La estimulación del nervio vago como una herramienta para inducir plasticidad en vías pertinentes para el Aprendizaje Extinción

El objetivo general de este procedimiento es facilitar la extinción del miedo condicionado mediante la estimulación del nervio vago. Esto se logra primero construyendo electrodos para la aplicación de corriente al nervio vago. Los siguientes pasos consisten en implantar estos electrodos alrededor de la sección cervical media del nervio vago, junto con una cánula craneal; tras un período de recuperación, los animales pasan por un entrenamiento auditivo de condicionamiento y extinción del miedo con estimulación del nervio vago o estimulación simulada.

El último paso consiste en probar la expresión del miedo condicionado y evaluar la reducción de la respuesta de inmovilización condicionada. En última instancia, la estimulación del nervio vago se utiliza para potenciar el aprendizaje de extinción al inducir plasticidad en las redes de extinción. La principal ventaja de esta técnica frente a métodos existentes como el tratamiento sistémico con fármacos es la capacidad de regular con precisión el momento de la intervención para lograr la liberación específica de redes de neurotransmisores que pueden asociarse con la conducta en curso.

Este método puede ayudar a responder preguntas clave en el campo del aprendizaje emocional y la memoria, particularmente cómo la liberación de hormonas del estrés como la epinefrina y los glucocorticoides puede influir en la consolidación de memorias a largo plazo. Las implicaciones de esta técnica se extienden hacia las terapias de exposición utilizadas para tratar trastornos relacionados con la ansiedad y el trauma, así como hacia la rehabilitación de adicciones. Además, la estimulación del nervio vago puede aplicarse a otros modelos de aprendizaje en la plasticidad sináptica, como el aprendizaje motor tras un accidente cerebrovascular o una lesión cerebral traumática.

Como preparación, construya una herramienta de perforación a partir de una aguja para comenzar a colocar un manguito de cuatro centímetros de tubo micro renaine en una base de perforación. Luego, use la aguja como taladro para perforar cuatro orificios, separados dos milímetros entre sí, formando las esquinas de un cuadrado. Los orificios deben quedar limpios y sin bordes ásperos.

A continuación, corte el tubo longitudinalmente entre los orificios. Ahora, utilizando hilo de sutura, construya la sujeción para fijar la cánula al nervio vago en ambos lados. Anude los hilos de sutura aproximadamente a dos centímetros del plástico, de modo que el tubo y el hilo formen un triángulo, y extienda cada extremo de sutura unos ocho centímetros más allá del nudo.

A continuación, corte. Divida el cable de platino meridio de siete hebras aislado en segmentos de 70 milímetros. Ahora, utilizando un soplete de joyería, retire aproximadamente un centímetro de aislamiento de un extremo del cable.

Luego, use la llama para fundir el platino meridio en las zonas expuestas. Utilizando esta técnica, combine los siete filamentos expuestos de alambre de platino meridio en un solo alambre más resistente y funda el extremo del alambre en una bola en el extremo opuesto del segmento de alambre fusionado. Derrita el alambre de platino meridio en una pequeña bola con mínima eliminación del aislamiento.

Ahora sujete con cinta la funda de plástico roscada con un borde cortado a lo largo del plano horizontal, con las roscas tensadas firmemente y la funda completamente extendida. Usando pinzas, pase el extremo expuesto de la preparación de alambre a través del orificio inferior derecho y tírelo hasta el centro de la funda. Luego, empuje el alambre a través del orificio superior derecho y devuélvalo en forma de bucle sobre la funda.

Continúe insertando el alambre nuevamente por el orificio superior derecho y, luego, con un tirón, apriete el alambre y asegúrese de que esté bien sujeto. Es fundamental que el alambre colocado en la ranura de la funda esté desnudo, mientras que el alambre exterior a la funda en el extremo inferior permanezca aislado, de modo que la corriente aplicada solo llegue al nervio vago. A continuación, inserte el extremo descubierto a través del orificio inferior derecho desde el interior de la funda.

Así, al completar un bucle, coloque un alambre en el lado izquierdo de la funda exactamente de la misma manera en el extremo del alambre, sin fijarlo a la funda. Solderar el extremo desnudo del alambre a un pin de oro. Deje que la soldadura se enfríe y luego vuélvala a fundir para asegurar una buena conexión.

Agregue más soldadura según sea necesario. Ahora prepare los conectores para la tapa craneal del sitio de entrada de VNS para cada sitio de entrada. Pelar los extremos de dos segmentos de 30 milímetros de alambre de cobre 26 AWG y corte el extremo estrecho de un pasador de oro suelto, luego suelde cada par de cables a un pasador siguiendo.

Soldar el extremo suelto de los cables a los dos dientes de flujo de un conector. De esta manera se fabrican los conectores. Después de preparar al animal para la cirugía en un marco estereotáxico, utilice un bisturí para incisionar la piel sobre el cráneo y exponer el lambda y el bgma.

Con pinzas romas, realice un túnel subcutáneo desde la incisión hacia el lado izquierdo por delante de la oreja y hasta el lado izquierdo del cuello. Este trayecto será para el manguito. A continuación, con un escalpelo, abra dos pequeños orificios iniciales para los tornillos de anclaje.

