تحفيز العصب المبهم كأداة للحث على اللدونة في مسارات ذات الصلة من أجل التعلم الانقراض

الهدف العام من هذا الإجراء هو تسهيل إخماد الخوف الشرطي عن طريق تحفيز العصب المبهم. يتم تحقيق ذلك أولاً من خلال تصنيع أقطاب كهربائية لتوصيل التيار إلى العصب المبهم. وتتمثل الخطوات التالية في زرع هذه الأقطاب حول القسم العنقي المتوسط من العصب المبهم، بالإضافة إلى تركيب غطاء للرأس بعد فترة تعافي، ثم تخضع الحيوانات بعد ذلك لتدريب على الإخضاع للخوف السمعي وإخماده مع تحفيز العصب المبهم أو تحفيز وهمي.

تتمثل الخطوة النهائية في اختبار التعبير عن الخوف الشرطي وتقييم مدى الانخفاض في استجابة التجمد الشرطية. وفي نهاية المطاف، يُستخدم تحفيز العصب المبهم لتعزيز تعلم الانطفاء من خلال تحفيز اللدونة في شبكات الانطفاء. وتكمن الميزة الرئيسية لهذه التقنية مقارنة بالطرق الحالية مثل العلاج الدوائي الجهازي، في القدرة على تنظيم توقيت العلاج بدقة من أجل تحقيق إطلاق للنواقل العصبية مخصص لشبكة معينة، وهو ما يمكن ربطه بالسلوك المستمر.

يمكن لهذه الطريقة أن تساعد في الإجابة على أسئلة جوهرية في مجال التعلم العاطفي والذاكرة، ولا سيما كيفية تأثير إفراز هرمونات التوتر مثل epinephrine وglucocorticoids على ترسيخ الذكريات طويلة المدى. وتمتد تطبيقات هذه التقنية لتشمل علاجات التعرض المستخدمة في علاج اضطرابات القلق والاضطرابات المرتبطة بالصدمات، بالإضافة إلى التأهيل من حالات الإدمان. علاوة على ذلك، يمكن تطبيق تحفيز العصب المبهم على نماذج تعلم أخرى في اللدونة التشابكية، مثل التعلم الحركي بعد السكتة الدماغية أو إصابات الدماغ الرضحية.

كجزء من التحضيرات، قم بصنع أداة ثقب باستخدام إبرة، ثم ابدأ بتمرير أربعة سنتيمترات من أنابيب micro renaine على قاعدة المثقاب. بعد ذلك، استخدم المثقاب الإبري لعمل أربعة ثقوب، تفصل بينها مسافة مليمترين، بحيث تشكل زوايا مربع. يجب أن تكون الثقوب نظيفة وخالية من أي حواف خشنة.

بعد ذلك، قص الأنبوب طولياً بين الثقوب. والآن، باستخدام خيط جراحي، قم بإنشاء نظام تثبيت لتأمين الكم على العصب المبهم من كلا الجانبين. اربط الغرز معاً على بُعد حوالي 2 cm من البلاستيك، بحيث يشكل الأنبوب والخيط مثلثاً، مع تمديد طول كل غرزة بحوالي 8 cm بعد العقدة.

بعد ذلك، قم بقص سلك بلاتين ميريديوم معزول مكون من سبع شعيرات إلى قطع بطول 70 millimeter. الآن، باستخدام مشعل مجوهرات، قم بإزالة حوالي سنتيمتر واحد من العزل من أحد طرفي السلك.

بعد ذلك، استخدم اللهب لصهر ميريديوم البلاتين في المناطق المكشوفة. وباستخدام هذه التقنية، قم بدمج خيوط ميريديوم البلاتين السبعة المكشوفة معاً لتكوين سلك واحد أقوى، ثم صهر نهاية السلك ليصبح على شكل كرة في الطرف المقابل للجزء المدمج من السلك. قم بصهر سلك ميريديوم البلاتين إلى كرة صغيرة مع تقليل إزالة العزل إلى أدنى حد.

الآن، قم بتثبيت الغطاء البلاستيكي المسنن بشريط لاصق بحيث تكون الحافة المقطوعة على طول المستوى الأفقي مع شد الأسنان جيداً ومد الغطاء. وباستخدام الملقط، مرر الطرف المكشوف من السلك المجهز عبر الفتحة السفلية اليمنى واسحبه إلى منتصف الغطاء. ثم ادفع السلك عبر الفتحة العلوية اليمنى وقم بعمل حلقة بالسلك فوق الغطاء.

