Stimulation du nerf vague dans un modèle de rat pour réduire le comportement de congélation

Résumé

Source : Childs, J. E., et al. La stimulation du nerf vague comme outil pour induire la plasticité dans les voies pertinentes pour l’apprentissage de l’extinction. J. Vis. Exp. (2015)

Cette vidéo montre la méthode de stimulation du nerf vague (VNS) dans un modèle de rat pour réduire le comportement de congélation. Les rats conditionnés par la peur reçoivent du VNS lors de la réexposition au son, ce qui réduit la congélation et révèle son potentiel thérapeutique.

Protocole

Toutes les procédures impliquant des modèles animaux ont été examinées par le comité institutionnel local de protection des animaux et le comité d’examen vétérinaire JoVE.

1. Conditionnement de la peur auditive

REMARQUE : Ce protocole de conditionnement de la peur est plus intensif que la plupart des autres car le but de ces expériences est d’améliorer l’extinction. Avec un léger conditionnement de la peur qui s’éteint facilement, un effet de sol peut masquer cette amélioration.

1. Hébergez les animaux selon un cycle lumière/obscurité de 12 heures avec accès à volonté à la nourriture et à l’eau. Manipulez les animaux quotidiennement pendant la convalescence après une intervention chirurgicale.
2. Mettre en place l’appareil de conditionnement et d’essai, constitué d’une boîte opérante logée dans une chambre insonorisée (Figure 1C). La boîte opérante a des parois en plastique transparent, 20 x 20 x 20 cm, et dispose d’un sol en grille en acier inoxydable, qui est relié à un générateur de chocs au pied. Utilisez une lumière de maison blanche pour éclairer la chambre pour l’enregistrement vidéo. Utilisez une tonalité de niveau de pression acoustique (SPL) de 9 kHz, 85 dB comme stimulus conditionné (CS).
3. Enregistrez le comportement à l’aide d’une caméra numérique située à l’intérieur de la chambre au-dessus de la boîte opérante. Affichez et surveillez la session sur un ordinateur situé à l’extérieur de la salle de comportement. Enregistrez des vidéos pour une analyse ultérieure.
4. Essuyez les chambres avec de l’éthanol à 70 % avant et après chaque séance pour éliminer les signaux olfactifs.
5. Fear-conditionnez les rats pendant 2 jours (Figure 2A). Confirmez que les rats n’ont pas peur de la tonalité de manière innée en présentant 5 tonalités (9 kHz, 85 dB, 30 s) le premier jour. Assurez-vous que les niveaux de congélation sont négligeables.
   1. Suivez les présentations initiales des tons avec 8 appariements tone-footshock (1 s, 0.5 mA) sur chacun des 2 jours consécutifs. Répétez à nouveau les appariements ton-pied-choc le deuxième jour. Variez l’intervalle entre les stimuli (ISI) entre 2 et 4 min, en moyenne 3 min pour chaque essai. Randomisez le moment où le choc se produit pendant la tonalité.
6. Le troisième jour, testez la force de l’association ton/choc. Jouez 4 tonalités avec un ISI de 3, 4 ou 5 min (moyenne de 4 min) en l’absence de chocs au pied et enregistrez le comportement de congélation des animaux pendant les présentations de tons et pendant les intervalles entre les stimulus comme mesures de la réponse de peur conditionnée (CFR).
7. Le jour 4, commencez l’entraînement à l’extinction avec la stimulation du nerf vague (VNS) ou VNS simulé.
   1. Branchez les rats dans le stimulateur en insérant les connecteurs mâles du stimulateur dans le site d’entrée de stimulation. Placez les animaux dans la chambre (figures 1A, 1C). Réglez le stimulateur sur 0,4 mA, largeur d’impulsion de 500 μs à 30 Hz. Réglez la stimulation sur une durée totale de 30,15 s, en commençant 150 ms avant le début de la tonalité. Jouez aux animaux 4 tons et associez chaque présentation de ton avec VNS ou VNS simulé.
8. Testez périodiquement l’intégrité électrique du brassard et du site d’entrée à l’aide d’un oscilloscope.
   1. Branchez l’animal comme d’habitude et divisez la sortie du stimulateur vers l’oscilloscope.
   2. Réglez la plage de l’oscilloscope de -20 V à +20 V et lancez la stimulation. La forme d’onde de la stimulation à 30 Hz doit être visible sur l’oscilloscope. Les stimulations d’une taille supérieure à 10 V indiquent une impédance élevée et un brassard ou une connexion défectueux au site d’entrée de la stimulation.
9. Pour tester l’effet de VNS sur l’entraînement à l’extinction, exécutez un deuxième test CFR le jour 5. Enregistrez le temps passé à figer pendant les présentations de tonalité et comparez-le à la congélation de base enregistrée lors du premier test CFR.
10. Analysez les vidéos avec l’aide d’un observateur indépendant qui ne connaît pas les conditions de traitement. Mesurez le temps passé à figer pendant les présentations de ton à l’aide d’un chronomètre. La congélation est définie comme une immobilité complète, au cours de laquelle le rat présente une respiration rapide, une tête baissée et des pattes écartées. L’analyse du comportement de congélation peut être divisée en deux phases : pendant la présentation du ton et pendant l’intervalle entre les stimulus.

Résultats

Figure 1. Stimulation du nerf vague et dispositif expérimental. (A) Schéma de la configuration utilisée pour VNS. Les animaux sont reliés à une unité d’isolation de stimulation via un capuchon à partir duquel 2 fils de platine-iridium mènent sou...

Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article

Nom	Entreprise	Numéro de catalogue	Commentaires
Betadine	Henry Schein	69066950
Appareil photo numérique - Logitech webcam C210	Logitech	B003LVZO88
Platinum iridium wire	Medwire	10IR9/49T
Stimulateur d’impulsions isolé modèle 2100	A-M Systems	Référence 720000
Sinomètre 10 MHz oscilloscope monocanal	Sinomètre	CQ5010C
Extech 407730 Sonomètre numérique 40-130 décibels	Extech Instruments	B000EWY67W
DSCK-C double sortie, amortisseur brouillé	Kinder Scientific Co