Name: Stimulation du nerf vague comme un outil pour induire la plasticité dans les voies pertinentes pour lextinction dapprentissage (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-08-21T14:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 2 s
Description: Découvrez la stimulation du nerf vague pour faciliter l'extinction de la peur conditionnée chez le rat. Cette méthode induit une plasticité synaptique ciblée dans les réseaux cérébraux et offre une précision thérapeutique supérieure aux traitements systémiques.

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Cette recherche a été soutenue par l’Institut national de la santé mentale MH 086960-01A1 (Christa K. McIntyre).

Les auteurs n’ont pas d’intérêts concurrents ou de conflits.

Nous présentons ici un protocole qui est utilisé pour faciliter l&#39;extinction de la peur conditionnée au cours d&#39;une seule séance d&#39;exposition à des indices conditionné 19 et de moduler la plasticité dans la voie entre le cortex infralimbic et l&#39;amygdale basolatérale qui peuvent servir de médiateur extinction apprentissage 20. Une étape cruciale pour le succès de ce protocole est la bonne livraison de VNS pendant la formation de l&#39;extinction. Par conséquent, une attention particu...

Classique conditionnement de la peur fournit un modèle animal largement utilisé pour étudier la base biologique des troubles anxieux. Au cours de conditionnement de la peur, un stimulus aversif (le stimulus inconditionné, États-Unis, par exemple, un choc électrique) est présenté en conjonction avec un stimulus neutre, comme un ton et / ou un contexte (le stimulus conditionné; CS). Au cours de conditionnement de la peur, les associations entre le CS et les États-Unis sont formés. Finalement, la présentation de la CS seul déclenche une réaction de peur (la réponse conditionnée; CR). Dans la crainte d&#39;extinction, le CS est présenté à plusieurs reprises en l&#39;absence des États-Unis, provoquant la CR à diminuer progressivement 1. Ainsi, l&#39;extinction de la peur conditionnée est un processus actif dans lequel les réponses comportementales aux stimuli effrayants neutres sont atténués quand ils prédisent plus les résultats d&#39;aversion. Extinction des réponses conditionnées nécessite la consolidation de nouveaux souvenirs qui sont en concurrence avec les associations savantes. Une caractéristique de troubles anxieux est impaextinction ired 2-4. Ainsi, l&#39;extinction de la peur conditionnée dans des modèles animaux sert de paradigme important à la fois pour l&#39;apprentissage d&#39;inhibition et un modèle de comportement pour le traitement de troubles de l&#39;anxiété humains 5,6. Parce qu&#39;il ya correspondance étroite entre la peur et l&#39;anxiété humaine, on pense que ces études peuvent donner un aperçu de la nature biologique des troubles liés à l&#39;anxiété tels que le trouble de stress post-traumatique et aideront à élaborer des stratégies pour les traiter. Un objectif important de la recherche préclinique est de faciliter l&#39;apprentissage de l&#39;extinction et à induire la plasticité ciblée dans les circuits d&#39;extinction de consolider l&#39;apprentissage de l&#39;extinction. Stimulation du nerf vague (VNS) est une approche minimalement invasive neuroprosthetic qui pourrait être utilisé pour fournir modulation temporelle et spécifique circuit serré de zones du cerveau et des synapses engagés dans une tâche permanente. Une série d&#39;études récentes du groupe de Michael Kilgard à l&#39;Université du Texas à Dallas ontmontré que VNS appariement avec des stimuli sensoriels ou moteurs discrets (par exemple, une tonalité ou un levier de traction) est très efficace dans la promotion de la plasticité corticale pour traiter les acouphènes 7, ou pour surmonter des déficits moteurs après un AVC 8-10. En outre, non contingent VNS qui se produit au sein d&#39;une fenêtre de temps court après l&#39;apprentissage favorise similaire plasticité corticale et améliore consolidation de la mémoire chez les rats et les humains 11-13. Considérant le rôle du nerf vague dans la voie parasympathique, il est pas surprenant qu&#39;il pourrait participer à la modulation des souvenirs et la plasticité synaptique. Hautement événements émotionnels ont tendance à produire des souvenirs forts que des mémoires non-émotionnels. Cela est probablement dû à l&#39;influence des hormones du stress sur la consolidation de la mémoire. Posttraining administration de l&#39;adrénaline hormone de stress améliore consolidation de la mémoire chez les animaux humains et non-humains, mais l&#39;adrénaline ne traverse pas la barrière hémato-barrière 14, 15 </sup&gt;. Par conséquent, la libération d&#39;adrénaline induite par le stress doit influer sur le cerveau indirectement à améliorer la consolidation de la mémoire. Solides preuves médicales révèlent que le nerf vague peut être le lien entre l&#39;adrénaline en circulation et le cerveau. Miyashita et Williams 16 ont trouvé que l&#39;administration systémique d&#39;adrénaline augmenté nerf vague tir, et a augmenté les niveaux de noradrénaline dans l&#39;amygdale 17. L&#39;administration systémique d&#39;adrénaline ne renforce pas la consolidation de la mémoire lorsque les récepteurs β-adrénergiques sont bloqués dans l&#39;amygdale 18 suggérant que le nerf vague joue un rôle dans la voie qui tourne expériences suscitant émotionnellement en mémoire à long terme. Ainsi, le jumelage avec la formation VNS a le potentiel d&#39;améliorer les changements du cerveau qui soutiennent consolidation de la mémoire et de l&#39;exposition à des indices conditionnés en l&#39;absence de renfort améliore la consolidation de l&#39;apprentissage d&#39;extinction chez les rats 19,20. Nous décrivons ici l&#39;utilisation d&#39;un VNSoutil pour promouvoir sa plasticité corticale et de faciliter l&#39;extinction d&#39;une réponse de la peur conditionnée.

