הקוצב וגאלי ככלי כדי לגרום פלסטיות במסלולים רלוונטיים ללמידה הכחדה

המטרה הכוללת של הליך זה היא להקל על הכחדה של פחד מותנה באמצעות גרייה של עצב הוואגוס. הדבר מושג ראשית על ידי בניית אלקטרודות להזרמת זרם לעצב הוואגוס. השלבים הבאים כוללים השתלה של אלקטרודות אלו מסביב למקטע הצווארי המרכזי של עצב הוואגוס, יחד עם כיסוי ראש (head cap), לאחר תקופת התאוששות; לאחר מכן, בעלי החיים יעברו התניית פחד שמיעתית ואימון הכחדה עם גרייה של עצב הוואגוס או גרייה מדומה (sham stimulation).

השלב הסופי הוא לבחון את הביטוי של פחד מותנה ולהעריך את ההפחתה בתגובת ההקפאה המותנית. בסופו של דבר, נעשה שימוש בגירוי של עצב הוואגוס כדי לשפר למידה של הכחדה על ידי השראה של פלסטיות ברשתות ההכחדה. היתרון המרכזי של טכניקה זו על פני שיטות קיימות, כמו טיפול תרופתי סיסטמי, הוא היכולת להסדיר במדויק את עיתוי הטיפול על מנת להשיג שחרור של מוליכים עצביים ספציפי לרשת, אשר ניתן לשלב עם התנהגות שוטפת.

שיטה זו יכולה לסייע במתן תשובות לשאלות מרכזיות בתחום הלמידה הרגשית והזיכרון, ובמיוחד לאופן שבו שחרור הורמוני סטרס כגון epinephrine וגלוקוקורטיקואידים יכול להשפיע על קונסולידציה של זיכרונות לטווח ארוך. ההשלכות של טכניקה זוי חולות על טיפולי חשיפה המשמשים לטיפול בחרדה ובהפרעות הקשורות לטראומה, וכן על שיקום מהתמכרויות. בנוסף, ניתן להחיל גירוי של עצב הוואגוס על מודלים אחרים של למידה בפלסטיות סינפטית, כגון למידה מוטורית לאחר שבץ מוחי או פגיעה מוחית טראומטית.

בשלב ההכנה, הכינו כלי קידוח מסיכה כדי להתחיל בבניית השרוול; החליקו ארבעה סנטימטרים של צינור micro renaine על בסיס מקדח. לאחר מכן, השתמשו במקדח הסיכה כדי לקדוח ארבעה חורים, במרווחים של שני מילימטרים זה מזה, כך שיהוו את פינותיו של ריבוע. החורים חייבים להיות נקיים וללא קצוות מחוספסים.

בשלב הבא, חתכו את הפיתול לאורכו בין החורים. כעת, באמצעות חוט תפירה, בנו את מערך הקיבוע כדי להצמיד את השרוול לעצב הוואגוס משני הצדדים. קשרו את התפרים יחד במרחק של כשני סנטימטרים מהפלסטיק, כך שהפיתול והחוט יצרו משולש, והאריכו כל תפר בכשמונה סנטימטרים מעבר לקשר.

בשלב הבא, חתכו חוט פלטינה מרידיום מבודד בעל שבעה גדילים למקטעים של 70 מילימטר. כעת, בעזרת מבער תכשיטים, הסירו כסנטימטר אחד מהבידוד מקצה אחד של החוט.

לאחר מכן, השתמש בלהבה כדי להמיס את ה-platinum meridium במקום שבו הוא חשוף. באמצעות טכניקה זו, חבר את שבעת גדילי חוט ה-platinum meridium החשופים לחוט אחד חזק יותר, והמס את קצה החוט לכדור בקצהו המנוגד של מקטע החוט המחובר. המס את חוט ה-platinum meridium לכדור קטן תוך הסרה מינימלית של הבידוד.