استمر بدفع السلك عبر الثقب العلوي الأيمن مرة أخرى، ثم اسحبه لشد السلك والتأكد من إحكامه. من الضروري أن يكون السلك الموجود في تجويف السوار غير معزول، بينما يظل السلك الموجود خارج السوار عند الطرف السفلي معزولاً، وذلك لضمان توجيه التيار الكهربائي المرسل إلى العصب المبهم فقط. بعد ذلك، ادفع الطرف العاري عبر الثقب السفلي الأيمن من داخل السوار.

ولإكمال الحلقة، ضع سلكاً على الجانب الأيسر من السوار بنفس الطريقة تماماً عند طرف السلك، دون تثبيته بالسوار. قم بلحام الطرف العاري من السلك بدبوس ذهبي. اترك اللحام ليبرد ثم أعد صهره لضمان إحكام الاتصال.

أضف المزيد من مادة اللحام حسب الحاجة. الآن، قم بتجهيز الموصلات للغطاء الرأسي لموقع إدخال VNS لكل موقع إدخال. قم بتعرية أطراف قطعتين من السلك النحاسي عيار 26 AWG بطول 30 مليمتر، واقطع الطرف الضيق من دبوس ذهبي منفصل، ثم قم بلحم كل زوج من الأسلاك بدبوس وفقًا لما يلي.

يتم لحام الطرف السائب من الأسلاك بسني التدفق للموصل، وبذلك يتم تجهيز الموصلات. بعد تحضير الحيوان للجراحة في إطار التوجيه المجسم، استخدم مشرطاً لشق الجلد فوق الجمجمة وكشف نقطتي lambda و bgma.

باستخدام ملقط غير حاد، قم بعمل نفق تحت الجلد من الشق نزولاً عبر الجانب الأيسر أمام الأذن وصولاً إلى الجانب الأيسر من الرقبة. سيكون هذا المسار مخصصاً للطوق. بعد ذلك، باستخدام المشرط، قم بفتح ثقبين صغيرين لبدء وضع براغي التثبيت.

لا تضع هذه الثقوب مباشرة فوق الخط الناصف. بعد ذلك، وباستخدام الملقط ومفك البراغي، قم بتثبيت برغيين عظميين مع ترك مساحة كافية لملئها بالأكريليك أسفل البراغي. ثم املأ الفراغ الموجود أسفل وحول وبين البراغي بالأكريليك، مع الحرص على عدم ملامسة الأكريليك للأنسجة المحيطة، ووضع كمية إضافية من الأكريليك بين البراغي.

بعد ذلك، أمسك الغرسة بحيث يكون السلك المُميز في الجهة الرأسية (rostral) بالنسبة للسلك غير المُميز. ثم ضع الغرسة بسرعة في الأكريليك. تجنب وصول أي أكريليك إلى الدبابيس الذهبية، أو منطقة المشبك، أو موقع الإدخال.

اترك هذا ليجف لمدة خمس دقائق واستعد لمواصلة العمل باستخدام المجهر التشريحي. قم بعمل شق صغير فوق الوريد الوداجي الأيسر مباشرة بين عظم الفك والترقوة. وسّع الشق عن طريق التشريح غير الحاد وصولاً إلى العضلات.

قم بكشف العضلة القصية mastoid، والعضلة القصية hyoid، والعضلة omohyoid. استمر في التشريح غير الحاد على طول الأخاديد الموجودة بين العضلات للعثور على الشريان السباتي. تحتوي الغمد التي تضم الشريان السباتي أيضًا على العصب المبهم.

باستخدام المقص، قم بتشريح الغمد بعناية لكشف طول خمسة مليمتر من العصب المبهم. بعد ذلك، ومن خلال شق الرأس، استخدم الخيوط الموجودة على جانب الغطاء في الجهة المقابلة للأقطاب لسحب الغطاء عبر النفق تحت الجلد وصولاً إلى موقع شق الرقبة. ارفع العصب برفق باستخدام أدوات زجاجية وادفع خيوط الغطاء أسفل العصب.

احرص على تجنب الاحتكاك بالعصب. يجب أن يكون الجانب العلوي من الكفة مواجهاً للجانب العلوي للحيوان. الآن، ضع العصب في منتصف الكفة وأغلق الكفة على الغطاء الرأسي.

قم بتوصيل الدبابيس المتصلة بالكم بالدبابيس الموجودة في موقع إدخال التحفيز للتأكد من وضع الكم بشكل صحيح. قم بإجراء عملية إيقاف للتنفس. يجب أن يتوقف التنفس التجريبي لفترة وجيزة، كما يجب أن ينخفض معدل ضربات القلب.

