未成熟大脑易发生癫痫发作，但其潜在机制尚不清楚。研究人员通过假设早期发育期癫痫易感性增加与GABA的兴奋作用有关，在斯普拉格-达利大鼠海马切片CA3区采用无创细胞外场电位和细胞贴附记录技术，比较了三个参数的发育变化：GABA的兴奋作用、巨大去极化电位（GDPs）的未成熟模式存在情况，以及高钾诱导癫痫样活动的严重程度。研究显示，GABA(A)受体激动剂异胍vine在新生大鼠切片中能增加CA3锥体细胞放电，而在成年切片中则抑制活动。GABA(A)信号从兴奋向抑制的转换发生在出生后第13.5±0.4天。场GDPs以自发性群体爆发的形式存在直至出生后第12.7±0.3天。高钾（8.5 mM）在P7-16期间诱导35%的切片产生癫痫样事件（峰值出现在P11.3±0.4），而在此年龄段前后仅诱发发作间期活动。GABA(A)受体拮抗剂荷包牡丹碱能降低频率或完全阻断癫痫样事件，并诱发伴随群体峰电位频率降低但幅度增加的发作间期阵挛样活动。在具有发作间期活动的切片中，荷包牡丹碱 typically 在所有年龄段均诱发大幅度发作间期阵挛样活动；在P5-16大鼠切片中，应用荷包牡丹碱初期常先出现一次癫痫样事件。这些结果表明，在未成熟海马中GABA发挥双重（兴奋和抑制）作用，且GABA的兴奋性成分可能促进早期发育期兴奋性增高。
一、介绍
兴奋性增高是未成熟大脑的固有特征。在人类中，这种兴奋性增高表现为围产期癫痫发作的高发生率。在低等动物中， comparable 发育阶段也存在着易发生癫痫发作的关键期。因此在出生后大鼠海马中，已证实对不同致癫痫药物和条件的易感性呈钟形年龄依赖性；这些包括海人酸、电刺激、缺氧、青霉素、印防己毒素、发热以及GABA(B)受体拮抗剂。
展开剩余94%兴奋性增高还表现为未成熟大脑中特定的生理活动模式。在新生大鼠海马体内，几乎所有神经元活动都在反复群体爆发中同步化。在新生大鼠海马切片中也发现了类似的涉及全部锥体细胞和中间神经元的反复放电模式，并被描述为巨大去极化电位，因为每次群体放电都与锥体细胞和中间神经元的显著去极化和放电相关并被其驱动。在完整大鼠海马、新生兔海马切片以及灵长类胎儿海马切片中也观察到了类似GDP的活动模式。
为解释未成熟大脑在某些关键期兴奋性增强的现象，研究人员提出了若干假说。在各种因素中，GABA能功能的发育变化引起了特别关注。在成年大脑中，GABA是主要抑制性神经递质，在生理活动模式的产生以及防止阵发性活动的产生和传播中起关键作用。然而在早期发育过程中，GABA(A)受体可能发挥双重作用，取决于其激活的具体情境。GABA的兴奋效应可能是解释未成熟大脑兴奋性增强的一个机制。尽管研究人员已努力验证这一假说，但GABA能兴奋作用的参与仅在出生后第一周GDPs的产生中得到明确证实。
通过细胞内记录研究表明，GABA(A)受体激活在出生后5-6天开始抑制CA3锥体细胞，然而海马未成熟活动模式在发育后期即出生后第二周末消失。癫痫发生的高峰也被证明出现较晚，在缺氧和发热诱发体内癫痫的案例中约为出生后10-12天。GABA(A)功能和兴奋性发育变化时间点的明显差异，大大削弱了关于这两种发育现象之间关联的原本有吸引力的假说。然而有几个理由值得重新考虑这一假说，因为用于确定GABA作用发育变化的细胞内记录会引入若干误差。这些包括移液管与细胞质之间的离子交换以及电极与神经元膜之间的漏电导，这可能影响神经元兴奋性和内部离子组成，特别是在未成熟的小神经元中。因此在本研究中，研究人员采用无创细胞外记录来确定和比较网络兴奋性发育变化的时间进程，包括生理性GDPs和阵发性放电，以及GABA(A)信号传导。
二、材料与方法
01.实验系统
