Name: La estimulación del nervio vago como una herramienta para inducir plasticidad en vías pertinentes para el Aprendizaje Extinción (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-08-21T14:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 2 s
Description: Aprende a utilizar la estimulación del nervio vago para facilitar la extinción del miedo condicionado en modelos animales. Este método induce plasticidad sináptica en redes de extinción cerebral con precisión temporal superior a los tratamientos farmacológicos sistémicos.

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Esta investigación fue apoyada por el Instituto Nacional de Salud Mental MH 086960-01A1 (Christa K. McIntyre).

Los autores no tienen intereses contrapuestos ni conflictos.

Presentamos aquí un protocolo que se utiliza para facilitar la extinción del miedo condicionado durante una sola sesión de la exposición a las señales condicionado 19 y para modular la plasticidad en la vía entre la corteza infralimbic y la amígdala basolateral que pueden mediar la extinción de aprendizaje 20. Un paso crucial para el éxito de este protocolo es la correcta entrega de VNS durante el entrenamiento de extinción. Por lo tanto, la atención especial se debe dar a la construcción de los el...

Clásica miedo acondicionado proporciona un modelo animal ampliamente utilizado para estudiar las bases biológicas de los trastornos de ansiedad. Durante el condicionamiento del miedo, un estímulo aversivo (el estímulo no condicionado, Estados Unidos, por ejemplo, una descarga en las patas) se presenta en conjunción con un estímulo neutro, tal como un tono y / o un contexto (el estímulo condicionado; CS). Durante el condicionamiento del miedo, se forman asociaciones entre el CS y los EE.UU.. Finalmente, la presentación de la CS solo provoca una respuesta de miedo (la respuesta condicionada; CR). En el miedo extinción, el CS se presenta repetidamente en ausencia de los EE.UU., haciendo que el CR para disminuir gradualmente 1. Por lo tanto, la extinción del miedo condicionado es un proceso activo en el que se atenúan las respuestas de comportamiento de miedo a los estímulos neutros cuando ya no predicen resultados aversivos. La extinción de las respuestas condicionadas requiere consolidación de nuevos recuerdos que compiten con las asociaciones aprendidas. Una característica distintiva de los trastornos de ansiedad es impaextinción ired 2-4. Por lo tanto, la extinción del miedo condicionado en modelos animales sirve como un paradigma importante tanto para el aprendizaje inhibitorio y como un modelo de terapia de comportamiento para los trastornos de ansiedad humanos 5,6. Debido a que existe una estrecha correspondencia entre el miedo y la ansiedad humana, se cree que estos estudios pueden dar una idea de la naturaleza biológica de los trastornos relacionados con la ansiedad, como el trastorno de estrés post-traumático y ayudarán a desarrollar estrategias para tratarlas. Un objetivo importante de la investigación preclínica es para ayudar a la extinción de aprendizaje e inducir plasticidad específica en los circuitos de extinción para consolidar el aprendizaje extinción. Estimulación del nervio vago (VNS) es un enfoque neuroprosthetic mínimamente invasiva que podría utilizarse para proporcionar modulación temporal y específica de circuito apretado de las áreas del cerebro y las sinapsis que participan en una tarea en curso. Una serie de estudios recientes del grupo de Michael Kilgard en la Universidad de Texas en Dallas tienense muestra que el apareamiento VNS con estímulos sensoriales o motoras discretas (por ejemplo, un tono o un tirón de la palanca) es altamente eficaz en la promoción de plasticidad cortical para tratar el tinnitus 7, o para superar los déficits motores después del accidente cerebrovascular 8-10. Además, no contingente VNS que ocurre dentro de una corta ventana de tiempo después de aprender promueve igualmente la plasticidad cortical y mejora la consolidación de la memoria en ratas y en humanos 11-13. Teniendo en cuenta el papel del nervio vago en la vía parasimpático, no es sorprendente que podría participar en la modulación de las memorias y la plasticidad sináptica. Eventos emocionales altamente tienden a producir recuerdos más fuertes que los recuerdos no emocionales. Esto es probablemente debido a la influencia de las hormonas del estrés en la consolidación de la memoria. Post-entrenamiento la administración de la hormona del estrés adrenalina aumenta consolidación de la memoria en los animales humanos y no humanos, pero la adrenalina no cruza la barrera sangre-cerebro-barrera 14, 15 </sup&gt;. Por lo tanto, la liberación de adrenalina inducida por el estrés debe afectar el cerebro indirectamente para mejorar la consolidación de la memoria. Una fuerte evidencia sugiere que el nervio vago puede ser el vínculo entre circulante adrenalina y el cerebro. Miyashita y Williams 16 encontraron que la administración sistémica de adrenalina aumentó de tiro del nervio vago, y el aumento de los niveles de norepinefrina en la amígdala 17. La administración sistémica de adrenalina no mejora la consolidación de la memoria cuando los receptores β-adrenérgicos están bloqueados en la amígdala 18 lo que sugiere que el nervio vago juega un papel en la vía que convierte experiencias excitantes emocionalmente en recuerdos a largo plazo. Por lo tanto, la vinculación VNS con el entrenamiento tiene el potencial para mejorar los cambios cerebrales que apoyan la consolidación de la memoria y la exposición a las señales condicionadas en ausencia de refuerzo aumenta la consolidación del aprendizaje de la extinción en ratas 19,20. Aquí se describe el uso de un VNSsa herramienta para promover la plasticidad cortical y facilitar la extinción de una respuesta de miedo condicionado.