<table><tbody><tr><td>Alcool</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Atropine</td><td>Fisher</td><td>A0132-5G</td><td></td></tr><tr><td>Bétadine</td><td>Henry Schein</td><td>69066950</td><td></td></tr><tr><td>Peroxyde d’hydrogène&nbsp ;</td><td>CVS</td><td>209478</td><td></td></tr><tr><td>Kétamine</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>Huile minérale</td><td>CVS</td><td>152355</td><td></td></tr><tr><td>Neosporin</td><td>CVS</td><td>629451</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>Propane</td><td>Home Depot</td><td>304182</td><td></td></tr><tr><td>Xylazine</td><td>Henry Schein</td><td>4019308</td><td></td></tr><tr><td>Tools</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Jewelery Torch</td><td>Smith Equipment</td><td>23-1001D</td><td></td></tr><tr><td>Aiguille à coudre</td><td>Walgreens</td><td>441831</td><td></td></tr><tr><td>#5 Forceps (2)</td><td>Fine Science Tools</td><td>11254-20</td><td></td></tr><tr><td>Fer à souder</td><td>Home Depot&nbsp ;</td><td></td><td></td>203525863</tr><tr><td>AmScope SM-4TX-144A 3.5X-45X Circuit imprimé Boom Stéréo Microscope + 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>Porte-lame de scalpel</td><td>Outils de science fine</td><td>10003-12</td><td></td></tr><tr><td>Lime en métal</td><td>Home Depot</td><td>6601</td><td></td></tr><tr><td>Règle</td><td>Home Deopt</td><td>202035324</td><td></td></tr><tr><td>Hémostats incurvés&nbsp ;</td><td>Outils de science fine</td><td>130009-12</td><td></td></tr><tr><td>Ciseaux fins</td><td>Outils de science fine</td><td>14058-09</td><td></td></tr><tr><td>Spatule</td> Outils <td>de science</td><td></td><td></td>fine</tr><tr><td>Petit tournevis</td><td>Home Depot</td><td>646507</td><td></td></tr><tr><td>Fixateur magnétique Système de rétraction</td><td>Outils de science fine</td><td>18200-04, 18200-01, 18200-05</td><td></td></tr><tr><td>Coussin chauffant</td><td>Walgreens</td><td>30294</td><td></td></tr><tr><td>Tondeuses</td><td>Walgreens</td><td>277966</td><td></td></tr><tr><td>Sharpie</td><td>Agrafes</td><td>125328</td><td></td></tr><tr><td>Pince à anneau</td><td>Outils scientifiques fins</td><td>11103-09</td><td></td></tr><tr><td>Outils en verre micropipette personnalisés (forme en J et droits) - Verre borosilicaté</td><td>Instrument</td><td>Sutter B150-110-10</td><td></td></tr><tr><td>Pince Adson</td><td>Outils scientifiques fins</td><td>11006-12</td><td></td></tr><tr><td>Brassards</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Tube</td><td>Braintree Scientific Inc</td><td>MRE-065</td><td></td></tr><tr><td>Platine Iridium Fil</td><td>Medwire</td><td>10IR9/49T</td><td></td></tr><tr><td>Broches en or</td><td>Mill-Max</td><td>1001-0-15-15-30-27-04-0</td><td></td></tr><tr><td>Fil de suture</td><td>Henry Schein</td><td>100-5797</td><td></td></tr><tr><td>22 