本研究遵循美国国立卫生研究院的动物护理指南，并获得哈佛医学院、达特茅斯医学院和法国国家健康与医学研究院动物护理与使用委员会的批准。海马切片取自斯普拉格-达利大鼠（雌雄兼用，n=39）。动物经水合氯醛（350毫克/公斤，腹腔注射）或异氟烷吸入麻醉后断头。取出脑组织后，使用徕卡VT1000S振动切片机切割 transverse 海马切片（500微米）。切片在含氧（95% O₂:5% CO₂）人工脑脊液中于室温（20-22°C）下保存至少1小时，其成分为（毫摩尔）：NaCl 126、KCl 3.5、CaCl₂ 2.0、MgCl₂ 1.3、NaHCO₃ 25、NaH₂PO₄ 1.2、葡萄糖11（pH 7.4）。记录时，切片置于常规全浸式恒温槽中，以2-3毫升/分钟的流速持续灌注人工脑脊液（30-32°C）。在浴槽施加异胍vine的实验中，采用小体积槽（约0.1毫升）以实现快速溶液交换。
02.电生理记录与数据分析
细胞外场电位记录使用直径为50微米的金属电极（California Fine Wire）进行。电极被放置在CA3a亚区的锥体细胞层，信号使用定制的放大器进行放大。峰值间噪声在20微伏范围内。对于单个动作电位检测，记录使用RC高通滤波器进行滤波。在部分实验中，细胞外动作电位也使用充满ACSF的膜片电极和膜片钳放大器进行记录。对于群体锋电位检测，记录在1-70Hz范围内进行滤波。膜片钳记录使用Axopatch 200A和Multiclamp 700A放大器进行。膜片电极由硼硅酸盐玻璃毛细管拉制而成。全细胞记录时，移液器内液含（毫摩尔）：铯-葡萄糖酸盐135、MgCl₂ 2、CaCl₂ 0.1、EGTA 1、HEPES 10（pH 7.25）；膜电位值经+12毫伏液接电位校正。CA3锥体细胞层全细胞记录采用盲法操作，细胞贴附记录则在使用差分干涉 contrast 显微镜视觉引导下进行，电极内灌注人工脑脊液。
记录信号通过模数转换器以10千赫兹采样率在线数字化，离线分析采用Axon系列MiniAnalysis软件和Origin 5.0完成。组间数据以均值±标准误表示，误差线同样标示标准误。差异显著性采用Student t检验评估，显著性水平设定为P<0.05。
为探究GABA(A)信号传导的发育变化，研究人员使用特异性GABA(A)受体激动剂异胍vine。在CA3锥体细胞全细胞记录的对照实验中，发现短暂浴槽施加异胍vine（10微摩尔，1分钟）可诱发瞬时氯依赖性膜电流，该电流对GABA(A)拮抗剂荷包牡丹碱敏感。细胞外记录中，异胍vine反应表现为多单位活动频率的瞬时变化，即记录电极周边数十至数百个神经元的动作电位集群。研究人员通过计算异胍vine反应峰值期间与对照期多单位活动频率的比值来评估其效应。为便于拟合，将>100%（兴奋）和<100%（抑制）的数值分别归一化为+1和-1。在单个CA3锥体细胞的细胞贴附记录中，采用微量注射器从距离胞体<100微米的玻璃微管局部施加异胍vine，压力设定为2-20千帕，喷射时长20-200毫秒。
三、结果
01.未成熟GDP模式的发展概况
我们首先确定了海马电图活动未成熟生理模式的发展概况。通过结合全细胞和细胞外场电位记录，研究人员发现新生Sprague-Dawley大鼠的海马切片显示出自发性群体爆发，这些爆发与锥体细胞层细胞外记录中动作电位频率的急剧增加相关，并在单个锥体细胞水平上观察到大量GABA(A)受体介导的多突触事件（图1A）。这种活动模式与已知的GDP模式极为相似，亦被称为巨型GABA能电位、早期网络振荡和群体爆发。
图1. Sprague-Dawley大鼠海马切片中的巨型去极化电位。（A）在P6海马切片中同时记录的CA3锥体细胞全细胞记录和CA3锥体细胞层细胞外场电位记录。锥体细胞的自发活动特征为反复出现的集体多突触GABA(A)介导事件（星号标记），即所谓的GDPs，这些事件与细胞外场电位记录中的动作电位爆发相关。虚线框标出的GDP在下方以扩展的时间尺度显示。全细胞记录采用低氯离子内液，因此在保持电位为0mV时，GABA(A)介导的突触后电流方向朝外。（B）基于71个Sprague-Dawley大鼠切片记录得出的GDPs发生率的年龄依赖性。GDPs的发生率通过玻尔兹曼函数拟合。请注意GDPs在出生后两周内存在，其消失中点（即仅50%切片显示GDPs的时点）约为出生后第12.7±0.3天。