<table><tbody><tr><td>Alcohol</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Atropina</td><td>Fisher</td><td>A0132-5G</td><td></td></tr><tr><td>Betadine</td><td>Henry Schein</td><td>69066950</td><td></td></tr><tr><td>Peróxido de hidrógeno&nbsp;</td><td>CVS</td><td>209478</td><td></td></tr><tr><td>ketamina</td><td>Henry Schein &nbsp;</td><td>1129300</td><td></td></tr><tr><td>Marcaine</td><td>Henry Schein</td><td>6312615</td><td></td></tr><tr><td>Aceite Mineral</td><td>CVS</td><td>152355</td><td></td></tr><tr><td>Neosporin</td><td>CVS 629451</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Oxygen</td><td>Home Depot</td><td>304179</td><td></td></tr><tr><td>Pennicillin</td><td>Fisher</td><td>PENNA-10MU</td><td></td></tr><tr><td>Propano</td><td>Home Depot</td><td>304182</td><td></td></tr><tr><td>Xilacina</td><td>Henry Schein</td><td>4019308</td><td></td></tr><tr><td>Herramientas</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Joyería Antorcha Smith</td><td>Equipo</td><td>23-1001D</td><td></td></tr><tr><td>Aguja de coser</td><td>Walgreens</td><td>441831</td><td></td></tr><tr><td>#5 Pinzas (2)</td><td>Fine Science Tools</td><td>11254-20</td><td></td></tr><tr><td>Soldador</td><td>Home Depot&nbsp;</td><td></td><td></td>203525863</tr><tr><td>AmScope SM-4TX-144A 3.5X-45X Microscopio estereoscópico de brazo de placa de circuito + 144 LED</td><td>AmScope</td><td>SM-4TX-144A</td><td></td></tr><tr><td>Helping Hands</td><td>A-M Systems&nbsp;</td><td>726200</td><td></td></tr><tr><td>Portacuchillas de bisturí</td><td>Herramientas de ciencia fina</td><td>10003-12</td><td></td></tr><tr><td>Lima de metal</td><td>Home Depot</td><td>6601</td><td></td></tr><tr><td>Regla</td><td>Home Deopt</td><td>202035324</td><td></td></tr><tr><td>Hemostáticos curvos&nbsp;</td><td>Herramientas de ciencia fina</td><td>130009-12</td><td></td></tr><tr><td>Tijeras finas</td><td>Herramientas de ciencia fina</td><td>14058-09</td><td></td></tr><tr><td>Espátula</td><td>Herramientas de</td><td></td><td></td>ciencia fina</tr><tr><td>Destornillador pequeño</td><td>Home Depot</td><td>646507</td><td></td></tr><tr><td>sistema de retracción de fijador magnético</td><td>Herramientas de ciencia fina</td><td>18200-04, 18200-01, 18200-05</td><td></td></tr><tr><td>Almohadilla térmica</td><td>Walgreens</td><td>30294</td><td></td></tr><tr><td>Maquinillas</td><td>Walgreens</td><td>277966</td><td></td></tr><tr><td>Sharpie</td><td>Grapas</td><td>125328</td><td></td></tr><tr><td>Pinzas de anillo</td><td>Fine Science Tools</td><td>11103-09</td><td></td></tr><tr><td>Herramientas de vidrio de micropipeta personalizadas (forma de J y rectas) - Vidrio de borosilicato</td><td>Instrumento Sutter</td><td>B150-110-10</td><td></td></tr><tr><td>Pinzas Adson</td><td>Herramientas de Ciencias Finas 11006-12</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Manguitos</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Tubo</td><td>Braintree Scientific Inc</td><td>MRE-065</td><td></td></tr><tr><td>Alambre de Platino e Iridio Medwire</td><td></td><td>10IR9/49T Pasadores</td><td></td></tr><tr><td>de Oro</td><td>Mill-Max</td><td>1001-0-15-15-30-27-04-0</td><td></td></tr><tr><td>Hilo