G aiguilles</td><td>Fisher&nbsp ;</td><td>14-815-525</td><td></td></tr><tr><td>Ruban de papier</td><td>Fisher&nbsp ;</td><td>03-411-602</td><td></td></tr><tr><td>Soudure</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>Lame de scalpel, 10 ou 15</td><td>Stoelting</td><td>52173-10</td><td></td></tr><tr><td>Tube de laboratoire silastique .51 mm ID x .94 mm OD</td><td>Fisher&nbsp ;</td><td>508-002</td><td></td></tr><tr><td>Pièces de connecteur d’embouts (mâle)</td><td>Omnetics Connector Corporation</td><td>A25001-004</td><td></td></tr><tr><td>Pièces d’embouts</td><td></td><td></td> (femelle)Omnetics Connector Corporation A24001-004 <td></td></tr><tr><td>Teets Dental Acrylic, Liquid and Powder</td><td>A-M Systems</td><td>525000, 526000</td><td></td></tr><tr><td></td> Agrafes en fil de cuivre solide de calibre 26 <td></td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td>1016882 &nbsp ;</td><td></td></tr><tr><td>Vis à os chirurgicaux</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td>Stoelting+CB33 :C61</td><td>51457</td><td></td></tr><tr><td>Lames de scalpel, 10 ou 15</td><td>Stoelting</td><td>52173-10</td><td></td></tr><tr><td>Seringues de 1 ml</td><td>Fisher</td><td>14-826-261</td><td></td></tr><tr><td>Aiguilles de 22 g</td><td>Fisher&nbsp ;</td><td>14-815-525</td><td></td></tr><tr><td>Aiguilles de 27 g</td><td>Fisher</td><td>14-826-48</td><td></td></tr><tr><td>Gaze Fisher 2 » x 2</td><td></td> » <td>22-362-178</td><td></td></tr><tr><td>Écouvillons</td><td>Fisher</td><td>19-120-472</td><td></td></tr><tr><td>Coussinets pour chiots</td><td>PetCo</td><td>1310747</td><td></td></tr><tr><td>Kim Lingettes</td><td>Fisher</td><td>06-666-A</td><td></td></tr><tr><td>Réglage de la chambre et du comportement&nbsp ;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Armoire de base avant en métal Husky (30WX19DX34H)</td><td>Home Depot</td><td>100607961</td><td></td></tr><tr><td>Barrière silencieuse et timide ; Matériau d’insonorisation HD (feuille) (PSA)</td><td>soundproofcow.com</td><td>10203041</td><td></td></tr><tr><td>Panneau en mousse acoustique alvéolée</td><td>soundproofcow.com</td><td>Stimulateur d’impulsions isolé 10432400</td><td></td></tr><tr><td>modèle 2100</td><td>A-M Systems</td><td>720000</td><td></td></tr><tr><td>Appareil photo numérique - 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>Sinomètre 10 MHz Oscilloscope monocanal</td><td>Sinomètre</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 potentiomètre</td><td>Alpha Electronics</td><td>B00CTWDHIO</td><td></td></tr><tr><td>Extech 407730 Sonomètre numérique 40 à 130 décibels</td><td>Extech Instruments</td><td>B000EWY67W</td><td></td></tr><tr><td>DSCK-C Dual Output, brouillé shocker</td><td>Kinder Scientific Co</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

