Estimulación del nervio vago en un modelo de rata para reducir el comportamiento de congelación

Resumen

Fuente: Childs, J. E., et al. Estimulación del nervio vago como herramienta para inducir plasticidad en vías relevantes para el aprendizaje de extinción. J. Vis. Exp. (2015)

Este video demuestra el método de estimulación del nervio vago (VNS) en un modelo de rata para reducir el comportamiento de congelación. Las ratas condicionadas al miedo reciben ENV durante la reexposición al sonido, lo que reduce la congelación y revela su potencial terapéutico.

Protocolo

Todos los procedimientos que involucran modelos animales han sido revisados por el comité de cuidado animal institucional local y la junta de revisión veterinaria JoVE.

1. Condicionamiento auditivo del miedo

NOTA: Este protocolo de condicionamiento del miedo es más intensivo que la mayoría porque el objetivo de estos experimentos es mejorar la extinción. Con un leve condicionamiento del miedo que se extingue fácilmente, un efecto de piso puede oscurecer esta mejora.

1. Alberga animales en un ciclo de luz / oscuridad de 12 horas con acceso ad libitum a comida y agua. Manipule a los animales diariamente durante la recuperación de la cirugía.
2. Configure el aparato de acondicionamiento y prueba, que consiste en una caja operante alojada en una cámara con atenuación de sonido (Figura 1C). La caja operante tiene paredes de plástico transparente, de 20 x 20 x 20 cm, y tiene un piso de rejilla de acero inoxidable, que está conectado a un generador de choque de pie. Use una luz de casa blanca para iluminar la cámara para la grabación de video. Utilice un tono de nivel de presión sonora (SPL) de 9 kHz y 85 dB como estímulo condicionado (CS).
3. Registre el comportamiento con una cámara digital ubicada dentro de la cámara sobre la caja operante. Vea y supervise la sesión en una computadora ubicada fuera de la sala de comportamiento. Guarde videos para su posterior análisis.
4. Limpie las cámaras con etanol al 70% antes y después de cada sesión para eliminar las señales olfativas.
5. Condicione con miedo a las ratas durante 2 días (Figura 2A). Confirme que las ratas no tienen miedo innato al tono presentando 5 tonos (9 kHz, 85 dB, 30 s) el primer día. Asegúrese de que los niveles de congelación sean insignificantes.
   1. Siga las presentaciones iniciales de tonos con 8 emparejamientos tono-footshock (1 s, 0,5 mA) en cada uno de los 2 días consecutivos. Repita los emparejamientos de tono y choque de pies nuevamente el segundo día. Varíe el intervalo entre estímulos (ISI) entre 2 y 4 min, con un promedio de 3 min para cada prueba. Aleatoriza el punto en el que se produce el choque durante el tono.
6. Al tercer día, pruebe la fuerza de la asociación tono / choque. Reproducir 4 tonos con un ISI de 3, 4 o 5 min (promedio de 4 min) en ausencia de choques de pies y registrar el comportamiento de congelación de los animales durante las presentaciones de tonos y durante los intervalos entre estímulos como medidas de la respuesta condicionada al miedo (CFR).
7. El día 4, comience el entrenamiento de extinción con estimulación del nervio vago (ENV) o ENV simulada.
   1. Conecte las ratas al estimulador insertando los conectores macho del estimulador en el sitio de entrada de estimulación. Coloque a los animales en la cámara (Figura 1A, 1C). Ajuste el estimulador a 0,4 mA, ancho de pulso de 500 μs a 30 Hz. Ajuste la estimulación a una duración total de 30,15 s, comenzando 150 ms antes del inicio del tono. Juega a los animales 4 tonos y empareja cada presentación de tono con VNS o VNS falso.
8. Pruebe periódicamente la integridad eléctrica del manguito y el sitio de entrada con un osciloscopio.
   1. Conecte el animal como de costumbre y divida la salida del estimulador al osciloscopio.
   2. Ajuste el rango en el osciloscopio de -20 V a +20 V y ejecute la estimulación. La forma de onda de la estimulación de 30 Hz debe ser visible en el osciloscopio. Las estimulaciones que superan los 10 V de tamaño indican una alta impedancia y un manguito o conexión que funciona incorrectamente en el sitio de entrada de estimulación.
9. Para probar el efecto de VNS en el entrenamiento de extinción, ejecute una segunda prueba de CFR el día 5. Registre el tiempo dedicado a la congelación durante las presentaciones de tonos y compárelo con la congelación de referencia registrada durante la primera prueba CFR.
10. Analice los videos con un observador independiente que sea ciego a las condiciones del tratamiento. Mida el tiempo dedicado a congelarse durante las presentaciones de tonos usando un cronómetro. La congelación se define como una inmovilidad completa, durante la cual la rata exhibe respiración rápida, cabeza baja y patas extendidas. El análisis del comportamiento de congelación se puede dividir en dos fases: durante la presentación del tono y durante el intervalo entre estímulos.

Resultados

Figura 1. Estimulación del nervio vago y configuración experimental. (A) Esquema de la configuración utilizada para VNS. Los animales están conectados a una unidad de aislamiento de estimulación a través de una tapa desde la que 2 cables de platino-iridio...

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo

Nombre	Empresa	Número de catálogo	Comentarios
Betadine	Henry Schein 69066950
Cámara digital - Logitech webcam C210	Logitech	B003LVZO88
Alambre de iridio platino	Medwire	10IR9/49T
Estimulador de pulso aislado modelo 2100	A-M Systems	720000
Sinometer Osciloscopio de un solo canal de 10 MHz	Sinometer	CQ5010C
Extech 407730 40-130-decibel medidor de nivel de sonido digital	Extech Instruments	B000EWY67W
DSCK-C de doble salida, choque codificado	Kinder Scientific Co