de sutura</td><td>Henry Schein</td><td>100-5797</td><td></td></tr><tr><td>Agujas de 22 G</td><td>Fisher&nbsp;</td><td>14-815-525</td><td></td></tr><tr><td>Cinta de papel</td><td>Fisher&nbsp;</td><td>03-411-602</td><td></td></tr><tr><td>Solder</td><td>Home Depot</td><td>327793</td><td></td></tr><tr><td>Flux&nbsp;</td><td>Home Depot</td><td>300142</td><td></td></tr><tr><td>Hoja de bisturí, 10 o 15</td><td>Stoelting</td><td>52173-10</td><td></td></tr><tr><td>Silastic Laboratory Tubing .51 mm ID x .94 mm OD</td><td>Fisher&nbsp;</td><td>508-002</td><td></td></tr> Piezas <tr><td>de conector de tapas de</td><td></td><td></td><td></td>cabeza</tr><tr><td>(macho)</td><td>Omnetics Connector Corporation</td><td>A25001-004</td><td></td></tr><tr><td>Piezas de tapa de cabeza (hembra)</td><td>Omnetics Connector Corporation</td><td>A24001-004</td><td></td></tr><tr><td>Teets Dental Acrílico, líquido y polvo</td> Sistemas <td>A-M</td><td>525000, 526000</td><td></td></tr><tr><td>Grapas de</td> <td>alambre de cobre sólido de</td> <td>calibre 261016882 &nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>Tornillos óseos</td> para cirugía <td></td><td></td> Stoelting+CB33:C61 51457 <td></td></tr><tr><td>Hojas de bisturí, 10 o 15</td><td>Stoelting</td><td>52173-10</td><td></td></tr><tr><td>jeringas de 1 ml</td><td>Fisher</td><td>14-826-261</td><td></td></tr><tr><td></td> 22 G Agujas Fisher&nbsp;<td></td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td>14-815-525</td><td></td></tr><tr><td>Agujas de 27 G</td><td>Fisher</td><td>14-826-48</td><td></td></tr><tr><td>Gasa de 2" x 2"</td><td>Fisher</td><td>22-362-178</td><td></td></tr><tr><td>Hisopos</td><td>Fisher</td><td>19-120-472</td><td></td></tr><tr><td>Almohadillas para cachorros</td><td>PetCo</td><td>1310747</td><td></td></tr><tr><td>Kim Toallitas</td><td>Fisher</td><td>06-666-A</td><td></td></tr><tr><td>Cámara y entorno conductual&nbsp;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Gabinete de base frontal de metal Husky (30WX19DX34H)</td><td>Home Depot</td><td>100607961</td><td></td></tr><tr><td>Barrera silenciosa&tímida; Material de insonorización HD (lámina) (PSA)</td><td>soundproofcow.com</td><td>10203041</td><td></td></tr><tr><td>panel de espuma acústica contorneado</td><td>soundproofcow.com</td><td>estimulador de</td> impulsos aislado 10432400 <td></td></tr><tr><td>modelo 2100</td><td>A-M Systems</td><td>720000</td><td></td></tr><tr><td>Cámara digital - Logitech Webcam C210</td><td>Logitech</td><td>B003LVZO88</td><td></td></tr><tr><td>MatLab</td><td>Mathworks.com</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Sinometer 10 MHz Osciloscopio de un solo canal</td><td>Sinómetro</td><td>CQ5010C</td><td></td></tr><tr><td>OxyLED T-01 DIY Stick-on Anywhere 4-LED Touch Tap Light</td><td>OXYLED</td><td>B00GD8OKY0</td><td></td></tr><tr><td>5k ohm potenciomter</td><td>Alpha Electronics</td><td>B00CTWDHIO</td><td></td></tr><tr><td>Extech 407730 Sonómetro digital de 40 a 130 decibelios</td><td>Extech Instruments</td><td>B000EWY67W</td><td></td></tr><tr><td>DSCK-C de doble salida, codificado shocker</td><td>Kinder Scientific Co</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