stimulation du nerf vague comme un outil pour induire la plasticité dans les voies pertinentes pour l&#39;extinction d&#39;apprentissage

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

Extinction décrit le processus d’atténuation des réponses comportementales aux stimuli neutres lorsqu’ils ne fournissent plus le renforcement qui a maintenu le comportement. Il existe une correspondance étroite entre la peur et l’anxiété humaine, et par conséquent, les études sur l’apprentissage de l’extinction pourraient donner un aperçu de la nature biologique des troubles liés à l’anxiété tels que le trouble de stress post-traumatique, et elles pourraient aider à développer des stratégies pour les traiter. La recherche préclinique vise à faciliter l’apprentissage de l’extinction et à induire une plasticité ciblée dans les circuits d’extinction pour consolider la mémoire nouvellement formée. La stimulation du nerf vague (VNS) est une approche puissante qui fournit une libération temporelle et spécifique au circuit de neurotransmetteurs, entraînant une modulation des réseaux neuronaux engagés dans une tâche en cours. Le VNS améliore la consolidation de la mémoire chez le rat et l’homme, et l’appariement du VNS avec l’exposition à des signaux conditionnés améliore la consolidation de l’apprentissage de l’extinction chez le rat. Nous fournissons ici un protocole détaillé pour la préparation des pièces sur mesure et les procédures chirurgicales requises pour le VNS chez le rat. En utilisant ce protocole, nous montrons comment la VNS peut faciliter l’extinction des réponses de peur conditionnée dans une tâche de conditionnement de la peur auditive. De plus, nous fournissons des preuves que VNS module la plasticité synaptique dans la voie entre le cortex préfrontal médial infralimbique (IL) et le complexe basolatéral de l’amygdale (BLA), qui est impliqué dans l’expression et la modulation de la mémoire d’extinction.

Cet article donne des exemples de résultats qui peuvent être obtenus en utilisant VNS apprentissage en combinaison avec d&#39;extinction à réduire l&#39;expression de la réaction de peur conditionnée chez le rat. Pour les jours 1 et 2 (auditif conditionnement de la peur), les rats ont été formés sur une tâche peur de conditionnement auditif dans lequel footshocks ont été jumelés avec un ton. Le Jour 3 (Pré Traitement Test), les tons ont été présentés en l&#39;absence de footshocks pour mesurer les niveaux de congélation...

Stimulation du nerf vague (VNS) a émergé comme un outil pour induire la plasticité synaptique ciblée dans le cerveau antérieur de modifier une gamme de comportements. Ce protocole décrit comment mettre en œuvre VNS pour faciliter la consolidation de la mémoire la peur de l&#39;extinction.

Stimulation du nerf vague comme un outil pour induire la plasticité dans les voies pertinentes pour l&#39;extinction d&#39;apprentissage

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

L'objectif général de cette procédure est de faciliter l'extinction de la peur conditionnée par la stimulation du nerf vague. Pour ce faire, on commence par construire des électrodes destinées à délivrer un courant au nerf vague. Les étapes suivantes consistent à implanter ces électrodes autour de la portion moyenne du segment cervical du nerf vague, ainsi qu'une calotte crânienne ; après une période de récupération, les animaux subissent ensuite un conditionnement auditif de la peur et un entraînement à l'extinction associé à une stimulation réelle ou factice du nerf vague.La dernière étape consiste à tester l'expression de la peur conditionnée et à évaluer la réduction de la réponse de figement conditionné. En définitive, la stimulation du nerf vague est utilisée pour renforcer l'apprentissage de l'extinction en induisant une plasticité dans les réseaux d'extinction. Le principal avantage de cette technique par rapport aux méthodes existantes, telles que le traitement systémique par médicaments, réside dans la capacité de réguler précisément le moment du traitement afin d'obtenir une libération spécifique aux réseaux de neurotransmetteurs pouvant être associée au comportement en

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

Research

Recherche

JoVE Journal

Behavior

Comportement

Source : Sanchez, C. A., et al. Préparation d’électrodes de stimulation des nerfs périphériques pour une implantation chronique chez le rat. J. Vis. Exp. (2020).Cette vidéo démontre la stimulation du nerf vague chez un rat éveillé. Un rat avec une électrode de brassard nerveux périphérique chronique implantée et entraîné à une tâche de pression à levier est connecté à un générateur de stimulus via un capuchon de tête implanté. Le nerf vague est stimulé immédiatement après chaque pression...

Stimulation du nerf vague par des électrodes de brassard nerveux périphérique implantées de manière chronique chez le rat

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.

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

Source : Moeller, S., et al., La stimulation du nerf vague en tant qu’outil de neurostimulation adjuvant dans la dépression résistante au traitement. J. Vis. Exp. (2019)Cette vidéo présente un protocole clinique pour la stimulation du nerf vague (VNS) en tant que thérapie de neurostimulation d’appoint pour la dépression résistante au traitement (TRD).