No coloque estos orificios directamente sobre la línea media. Luego, con pinzas y un destornillador, inserte dos tornillos óseos dejando espacio para que el acrílico rellene por debajo de los tornillos. A continuación, rellene el espacio debajo de uno redondo y entre los tornillos con acrílico, manteniendo el acrílico alejado de los tejidos circundantes y aplicando acrílico adicional entre los tornillos.

A continuación, sujete el implante de modo que el cable marcado quede craneal respecto al cable sin marcar. E introduzca rápidamente el implante en el acrílico. No permita que el acrílico entre en contacto con los pasadores de oro, el área del broche ni el sitio de entrada.

Deje secar esto durante cinco minutos y prepárese para continuar trabajando bajo un estereoscopio. Haga una pequeña incisión sobre la vena yugular izquierda directamente entre el hueso maxilar y la clavícula. Agrandar la incisión mediante una disección romo hasta llegar a los músculos.

Exponga el músculo esternocleidomastoideo, el hioides esternal y el omohioideo. Continúe realizando una disección roma a lo largo de los surcos entre los músculos para localizar la arteria carótida. La vaina que contiene la carótida también contiene el nervio vago.

Con tijeras, disecar cuidadosamente la vaina para exponer un segmento de cinco milímetros del nervio vago. A continuación, desde la incisión en la cabeza, utilizar los hilos en el lado del manguito opuesto a los electrodos para pasar el manguito a través del túnel subcutáneo y hacia el sitio de la incisión en el cuello. Levantar suavemente el nervio con herramientas de vidrio e introducir los hilos del manguito por debajo del nervio.

Tenga cuidado para evitar frotar contra el nervio. El lado superior de la funda debe quedar orientado hacia el lado superior del animal. Ahora coloque el nervio en el centro de la funda y cierre la funda sobre la tapa del cabezal.

Conecte los pines conectados al manguito a los pines en el sitio de entrada de estimulación para confirmar que el manguito esté correctamente posicionado. Realice una interrupción de la respiración. La prueba debe mostrar una detención breve de la respiración y la frecuencia cardíaca también debe disminuir.

Después de confirmar la posición del manguito, asegure los pines al sitio de entrada de estimulación con acrílico. Luego cierre el sitio quirúrgico y trate al animal con Marcaine y antibióticos tópicos. Deje que el animal se recupere durante cinco días sin compañeros de jaula.

Antes de realizar las pruebas, prepare la caja de condicionamiento operante bajo vigilancia de videocámara. En el primer día de entrenamiento conductual, presente el tono cinco veces durante 30 segundos para demostrar que no existe un miedo innato al tono. Después de la presentación inicial del tono, condicione el miedo en las ratas el día uno y el día dos.

Reproduzca un tono de 32.ª nota junto con una descarga eléctrica aleatoria de un segundo y 0,5 miliamperios en la pata. Administre ocho pareamientos de tono y descarga cada día, con intervalos de tres a cinco minutos entre cada presentación del tono. En el tercer día, evalúe la intensidad de la asociación entre el tono y la descarga.

Aplicar el tono una vez sola, con intervalos de tres a cinco minutos. Registre el comportamiento de inmovilización del animal el cuarto y quinto día. Realice el entrenamiento de extinción con estimulación del nervio vago o estimulación simulada.

Conecte la rata al estimulador y colóquela en la caja de condicionamiento operante. 150 milisegundos. Antes de cada tono, estimule el nervio vago durante 30 segundos.

Realice cuatro asociaciones de tonos de estimulación con intervalos de tres a cinco minutos. Verifique periódicamente la integridad eléctrica del manguito de ENS y del sitio de entrada mediante un osciloscopio, siguiendo el protocolo descrito. Las ratas fueron entrenadas en una tarea de condicionamiento auditivo del miedo con estimulación del nervio vago durante la extinción.

Los animales que recibieron un número limitado de exposiciones no reforzadas al tono condicionado durante la fase de extinción no muestran una reducción en el miedo condicionado. En contraste, las ratas tratadas con BNS demostraron una gran reducción en la inmovilización, similar a la observada en animales tratados con falso procedimiento que recibieron entrenamiento extensivo de extinción. Los animales tratados con BNS también mostraron una conducta reducida de inmovilización fuera del período de presentación del tono condicionado, lo que sugiere que su entrenamiento de extinción se generalizó al contexto.

Una investigación adicional mostró que la combinación de la estimulación del nervio vago (VNS) con el entrenamiento de extinción altera la metaplasticidad en la vía entre la corteza infra-límbica y la amígdala basal lateral. En animales anestesiados y en animales control sometidos a estimulación simulada que no lograron extinguir la condición, la estimulación en ráfaga del reflejo de miedo en la corteza infra-límbica indujo una depresión a largo plazo del campo local evocado en la amígdala basal lateral.

Esta depresión sináptica se revirtió en animales que mostraron una extinción significativa de la respuesta condicionada de miedo. Además, la administración de la estimulación del nervio vago (VNS) durante una sola sesión de extinción promovió la inducción de la potenciación a largo plazo. Después de ver este video, debería tener una buena comprensión de cómo utilizar la VNS junto con el entrenamiento conductual.

Una vez dominada la elaboración de los componentes del VNS, la cirugía puede realizarse en aproximadamente tres horas si se realiza correctamente. Al intentar este procedimiento, es importante recordar mantener intactas las conexiones eléctricas.