la estimulación del nervio vago como una herramienta para inducir plasticidad en vías pertinentes para el aprendizaje extinción

Vagus Nerve Stimulation as a Tool to Induce Plasticity in Pathways Relevant for Extinction Learning

Extinción describe el proceso de atenuar las respuestas conductuales a estímulos neutros cuando ya no proporcionan el refuerzo que ha estado manteniendo la conducta. Existe una estrecha correspondencia entre el miedo y la ansiedad humana y, por lo tanto, los estudios sobre el aprendizaje de la extinción podrían proporcionar información sobre la naturaleza biológica de los trastornos relacionados con la ansiedad, como el trastorno de estrés postraumático, y podrían ayudar a desarrollar estrategias para tratarlos. La investigación preclínica tiene como objetivo ayudar al aprendizaje de la extinción e inducir la plasticidad específica en los circuitos de extinción para consolidar la memoria recién formada. La estimulación del nervio vago (ENV) es un enfoque poderoso que proporciona una liberación temporal y específica del circuito de neurotransmisores, lo que resulta en la modulación de las redes neuronales involucradas en una tarea en curso. La VNS mejora la consolidación de la memoria tanto en ratas como en humanos, y el emparejamiento con la exposición a señales condicionadas mejora la consolidación del aprendizaje de la extinción en ratas. Aquí, proporcionamos un protocolo detallado para la preparación de piezas a medida y los procedimientos quirúrgicos necesarios para VNS en ratas. Usando este protocolo mostramos cómo VNS puede facilitar la extinción de las respuestas de miedo condicionadas en una tarea de condicionamiento auditivo del miedo. Además, aportamos evidencias de que la ENV modula la plasticidad sináptica en la vía entre la corteza prefrontal medial infralímbica (IL) y el complejo basolateral de la amígdala (BLA), que está implicado en la expresión y modulación de la memoria de extinción.

Esta sección ilustra ejemplos de los resultados que se pueden obtener mediante el uso de VNS en combinación con aprendizaje de la extinción para reducir la expresión de la respuesta de miedo condicionado en ratas. Para los días 1 y 2 (auditivo miedo acondicionado), las ratas fueron entrenadas en una tarea auditiva condicionamiento del miedo en el que estímulo eléctrico plantar se emparejaron con un tono. En el Día 3 (Test Tratamiento Pre), los tonos se presentaron en ausencia de estímulo eléctrico plantar para medir los...

La estimulación del nervio vago (VNS) se ha convertido en una herramienta para inducir plasticidad sináptica específica en el cerebro anterior para modificar una serie de comportamientos. Este protocolo describe cómo implementar VNS para facilitar la consolidación de la memoria miedo extinción.

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

Extinction describes the process of attenuating behavioral responses to neutral stimuli when they no longer provide the reinforcement that has been ...

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

vagus-nerve-stimulation-as-tool-to-induce-plasticity-pathways

Research

Investigación

JoVE Journal

Behavior

Comportamiento

Fuente: Sanchez, C. A., et al. Preparación de electrodos de estimulación nerviosa periférica para implantación crónica en ratas. J. Vis. Exp. (2020).Este video muestra la estimulación del nervio vago en una rata despierta. Una rata con un electrodo de manguito nervioso periférico crónico implantado y entrenada en una tarea de prensa de palanca está conectada a un generador de estímulos a través de una tapa de cabeza implantada. El nervio vago se estimula inmediatamente después de cada pulsación...

Estimulación del nervio vago a través de electrodos del manguito del nervio periférico implantados crónicamente en ratas

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.