对出生后切片的逐日筛查显示，场GDP存在于P0至P9的所有切片中。P10至P16期间为过渡阶段，显示场GDP的切片比例随年龄增长逐渐下降。P17之后未再观察到场GDP（图1B）。场GDP的发生规律进一步符合玻尔兹曼函数拟合。场GDP消失的中点（即50%切片表达GDP而另外50%不表达的年龄）被估算为出生后第12.7±0.3天（n=71）。
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02.高钾诱导癫痫样活动的发展概况
在第二系列实验中，研究人员研究了通过将细胞外钾浓度从对照组的3.5 mM升高至8.5 mM在Sprague-Dawley大鼠海马切片中诱导的癫痫样活动的发展概况。研究人员选择了癫痫发生的高钾模型，该模型特别具有吸引力，因为钾离子浓度升高在癫痫发作期间自然发生并促进发作产生。图2显示了P7和P8切片中由高钾诱导的最早的癫痫样事件的示例。癫痫样事件通常在高钾暴露后5-15分钟开始，并以3-4分钟的间隔复发。每个癫痫样事件以初始爆发性放电开始，随后是强直样放电 phase、阵挛样后放电期和发作后抑制期（图2B、C和图3）。在P7-16的特定发育窗口内，35%的切片中观察到癫痫样事件（n = 28/80；图4）。在出生后第一周（P2-6），钾浓度升高诱发了发作间期样的群体爆发和棘波模式，发生频率为0.5-1 Hz（n = 18/18）。在未显示癫痫样事件的其余P7-16切片（n = 52/80）以及来自年长大鼠的所有切片（P17-37；n = 18/18）中也诱发了发作间期样活动。年龄与癫痫样事件发生之间的关系如图4B所示。在出生后第二周和第三周初期存在一个惊厥易感性增强的时期，此时高钾常诱导癫痫样事件。在此时期之前和之后，仅观察到发作间期样活动。高钾诱导癫痫样活动的钟形年龄依赖性经高斯函数拟合显示，阵发性活动在出生后第11.3 ± 0.4天达到峰值，并在第三周初衰减至基线水平（n = 116）。
图2. 高钾在出生后大鼠海马切片中诱导的癫痫样活动。（A）在8.5 mM钾离子浓度下检测到的最早的反复癫痫样事件出现在（左）P7和（右）P8切片中。（B）最早的癫痫样事件示例如扩展时间尺度显示。（C）轨迹部分展示了癫痫样事件的各个阶段：（a）初始爆发性放电；（b）向强直期过渡；（c）强直样放电和（d）阵挛样后放电。请注意P7切片中的强直期相对较短且不规则。在P8时，癫痫样事件呈现真正的发作样外观。记录来自CA3锥体细胞层的细胞外场电位。
图3. 癫痫样事件的GABA能成分。在细胞外高钾条件下，对P11海马切片进行的CA3锥体细胞全细胞记录（保持在谷氨酸反转电位0mV，使GABA(A)介导的突触后电流向外）与CA3锥体细胞层细胞外场电位记录的同步记录。癫痫样事件的轮廓部分在下方以扩展尺度显示。癫痫样事件以初始爆发性放电阶段开始，随后是强直样放电阶段和阵挛样后放电期。
图4. 高钾诱发癫痫样活动发生率的年龄依赖性。（A）在8.5 mM钾离子浓度下海马切片的细胞外场电位记录。在P6和P34大鼠切片中仅观察到发作间期样活动，而在P11时则产生了癫痫样事件。（B）不同出生后日龄切片在施加高钾后产生癫痫样事件的百分比。该图表基于对P2-37 Sprague-Dawley大鼠118个海马切片CA3锥体细胞层的细胞外记录。
03.GABA(A)介导信号的发展概况
