迷走神经刺激作为诱导与消退学习相关通路可塑性的工具

本实验的总体目标是通过刺激迷走神经促进条件性恐惧的消退。首先制备用于向迷走神经传递电流的电极，随后将这些电极植入迷走神经中颈部区域周围，并在恢复期后安装头帽。随后，动物接受听觉恐惧条件化训练以及在迷走神经刺激或假刺激条件下的恐惧消退训练。

最后一步是检测条件性恐惧的表达，并评估条件性僵直反应的降低程度。最终，通过迷走神经刺激诱导消退网络中的可塑性，从而增强消退学习。与现有的全身药物治疗等方法相比，该技术的主要优势在于能够精确调控治疗时机，从而实现神经递质在特定网络中的释放，并可与正在进行的行为相匹配。

该方法有助于解答情感学习与记忆领域中的关键问题，特别是肾上腺素和糖皮质激素等应激激素的释放如何影响长期记忆的巩固过程。该技术的应用意义延伸至用于治疗焦虑症和创伤相关障碍的暴露疗法，以及成瘾康复领域。此外，迷走神经刺激还可应用于突触可塑性相关的其他学习模型，例如中风或创伤性脑损伤后的运动学习。

准备时，使用一根针制作钻孔工具，开始将4厘米长的微细尼龙管套在钻床上。然后用针钻钻出四个孔，孔间距为2毫米，形成一个正方形的四个角。孔应整齐，无毛边。

接下来，沿两个孔之间的管壁纵向剪开。现在使用缝合线，构建固定装置，将套管固定在迷走神经的两侧。在距离塑料管约两厘米处将缝合线打结，使管材与缝线形成一个三角形，结扎后每根缝合线应向外延伸约八厘米。

接下来，将绝缘的七股铂铱合金导线剪切成 70 毫米长的段。然后使用珠宝焊接火炬，从导线一端去除约一厘米长的绝缘层。

然后用火焰熔化暴露的铂铱合金部分。采用此技术将七根暴露的铂铱合金丝熔合成一根更坚固的导线，并将导线末端在熔合段的另一端熔成一个小球。在尽量减少绝缘层剥离的情况下，将铂铱合金丝熔成一个小球。

现在用胶带将带螺纹的塑料套管沿水平面固定，切边朝下，拉紧螺纹并使套管充分伸展。使用镊子将导线制备物的暴露端从右下方的孔穿入，并将其拉至套管中央。然后将导线从右上方的孔穿出，并将导线回绕到套管上方。

继续将导线再次穿过右侧上方的孔，然后轻轻一拉，拉紧导线并确保其固定牢固。必须确保位于套管凹槽内的导线部分无绝缘层，而套管底部外侧的导线部分仍保持绝缘，从而使输出的电流仅作用于迷走神经。接下来，从套管内部将导线裸露的一端穿过右下方的孔。

如此形成一个回路，以完全相同的方式将导线放置在套管的左侧末端，但不要将导线固定在套管上。将导线裸露的一端焊接到金针上。让焊料冷却后重新熔化，以确保连接良好。

根据需要添加更多焊料。现在为每个输入位点的迷走神经刺激（VNS）输入位点头帽准备连接器。剥去两段长度为30毫米、线规为26 AWG的铜线末端的绝缘层，剪下一根散装金针的窄端，然后将每对导线与金针分别焊接在一起。

将导线的松散端焊接至连接器的两个通量齿上，从而制备出连接器。在立体定位仪上完成动物手术前准备后，使用手术刀切开颅骨上方的皮肤，暴露人字缝和β位点。

使用钝头镊子从切口处皮下钝性分离，沿左侧耳前向下至左侧颈部建立一条通路，用于放置套管。接着，使用手术刀切开两个小的起始孔，用于固定螺钉。

不要将这些孔直接置于中线上。然后使用镊子和螺丝刀拧入两枚骨螺钉，螺钉下方需留出空间以便丙烯酸树脂填充。接着用丙烯酸树脂填充圆形区域下方及螺钉之间的空隙，注意避免树脂接触周围组织，并在螺钉之间额外添加一些丙烯酸树脂。