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

Fuente: Moeller, S., et al., Estimulación del nervio vago como herramienta de neuroestimulación complementaria en la depresión resistente al tratamiento. J. Vis. Exp. (2019)Este video muestra un protocolo clínico para la estimulación del nervio vago (VNS) como una terapia de neuroestimulación complementaria para la depresión resistente al tratamiento (TRD).

Terapia de estimulación del nervio vago para controlar la depresión resistente al tratamiento

Este protocolo describe cómo silenciar temporal y remotamente la actividad neuronal en regiones discretas del cerebro mientras las ratas realizan tareas de aprendizaje y memoria. El enfoque combina la farmacogenética (Designer-Receptors-Exclusively-Activated-by-Designer-Drugs) con un paradigma conductual (precondicionamiento sensorial) que está diseñado para distinguir entre los diferentes componentes del aprendizaje.

Un método para Remotamente silenciamiento actividad neural en roedores Durante fases discretas de aprendizaje

enfoques Optogenética son ampliamente utilizados para manipular la actividad neuronal y evaluar las consecuencias para la función cerebral. Aquí, una técnica que se describe después de la expresión in vivo del activador óptico canalrodopsina, permite el análisis ex vivo de las propiedades sinápticas de largo alcance específico y conexiones neuronales locales en los circuitos relacionados con el miedo.

Ex Vivo Optogenética Disección de circuitos del miedo en rodajas de cerebro

La estimulación del nervio vago ha demostrado tener una gran eficacia para disminuir la inflamación periférica. Aquí, presentamos un protocolo modificado de estimulación del nervio vago que permite exámenes adicionales de los mecanismos antiinflamatorios colinérgicos en respuestas inflamatorias limitadas.

El aumento del tiempo de recuperación y la disminución de la administración de LPS para estudiar la estimulación del nervio vago mecanismos en las respuestas inflamatorias Limited

Estimulación del nervio vago (ENV) ha demostrado ser eficaz como un tratamiento adjunto para la depresión tratamiento-resistente (TRD). VNS conduce a efectos antidepresivos y antisuicidal y mejoras de la calidad de vida. Este protocolo ofrece un paso a paso guía para la gestión y ajuste de un estimulador del nervio vago para el tratamiento eficiente de TRD.

Estimulación del nervio vago como instrumento complementario de neuroestimulación en la depresión tratamiento-resistente

Se describe una descripción metodológica de la técnica, objetivos potenciales y administración adecuada de estimulación transcutánea del nervio del nervio vago auricular (taVNS) en el oído humano.

Laboratorio administración de Auricular del nervio vago estimulación transcutánea (taVNS): técnica, orientación y consideraciones

Los enfoques existentes para la construcción de electrodos nerviosos periféricos crónicamente implantables para su uso en roedores pequeños a menudo requieren equipo especializado y/o personal altamente capacitado. En este protocolo demostramos un enfoque simple y de bajo costo para fabricar electrodos de manguito implantables crónicamente, y demostramos su eficacia para la estimulación nerviosa de vagon (VNS) en ratas.

Preparación de electrodos de estimulación nerviosa periférica para la implantación crónica en ratas

Los métodos descritos aquí describen un procedimiento utilizado para revertir optogenéticamente la plasticidad inducida por la cocaína en un circuito conductualmente relevante en ratas. La estimulación óptica sostenida de baja frecuencia de las sinapsis tálamo-amígdala induce depresión a largo plazo (LTD). La LTD inducida optogenéticamente in vivo en ratas experimentadas con cocaína resultó en la posterior atenuación de la búsqueda de drogas motivada por señales.

Uso de la optogenética para revertir la neuroplasticidad e inhibir la búsqueda de cocaína en ratas

El presente protocolo describe la técnica quirúrgica para implantar una guía de electrodos en el nervio vago abdominal en ratas, junto con métodos para pruebas de electrofisiología crónica y estimulación con el dispositivo implantado.

Cirugía de implantación para estudios de estimulación y registro del nervio vago abdominal en ratas despiertas

Aprende a utilizar la estimulación del nervio vago para facilitar la extinción del miedo condicionado en modelos animales. Este método induce plasticidad sináptica en redes de extinción cerebral con precisión temporal superior a los tratamientos farmacológicos sistémicos.

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

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