研究人员接下来确定了GABA(A)介导信号发展中变化的时间过程。为此，研究人员使用放置在CA3锥体细胞层的细胞外金属电极记录多单位活动（即记录电极附近多个神经元的动作电位）。为激活GABA(A)受体，研究人员浴灌施加选择性GABA(A)受体激动剂异爪辛（10 μM，持续1分钟，浴灌应用）。研究人员在不同年龄的49个切片中研究了异爪辛对多单位活动频率的影响。在新生大鼠（P0至P10）的切片中，异爪辛总是诱导多单位活动增加，这也与场GDP频率的增加相关。在第二周末期（P10至P14），在不同切片中观察到多单位活动的增加和减少。在P15及更大大鼠获得的切片中，异爪辛总是诱导多单位活动减少。图5说明了异爪辛在P8和P16对多单位活动的典型影响。
图5. GABA(A)激动剂异爪辛对大鼠海马自发性神经元放电影响的年龄依赖性。（A）浴灌施加GABA(A)受体激动剂异爪辛（10 μM，持续1分钟）在P8增加了CA3锥体细胞层细胞外记录动作电位的频率，但在P16降低了频率。场GDPs用星号标记。请注意异爪辛诱导了场GDP频率的增加（上图），随后是异步放电的增加（下图）。清洗异爪辛后，神经元活动恢复至对照水平。（B）上述实验中异爪辛对多单位活动影响的时间过程。请注意，GABA(A)受体的激活在P8瞬时增加了多单位活动频率（兴奋效应），在P16降低了多单位活动频率（抑制效应）。
由于锥体细胞和中间神经元这两种类型的神经元可能对从锥体细胞层记录的多单位活动有贡献，并且GABA(A)介导信号在这两种群体中的发展可能不同，研究人员还使用在微分干涉对比显微镜视觉引导下获得的细胞贴附记录，研究了异爪辛对单个CA3锥体细胞活动的影响（图6）。在年轻大鼠的切片中，在胞体和近端顶树突区域短暂局部压力施加异爪辛引起动作电位频率增加（P4-6时11/11个细胞，P10-12时15/16个细胞）。在年长大鼠的切片中，异爪辛引起锥体细胞放电减少（P17-19时5/5个细胞）。异爪辛的兴奋和抑制效应均可被GABA(A)受体拮抗剂荷包牡丹碱（10-50 μM；n = 7）可逆地抑制。
图6. GABA(A)受体激动剂异爪辛对单个CA3锥体神经元活动影响的年龄依赖性。（A）来自P11（左图）和P19（右图）大鼠的单个CA3锥体神经元的细胞贴附记录。使用微分干涉对比显微镜在海马切片中可视化锥体神经元。相对于基线的垂直偏转是动作电流。箭头指示异爪辛短暂（<200毫秒）局部施加到记录神经元的胞体和顶树突起始部分的时刻。（B）动作电流时间与异爪辛应用时间的互相关分析。平均动作电流显示在小图内。请注意，异爪辛在P11引起放电增加，在P19引起放电减少。
GABA(A)受体激活对多单位活动频率影响的年龄依赖性如图7所示，其中异爪辛的效应表示为异爪辛诱导反应最大值时的多单位活动频率与异爪辛应用前对照频率之比（图7A）。异爪辛对多单位活动影响的年龄依赖性经玻尔兹曼函数拟合（图7B）。根据玻尔兹曼拟合的中点（即异爪辛在一半切片中增加多单位活动而在另一半切片中减少多单位活动的年龄）确定，异爪辛作用从兴奋到抑制的发展性转换发生在出生后第13.5 ± 0.4天。
图7. 大鼠海马GABA(A)信号的发展性转换。（A）异爪辛对神经元放电影响随年龄变化的关系图。每个点代表异爪辛效应峰值时的多单位活动频率与对照多单位活动频率的比值（以百分比表示）。汇总自49个切片的数据。（B）异爪辛对神经元放电影响随年龄变化的玻尔兹曼拟合；请注意GABA(A)信号从兴奋到抑制的转换发生在出生后第13.5±0.4天。
04.阻断GABA(A)受体对高钾诱导癫痫样活动的影响
