimestres de la grossesse, par le biais d'une série d'étapes chevauchantes, commençant par la prolifération et la différenciation des neurones qui migrent ensuite avant de s'organiser finalement dans le cortex en développement. Les anomalies survenant à chacune de ces étapes, qu'elles soient d'origine environnementale ou génétique, peuvent interrompre le circuit neuronal et prédisposer à des conséquences cliniques variées, la plus fréquente étant les crises épileptiques. Un grand nombre de MDC ont été décrites à ce jour, chacune avec ses caractéristiques pathologiques, cliniques et d'imagerie propres. Les causes de la plupart de ces MDC ont été déterminées en étudiant les sujets atteints, et de nombreuses MDC seraient secondaires des mutations affectant des gènes du développement cortical. Cet article mettra en évidence les malformations corticales humaines les plus connues associées à l'épilepsie. Les caractéristiques pathologiques, cliniques, d'imagerie et étiologiques de chaque MDC seront résumées, des images d'IRM (imagerie par résonance magnétique) illustrant chacune d'entre elles. Les malformations telles la sclérose tubéreuse de Bourneville, la dysplasie corticale focale, l'hémiencéphalomégalie, la lissencéphalie classique, l'hétérotopie en bandes sous-corticale, l'hétérotopie nodulaire périventriculaire, la polymicrogyrie et la schizencéphalie seront présentées.

Publication types

  • Review

MeSH terms

  • Cell Movement / genetics
  • Cerebral Cortex / abnormalities*
  • Cerebral Cortex / physiopathology
  • Epilepsy / etiology*
  • Epilepsy / physiopathology
  • Humans
  • Lissencephaly / complications
  • Lissencephaly / physiopathology
  • Malformations of Cortical Development / complications
  • Malformations of Cortical Development / physiopathology
  • Nervous System Malformations / complications*
  • Nervous System Malformations / physiopathology
  • Periventricular Nodular Heterotopia / complications
  • Periventricular Nodular Heterotopia / physiopathology
  • Tuberous Sclerosis / complications
  • Tuberous Sclerosis / physiopathology