بعد التأكد من وضع الكفة، قم بتثبيت الدبابيس في موقع إدخال التحفيز باستخدام مادة الأكريليك. ثم أغلق موقع الجراحة وعالج الحيوان باستخدام Marcaine ومضادات حيوية موضعية. اترك الحيوان ليتعافى لمدة خمسة أيام دون وجود رفاق في القفص.

قبل إجراء الاختبارات، قم بتجهيز صندوق التكييف الإجرائي تحت مراقبة كاميرا الفيديو. في اليوم الأول من التدريب السلوكي، قم بتشغيل النغمة خمس مرات لمدة 30 ثانية لإثبات عدم وجود خوف فطري من النغمة. بعد العرض الأولي للنغمة، قم بإجراء تكييف الخوف للجرذان في اليومين الأول والثاني.

قم بتشغيل نغمة مدتها 32 جزءًا من الثانية مع صدمة كهربائية للقدم بقوة 0.5 milliamp لمدة ثانية واحدة يتم تطبيقها بشكل عشوائي. قم بتقديم ثمانية اقترانات من النغمة والصدمة يومياً، مع ترك فترة زمنية تتراوح من ثلاث إلى خمس دقائق بين كل عرض للنغمة. وفي اليوم الثالث، قم باختبار قوة الارتباط بين النغمة والصدمة.

قم بتشغيل النغمة بمفردها أربع مرات، بفاصل زمني يتراوح بين ثلاث إلى خمس دقائق. سجل سلوك التجمد للحيوان في اليومين الرابع والخامس. قم بإجراء تدريب الإخماد مع تحفيز العصب المبهم أو التحفيز الوهمي.

قم بتوصيل الجرذ بالمحفز وضعه في صندوق الإشراط الإجرائي. 150 مللي ثانية. قبل كل نغمة، قم بتحفيز العصب المبهم لمدة 30 ثانية.

قم بإجراء أربعة اقترانات من نغمات التحفيز مع فواصل زمنية تتراوح من ثلاث إلى خمس دقائق. تحقق بشكل دوري من السلامة الكهربائية لغلاف VNS وموقع الإدخال باستخدام راسم الإشارة (oscilloscope) وفقاً للبروتوكول الموصوف. تم تدريب الجرذان على مهمة تكييف الخوف السمعي مع تحفيز العصب المبهم أثناء عملية الإخماد.

لا تُظهر الحيوانات التي تعرضت لعدد محدود من التعرضات غير المعززة للنغمة الشرطية خلال مرحلة الإخماد أي انخفاض في الخوف الشرطي. وفي المقابل، تُظهر الجرذان المعالجة بـ BNS انخفاضاً كبيراً في التجمّد، بشكل مشابه لما لوحظ في الحيوانات التي خضعت لمعالجة وهمية وتلقت تدريباً ممتداً على الإخماد. كما أظهرت الحيوانات المعالجة بـ BNS انخفاضاً في سلوك التجمّد خارج نطاق عرض النغمة الشرطية، مما يشير إلى أن تدريب الإخماد لديها قد تعمم على السياق.

أظهرت المزيد من الاستقصاءات أن دمج تحفيز العصب المبهم (VNS) مع تدريب الإطفاء يغير اللدونة الميتا-بلاستيكية في المسار الواصل بين القشرة تحت الحوفية واللوزة القاعدية الجانبية. وفي الحيوانات المخدرة من مجموعة التحفيز الوهمي التي فشلت في إطفاء استجابة الخوف، أدى تحفيز الاندفاعات المتكررة للقشرة تحت الحوفية إلى إحداث اكتئاب طويل الأمد في المجال الموضعي المستحث في اللوزة القاعدية الجانبية.

وقد عُكس هذا التثبيط التشابكي في الحيوانات التي أظهرت انطفاءً ملحوظاً في استجابة الخوف الشرطية. علاوة على ذلك، أدى تطبيق تحفيز العصب المبهم (VNS) خلال جلسة انطفاء واحدة إلى تعزيز استحثاث التأييد طويل الأمد. بعد مشاهدة هذا الفيديو، سيكون لديك فهم جيد لكيفية استخدام VNS بالتزامن مع التدريب السلوكي.

بمجرد إتقان صنع مكونات VNS، يمكن إجراء الجراحة في غضون ثلاث ساعات تقريبًا إذا نُفذت بشكل صحيح. وأثناء محاولة تنفيذ هذا الإجراء، من المهم تذكر الحفاظ على سلامة التوصيلات الكهربائية.