Thérapie de stimulation du nerf vague pour gérer la dépression résistante au traitement

Ce protocole décrit comment réduire temporairement et à distance l’activité neuronale dans des régions cérébrales discrètes pendant que les rats sont engagés dans des tâches d’apprentissage et de mémoire. L’approche combine la pharmacogénétique (Designer-Receptors-Exclusively-Activated-by-Designer-Drugs) avec un paradigme comportemental (préconditionnement sensoriel) conçu pour distinguer les différentes composantes de l’apprentissage.

Une méthode de distance Silencing activité neuronale chez les rongeurs Pendant phases distinctes de l&#39;apprentissage

approches optogénétiques sont largement utilisés pour manipuler l'activité neuronale et d'évaluer les conséquences pour le fonctionnement du cerveau. Ici, une technique est décrit que , lors de l' expression in vivo de l'activateur optique channelrhodopsin, permet une analyse ex vivo des propriétés synaptiques de longue portée spécifique et les connexions locales dans les circuits neuronaux liés à la peur.

Ex Vivo optogénétiques Dissection de circuits Peur en tranches cérébrales

La stimulation du nerf vague s’est avérée avoir une forte efficacité pour diminuer l’inflammation périphérique. Ici, nous présentons un protocole modifié de stimulation du nerf vague qui permet des examens plus approfondis des mécanismes anti-inflammatoires cholinergiques dans des réponses inflammatoires limitées.

Augmentation du temps de récupération et une diminution de LPS administration à étudier les mécanismes de stimulation du nerf vague dans les réponses inflammatoires limitées

Stimulation de nerf de Vagus (VNS) s’est avérée être efficace comme traitement d’appoint pour la dépression traitement-résistante (DRT). VNS entraîne des effets antidépresseurs et antisuicidal et amélioration de la qualité de vie. Ce protocole offre une étape par étape guide pour la gestion et en ajustant un stimulateur de nerf pour un traitement efficace de TRD.

Stimulation du nerf vague comme outil de Neurostimulation d’appoint dans la dépression résistante aux traitements

Nous décrivons une description méthodologique de la technique, des cibles potentielles et une bonne administration de la stimulation transcutanée de nerf auriculaire (taVNS) sur l’oreille humaine.

Laboratoire gestion d’auriculaire du nerf vague transcutanée (taVNS) : Technique, le choix des objectifs et considérations

Les approches existantes pour la construction d’électrodes de manchette périphériques implantables chroniques pour une utilisation chez les petits rongeurs nécessitent souvent un équipement spécialisé et/ou un personnel hautement qualifié. Dans ce protocole, nous démontrons une approche simple et peu coûteuse pour fabriquer des électrodes de manchette chroniquement implantables, et démontrons leur efficacité pour la stimulation de nerf vague (VNS) chez les rats.

Préparation d’électrodes de stimulation nerveuse périphérique pour l’implantation chronique chez les rats

Les méthodes décrites ici décrivent une procédure utilisée pour inverser optogénétiquement la plasticité induite par la cocaïne dans un circuit comportementalement pertinent chez le rat. La stimulation optique soutenue à basse fréquence des synapses thalamo-amygdales induit une dépression à long terme (LTD). La DLT optogénétique in vivo induite chez des rats ayant consommé de la cocaïne a entraîné une atténuation subséquente de la recherche de drogue motivée par des signaux.

Utilisation de l’optogénétique pour inverser la neuroplasticité et inhiber la recherche de cocaïne chez le rat

Le présent protocole décrit la technique chirurgicale d’implantation d’un réseau d’électrodes sur le nerf vague abdominal chez le rat, ainsi que les méthodes de test et de stimulation électrophysiologiques chroniques à l’aide du dispositif implanté.

Chirurgie d’implantation pour la stimulation du nerf vague abdominal et études d’enregistrement chez le rat éveillé

Découvrez la stimulation du nerf vague pour faciliter l'extinction de la peur conditionnée chez le rat. Cette méthode induit une plasticité synaptique ciblée dans les réseaux cérébraux et offre une précision thérapeutique supérieure aux traitements systémiques.

Stimulation du nerf vague comme un outil pour induire la plasticité dans les voies pertinentes pour l'extinction d'apprentissage

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