惊厥易感性与GABA(A)介导信号发展变化之间的密切时间相关性提出了一个假设，即兴奋性GABA在出生后第二周有助于增强兴奋性。如果该假设正确，那么阻断GABA(A)受体应减轻癫痫样活动。因此，研究人员研究了阻断GABA(A)受体对高钾诱导的癫痫样事件的影响。在本系列中，高钾在48个切片中的13个诱导了发作性强直-阵挛性癫痫样事件（平均年龄P12.1）。癫痫样事件以5.0 ± 0.5 × 10⁻³ Hz的频率复发（n = 13）。添加荷包牡丹碱（10 μM）要么完全阻断（图8；n = 5/13切片），要么将癫痫样事件频率显著降低至3.1 ± 0.5 × 10⁻³ Hz（图9；n = 8/13）。在两种情况下，存在荷包牡丹碱时的发作间期活动均由规律的阵挛样事件组成。
图8. 阻断GABA(A)受体对高钾诱导癫痫样活动的影响：抑制癫痫样事件。（A）在P12海马切片中，存在高钾（8.5 mM）以及进一步添加GABA(A)受体拮抗剂荷包牡丹碱（10 μM）后的场电位记录。强直-阵挛性癫痫样事件用箭头标出。请注意，添加荷包牡丹碱后，癫痫样事件转变为阵挛样发作间期活动。下方以扩展时间尺度显示了添加荷包牡丹碱前的一个癫痫样事件和添加后的发作间期活动。轨迹部分展示了：（a,b）初始爆发性放电，（c）强直样放电和（d）阵挛样后放电的各个阶段；下方显示了（e-h）刻板的阵挛样发作间期事件。下方图表显示：（B）群体锋电位的相应频率（10秒平均值）和（C）群体锋电位的相应幅度。（D）群体锋电位的平均频率；（E）群体锋电位幅度的累积直方图。D和E通过分析添加荷包牡丹碱前后1000秒时程得出。请注意，阻断GABA(A)受体导致群体锋电位平均频率降低，但幅度增加，同时场电位功率幅度变化不大。
为获得关于荷包牡丹碱对癫痫样事件影响的更定量信息，研究人员测量了群体锋电位的频率和幅度。阻断GABA(A)受体要么完全（图8B）要么部分（图9B）将复发性癫痫样事件的模式转变为发作间期放电。结果，与癫痫样事件相关的群体锋电位爆发被完全抑制或频率降低。添加荷包牡丹碱后，在15-20分钟时段内测量的群体锋电位平均频率也从1.2 ± 0.3 Hz降低到0.7 ± 0.1 Hz（n = 13；图8D和图9D）。然而，添加荷包牡丹碱后，群体锋电位的幅度从273 ± 45 μV增加到414 ± 61 μV（n = 13；图8C、E和图9C、E）。群体锋电位的幅度在癫痫样事件期间和发作间期均增加。
图9. 阻断GABA(A)受体对高钾诱导癫痫样活动的影响：癫痫样事件持续存在。（A）在P9海马切片中的场电位记录。请注意，添加荷包牡丹碱后癫痫样事件仍然发生，但频率较低。下方以扩展时间尺度显示了添加荷包牡丹碱前后的两个癫痫样事件。下方图表显示：（B）群体锋电位的相应频率（10秒平均值）和（C）群体锋电位的幅度。（D）群体锋电位的平均频率；（E）群体锋电位幅度的累积直方图。D和E通过分析添加荷包牡丹碱前后1400秒时程得出。请注意，阻断GABA(A)受体导致群体锋电位平均频率降低，但幅度增加。
在P7-16年龄组的其余切片中（高钾未能诱导癫痫样事件且癫痫样活动由发作间期群体爆发或棘波组成），荷包牡丹碱总是诱导规律的阵挛样发作间期活动，类似于图8所示（n = 35/48）。在荷包牡丹碱应用开始时，发作间期样活动之前常出现一次强直-阵挛性癫痫样事件（未显示）。
在年轻（P5-6；n = 17）和年长（P18-37；n = 10）大鼠的切片中，高钾诱导自发性群体爆发或棘波但从未诱导癫痫样事件，添加荷包牡丹碱总是引起规律的阵挛样发作间期活动（图10）。在40%的P5-6切片中（n = 7/17），短暂的癫痫样事件发生在荷包牡丹碱应用开始时。
图10. 阻断GABA(A)受体对高钾诱导发作间期活动的影响。在P5和P35海马切片中，于高钾条件下及添加荷包牡丹碱后的场电位记录。中间轨迹显示上方轨迹中1分钟时段的扫描；底部四个1秒扫描显示中间轨迹中发作间期事件的示例。请注意，在P5时，荷包牡丹碱将发作间期活动从自发性群体爆发转变为阵挛样事件。在P5和P35，添加荷包牡丹碱后，发作间期样事件的幅度和持续时间均增加，但其频率降低。
