Vagusnervstimulation im Rattenmodell zur Reduzierung des Einfrierverhaltens

Zusammenfassung

Quelle: Childs, J. E., et al. Vagusnervstimulation als Werkzeug zur Induktion von Plastizität in Bahnen, die für das Extinktionslernen relevant sind. J. Vis. Exp. (2015)

Dieses Video zeigt die Methode der Vagusnervstimulation (VNS) in einem Rattenmodell, um das Einfrierverhalten zu reduzieren. Angstkonditionierte Ratten erhalten VNS während der erneuten Schallexposition, was zu einem verringerten Einfrieren führt und sein therapeutisches Potenzial offenbart.

Protokoll

Alle Verfahren, an denen Tiermodelle beteiligt sind, wurden vom örtlichen institutionellen Tierpflegeausschuss und dem Tierprüfungsausschuss von JoVE überprüft.

1. Konditionierung der auditiven Angst

HINWEIS: Dieses Protokoll der Angstkonditionierung ist intensiver als die meisten anderen, da das Ziel dieser Experimente darin besteht, die Auslöschung zu verbessern. Mit einer milden Angstkonditionierung, die leicht gelöscht werden kann, kann ein Bodeneffekt diese Verbesserung verschleiern.

1. Beherbergung von Tieren in einem 12-stündigen Hell-Dunkel-Zyklus mit ad libitum Zugang zu Futter und Wasser. Behandeln Sie die Tiere täglich während der Genesung von der Operation.
2. Aufbau der Konditionierungs- und Prüfvorrichtung, bestehend aus einer operanten Box, die in einer schallgedämpften Kammer untergebracht ist (Abbildung 1C). Die operante Box hat durchsichtige Kunststoffwände, 20 x 20 x 20 cm, und verfügt über einen Gitterboden aus Edelstahl, der mit einem Fußschockgenerator verbunden ist. Verwenden Sie ein weißes Hauslicht, um die Kammer für Videoaufnahmen zu beleuchten. Verwenden Sie einen Schalldruckpegel (SPL) von 9 kHz und 85 dB als konditionierten Stimulus (CS).
3. Zeichnen Sie das Verhalten mit einer Digitalkamera auf, die sich in der Kammer über der operanten Box befindet. Zeigen Sie die Sitzung auf einem Computer an, der sich außerhalb des Verhaltensraums befindet. Speichern Sie Videos für eine spätere Analyse.
4. Wischen Sie die Kammern vor und nach jeder Sitzung mit 70 % Ethanol ab, um Geruchsreize zu beseitigen.
5. Konditionieren Sie die Ratten 2 Tage lang mit Angst (Abbildung 2A). Bestätigen Sie, dass die Ratten keine angeborene Angst vor dem Ton haben, indem Sie am ersten Tag 5 Töne (9 kHz, 85 dB, 30 s) präsentieren. Stellen Sie sicher, dass die Gefrierwerte vernachlässigbar sind.
   1. Verfolgen Sie die anfänglichen Tonpräsentationen mit 8 Ton-Fußschock-Paarungen (1 s, 0,5 mA) an jedem der 2 aufeinanderfolgenden Tage. Wiederholen Sie die Ton-Fuß-Schock-Paarungen am zweiten Tag erneut. Variieren Sie das Inter-Stimulus-Intervall (ISI) zwischen 2 und 4 Minuten, durchschnittlich 3 Minuten für jeden Versuch. Randomisieren Sie den Punkt, an dem der Schock während des Tons auftritt.
6. Testen Sie am dritten Tag die Stärke der Ton-/Schock-Assoziation. Spielen Sie 4 Töne mit einem ISI von 3, 4 oder 5 min (4 min Durchschnitt) ohne Fußschocks ab und zeichnen Sie das Erstarrungsverhalten der Tiere während der Tonpräsentationen und während der Inter-Stimulus-Intervalle als Maß für die konditionierte Angstreaktion (CFR) auf.
7. Beginnen Sie an Tag 4 mit dem Extinktionstraining mit Vagusnervstimulation (VNS) oder Schein-VNS.
   1. Stecken Sie die Ratten in den Stimulator, indem Sie die männlichen Stecker vom Stimulator in die Stimulationseingangsstelle stecken. Setzen Sie die Tiere in die Kammer (Abbildung 1A, 1C). Stellen Sie den Stimulator auf 0,4 mA, 500 μs Pulsbreite bei 30 Hz ein. Stellen Sie die Stimulation auf eine Gesamtdauer von 30,15 s ein, beginnend 150 ms vor dem Einsetzen des Tons. Spielen Sie Tiere mit 4 Tönen und koppeln Sie jede Tondarstellung mit VNS oder Schein-VNS.
8. Testen Sie regelmäßig die elektrische Integrität der Manschette und der Eingabestelle mit einem Oszilloskop.
   Schließen Sie
   1. das Tier wie gewohnt an und teilen Sie den Ausgang vom Stimulator zum Oszilloskop auf.
   2. Stellen Sie den Bereich am Oszilloskop auf -20 V bis +20 V ein und führen Sie die Stimulation durch. Die Wellenform der 30-Hz-Stimulation sollte auf dem Oszilloskop sichtbar sein. Stimulationen mit einer Größe von mehr als 10 V deuten auf eine hohe Impedanz und eine nicht ordnungsgemäß funktionierende Manschette oder Verbindung an der Stimulationseingangsstelle hin.
9. Um die Wirkung von VNS auf das Extinktionstraining zu testen, führen Sie an Tag 5 einen zweiten CFR-Test durch. Zeichnen Sie die Zeit auf, die während der Tonpräsentation für das Einfrieren aufgewendet wurde, und vergleichen Sie sie mit dem Baseline-Einfrieren, das während des ersten CFR-Tests aufgezeichnet wurde.
10. Analysieren Sie die Videos mit einem unabhängigen Beobachter, der für die Behandlungsbedingungen blind ist. Messen Sie die Zeit, die während der Tonpräsentation mit einer Stoppuhr verbracht wird. Einfrieren ist definiert als völlige Immobilität, bei der die Ratte schnell atmet, den Kopf gesenkt und die Pfoten gespreizt hat. Die Analyse des Einfrierverhaltens kann in zwei Phasen unterteilt werden: während der Tonpräsentation und während des Inter-Stimulus-Intervalls.

Ergebnisse

Abbildung 1. Vagusnervstimulation und Versuchsanordnung. (A) Schematische Darstellung des für VNS verwendeten Setups. Die Tiere sind über eine Kopfkappe mit einer Stimulationsisolationseinheit verbunden, von der aus 2 Platin-Iridium-Drähte subkutan zu der...

Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien

Name	Unternehmen	Katalognummer	Kommentare
Betadine	Henry Schein	69066950
Digitalkamera - Logitech Webcam C210	Logitech	B003LVZO88
Platin-Iridiumdraht	Medwire	10IR9/49T
Isolierter Impulsstimulator Modell 2100	A-M Systems	720000
Sinometer 10 MHz Einkanal-Oszilloskop	Sinometer	CQ5010C
Extech 407730 Digitaler Schallpegelmesser mit 40-130 Dezibel	Extech Instruments	B000EWY67W
DSCK-C mit zwei Ausgängen, verschlüsselter Schocker	Kinder Scientific Co

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