接下来，握住植入物，使标记的导线位于未标记导线的头侧。迅速将植入物放置到丙烯酸材料中。注意不要让丙烯酸沾到金针、卡扣区域或输入部位。

静置五分钟使其干燥，并准备在体视显微镜下继续操作。在左侧颈静脉上方、下颌骨与锁骨之间做一小切口。用钝性解剖法扩大切口至肌肉层。

暴露胸骨乳突肌、胸骨舌骨肌和肩胛舌骨肌。沿肌束间的沟槽进行钝性分离，以暴露颈总动脉。颈总动脉所在的鞘内还包含迷走神经。

使用剪刀小心地解剖神经鞘，暴露出约五毫米长的迷走神经。接着，从头部切口处，利用套管上导线对侧的缝线，将套管经皮下隧道拉至颈部切口位置。用玻璃器械轻柔地提起神经，并将套管上的缝线从神经下方穿过。

注意避免摩擦神经。套管的上侧应朝向动物的上方。现在将神经放入套管中央，并将套管固定在头帽上。

将连接袖带的导线与刺激输入位点的针脚相连，以确认袖带位置正确。进行呼吸暂停操作，测试时呼吸应短暂停止，同时心率也应下降。

确认套管位置后，使用丙烯酸树脂将引线固定至刺激输入位点。随后闭合手术部位，并使用Marcaine和局部抗生素对动物进行处理。让动物单独恢复五天，期间不与同伴同笼。

在进行测试之前，在摄像机监控下设置好操作性条件反射箱。在行为训练的第一天，呈现声音刺激5次，每次持续30秒，以证明大鼠对声音本身无先天恐惧反应。在初次声音刺激呈现后，于第一天和第二天对大鼠进行恐惧条件化训练。

播放一个32nd音调，同时随机给予一次持续1秒、0.5毫安的足底电击。每天进行八次音调与电击的配对，每次音调呈现之间间隔3至5分钟。在第三天检测音调与电击之间关联的强度。

以单独的音调刺激四次，每次间隔三到五分钟。在第四天和第五天记录动物的僵直行为。进行伴随迷走神经刺激或假刺激的消退训练。

将大鼠连接至刺激器，并放入操作性条件反射箱中。150 毫秒。每次声音刺激前，对迷走神经进行 30 秒的刺激。

进行四次刺激音配对，每次间隔三到五分钟。使用示波器按照所述方案定期检查迷走神经刺激套管和输入位点的电学完整性。大鼠在消退阶段接受迷走神经刺激，并接受听觉恐惧条件化任务训练。

在消退阶段仅接受少量未强化条件音刺激的动物，其条件性恐惧未见降低。相比之下，接受脑神经刺激（BNS）处理的大鼠表现出显著的僵直行为减少，程度与接受延长消退训练的假手术处理动物相似。此外，BNS处理动物在条件音未呈现期间的僵直行为也有所减少，提示其消退学习已泛化至所处环境背景。

进一步研究表明，将迷走神经刺激（VNS）与消退训练配对可改变腹侧下边缘皮层与基底外侧杏仁核之间通路的突触可塑性。在麻醉动物中，假刺激且未能消除条件性恐惧反应的动物，其腹侧下边缘皮层的簇状刺激诱导了基底外侧杏仁核中诱发出的局部场电位的长时程抑制。

在表现出显著消退条件性恐惧反应的动物中，这种突触抑制作用被逆转。此外，在单次消退训练期间给予迷走神经刺激（VNS）可促进长时程增强的诱导。观看本视频后，您应能充分理解如何将迷走神经刺激与行为训练结合使用。

一旦掌握了VNS组件的制备和手术操作，若操作得当，整个过程可在约三小时内完成。在实施该手术时，重要的是要始终确保电连接的完整性。