四、讨论
本研究测量并比较了海马网络兴奋性（包括生理性和阵发性）以及GABA(A)介导信号的发展变化的时间过程。图11总结了以下参数的年龄依赖性结果：（一）GABA(A)激动剂异爪辛对海马CA3区神经元放电的作用，表征了GABA(A)介导信号从兴奋到抑制的发展性转换的时间过程；（二）GDPs的发生情况，这是海马切片中特征性的"未成熟"活动模式；（三）高钾诱导的癫痫样事件的发生情况，这反映了海马对癫痫发作的易感性。比较这三条发展曲线得出的主要结论是：大鼠海马兴奋性增强的时期位于GABA兴奋性作用的时间窗口内，该窗口以GABA(A)介导功能从兴奋到抑制的发展性转换结束。研究还表明，阻断GABA(A)受体可降低或完全抑制高钾诱导的癫痫样事件，同时伴随群体锋电位频率的降低和幅度的增加。结合其他先前观察结果，这些研究表明GABA的兴奋性作用有助于增强兴奋性，但GABA在未成熟海马中也发挥抑制作用。
图11. Sprague-Dawley大鼠海马中GABA(A)介导作用与兴奋性的发展概况。未成熟的GDPs模式存在于GABA兴奋性作用期间。高钾诱导癫痫样活动的年龄依赖性呈钟形，在出生后第二周达到峰值。GABA(A)作用从兴奋到抑制的发展性转换与兴奋性关键期的结束相吻合。曲线代表对图1、图4和图7所示数据的玻尔兹曼和高斯拟合。
本研究估计，海马CA3区GABA通过GABA(A)受体的作用从兴奋到抑制的发展性转换发生在出生后第二周末，即P13.5 ± 0.4。这显著晚于先前使用细胞内记录研究获得的P5-6的估计。这种差异不太可能源于动物物种的不同，因为在Wistar大鼠中该转换也发生较晚。然而，已知使用尖锐电极的细胞内记录会引入显著误差，这是由于电极穿刺部位的漏电导所致。漏电导伪差特别影响小神经元的兴奋性，尤其是在最不成熟的神经元中引起显著的神经元去极化。此外，由于记录电极与细胞质之间的离子交换，细胞内记录会改变细胞内离子组成。本研究采用的无创细胞外多单位记录和细胞贴附记录可能为GABA(A)介导的GABA作用提供了更可靠的估计，因为神经元膜保持完整，且神经元兴奋性和细胞内离子组成均未受影响。
研究发现，海马电图的未成熟模式GDPs在出生后头两周存在于海马切片中。该观察结果与一项体内研究结果一致，该研究发现新生大鼠海马中直到出生后第二周末都存在未成熟的生理性模式——自发性反复爆发。有相当证据表明兴奋性GABA有助于GDPs的产生。确实已证实，在GDPs期间，GABA(A)受体的激活会使海马锥体细胞和中间神经元去极化并兴奋，激活电压门控钙通道，并通过解除其电压依赖性镁阻滞而增强NMDA通道的活性。本研究通过显示GABA作用从兴奋到抑制的发展性转换与场GDPs在出生后第二周末消失之间存在显著紧密的时间相关性，为未成熟海马模式与兴奋性GABA相关联提供了进一步证据。
先前使用细胞内记录的研究表明，在出生后第二周，GDPs转化为GABA(A)介导的大超极化电位，该时间点与GABA(A)作用在P5-6从兴奋到抑制的转换相对应。直到第二周末，锥体细胞层多单位活动的增加与网络GDPs相关，这一事实表明在出生后第二周期间，相当比例的锥体细胞和中间神经元在网络GDPs期间被激活并参与其产生。GDP细胞的集体放电在场电位记录中表现为动作电位的爆发。剩余神经元在网络GDPs期间被抑制，因此不参与其产生。GDP细胞可能是具有兴奋性GABA的不太成熟的神经元，而LHP细胞则是具有抑制性GABA反应的更成熟神经元。随着年龄增长，由于GABA作用从兴奋到抑制的转换，GDP细胞转化为LHP细胞。在第二周末，具有兴奋性GABA反应的GDP细胞比例低于产生网络放电所需的临界数量，未成熟的GDPs模式便停止。这一假设与第二周期间谷氨酸受体拮抗剂抑制LHPs的效率以及本研究中观察到的出生后第一周和第二周对异爪辛反应的场GDP频率增加相一致。需要进一步使用单神经元无创记录研究来验证这一假设。
使用癫痫样活动的高钾模型，研究人员发现惊厥易感性呈钟形发展曲线，峰值在P11.3 ± 0.4。此体外模型获得的结果与体内缺氧和发热诱导癫痫的年龄密切相关，其中兴奋性峰值在P10至P12之间观察到。需要重点强调的是，上述体内模型和本研究使用的高钾体外模型在诱发因素均不直接影响GABA(A)受体的意义上是"生理性"的。高钾诱导强直-阵挛性癫痫样事件的高兴奋性发展窗口为P7至P16，这与最近一项使用厚海马切片的高钾模型研究报告的窗口接近。有趣的是，该报告中阻断GABA(A)受体完全抑制了高钾诱导的癫痫样事件。在本研究中，虽然GABA(A)拮抗剂在某些切片中完全抑制了癫痫样事件，但在许多切片中癫痫样事件仍然存在，尽管频率较低。研究还发现阻断GABA(A)受体后群体锋电位的平均频率降低。这些观察结果支持以下结论：兴奋性GABA在此发展窗口期内与发作活动存在因果关系。
另一方面，若干证据表明在早期发育阶段GABA既发挥抑制作用也发挥兴奋作用。首先，研究发现组成癫痫样事件的群体锋电位幅度在阻断GABA(A)受体后显著增加。其次，在高钾仅诱导发作间期样群体爆发或棘波而非癫痫样事件的部分切片中，阻断GABA(A)受体引起群体锋电位频率和幅度增加，并通常在荷包牡丹碱应用初期引起一次癫痫样事件。第三，在没有任何其他致癫痫剂的情况下，阻断GABA(A)受体本身在体外完整海马中从P0起引起发作间期样活动，从P2起引起发作样癫痫样事件；在P0起的海马切片中引起发作间期样活动；在P9-19的切片中引起癫痫样事件。最后，增强GABA(A)功能的药物如巴比妥类和苯二氮卓类可抑制新生大鼠的癫痫发作。这些观察结果共同表明GABA对未成熟海马阵发性活动的启动和产生具有复杂贡献。一方面，GABA兴奋未成熟神经元，因为GABA(A)介导的信号使未成熟神经元去极化超过动作电位阈值。另一方面，去极化GABA也因分流机制而产生抑制，该机制源于大量GABA(A)通道开放导致的膜电导增加和电压门控钾通道开放以及钠通道失活。GABA的这种双重效应可能解释了在兴奋性增强的发展期观察到的现象的复杂性。
在成年神经元中，GABA(A)受体的大量激活引起GABA(A)介导反应的反转电位发生去极化偏移，该现象可能源于GABA(A)通道的碳酸氢盐通透性，并被细胞外钾积累增强。本研究的两个方面可能与此现象相关。首先，在浴灌应用异爪辛的实验中，GABA(A)介导的反应可能发生了去极化偏移。然而，本研究未在成年切片中观察到异爪辛应用后多单位活动增加。此外，在细胞贴附记录单细胞的实验中，观察到GABA(A)受体激活对神经元放电影响的类似年龄依赖性，其中异爪辛通过微管进行局部短暂应用。因此，GABA(A)信号变化的发展曲线不太可能因使用依赖性GABA(A)介导反应反转电位去极化偏移现象而产生偏差。其次，有相当证据表明，在成年动物癫痫发作期间，由于GABA大量释放，GABA作用会发生从抑制性到兴奋性的动态转换。而且已证实GABA(A)介导的兴奋在低镁模型癫痫样事件期间的神经元同步化、长期暴露于GABA(B)受体拮抗剂后出现的癫痫样事件期间、强直后放电期间以及颞叶癫痫患者海马下托切片的发作间期活动中贡献显著。GABA(A)去极化反应的 fundamental 年龄差异在于：在成年神经元中，GABA在静息状态下对大多数神经元是超极化作用，仅在GABA(A)受体强烈激活时才变为去极化或兴奋性；而在未成熟神经元中，由于氯离子外排体KCC2的表达延迟，GABA(A)介导的反应在静息时即为去极化或兴奋性。这可能是导致惊厥易感性增强的主要因素之一。
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