כעת הדביקו בעזרת סרט הדבקה את התושבת הפלסטית המוברגת עם קצה חתוך לאורך המישור האופקי, כאשר ההברגות מתוחות והתושבת פרוסה. בעזרת פינצטה, השחילו את הקצה החשוף של תכנית התיל דרך החור הימני התחתון ומשכו אותו למרכז התושבת. לאחר מכן, דחפו את התיל דרך החור הימני העליון והעבירו את התיל בלולאה חזרה על התושבת.

המשיכו בהשחלת התיל שוב דרך החור הימני העליון, ולאחר מכן, במשיכה קלה, הדקו את התיל וודאו שהוא מקובע. קריטי שהתיל הממוקם בתוך השקע של השרוול יהיה ללא בידוד, בעוד שהתיל שמחוץ לשרוול בקצה התחתון יישאר מבודד, כדי שהזרם המועבר יעבור רק לעצב הוואגוס. לאחר מכן, השחילו את הקצה החשוף דרך החור הימני התחתון מתוך השרוול.

כדי להשלים לולאה, הניחו תיל בצד שמאל של השרוול בדיוק באותו אופן בקצה התיל, מבלי לקבע אותו לשרוול. הלחימו את הקצה החשוף של התיל לפין זהב. הניחו להלחמה להתקרר ולהימס שוב כדי להבטיח חיבור תקין.

הוסף הלחמה נוספת לפי הצורך. כעת הכן את המחברים עבור מכסה הראש של נקודת הכניסה ל-VNS עבור כל נקודת כניסה. קלף את הקצוות של שני מקטעים באורך 30 מילימטר של חוט נחושת 26 AWG וגזור את הקצה הצר של פין זהב חופשי, ולאחר מכן הלחם כל זוג חוטים לפין בהתאם להנחיות.

הלחים את הקצוות החופשיים של החוטים לשני שיני הפלוקס (flux teeth) של מחבר. כך נוצרים המחברים. לאחר הכנת בעל החיים לניתוח במסגרת סטריאוטקסית, השתמש בסכין מנתחים כדי לחתוך את העור מעל הגולגולת ולחשוף את ה-lambda וה-bgma.

באמצעות פינצטה קהה, צרו תעלה תת-עורית מהחתך במורד הצד השמאלי לפני האוזן ועד לצד שמאל של הצוואר. התעלה תשמש להעברת השרוול. לאחר מכן, בעזרת סכין מנתחים, פתחו שני חורי התחלה קטנים עבור ברגי העיגון.

אין למקם חורים אלה ישירות מעל קו האמצע. לאחר מכן, באמצעות פינצטה ומברג, הדקו שני ברגי עצם תוך השארת מרווח למילוי אקרילי מתחת לברגים. לאחר מכן, מלאו את החלל מתחת למסביב ובין הברגים באקרילי; הקפידו שהאקרילי לא יבוא במגע עם הרקמות מסביב, והוסיפו אקרילי נוסף בין הברגים.

בשלב הבא, אחזו בשתל כך שהחוט המסומן יהיה בצד הרוסטרלי (קדמי) ביחס לחוט שאינו מסומן. מקמו את השתל במהירות בתוך האקרילי. הקפידו שלא יגיע אקרילי לפיני הזהב, לאזור הסוגר או לאתר ההחדרה.

המתינו לייבוש במשך חמש דקות והכינו את העבודה להמשך תחת מיקרוסקופ סטריאוסקומי. בצעו חתך קטן מעל הווריד הג'וגולרי השמאלי, ישירות בין עצם הלסת לבריח. הרחיבו את החתך באמצעות דיסקציה קהה עד לשרירים.

חשפו את השריר הסטרינו-מסטואידי (sternal mastoid), השריר הסטרינו-היואידי (sternal hyoid) והשריר האומוהיואידי (omohyoid). המשיכו בניתוח עדין (blunt dissection) לאורך החריצים שבין השרירים כדי למצוא את העורקי העומק (carotid artery). הנרתיק המכיל את העורקי העומק מכיל גם את עצב הוואגוס (vagus nerve).

באמצעות מספריים, נתחו בזהירות את המעטפת כדי לחשוף קטע של חמישה מילימטרים של עצב הוואגוס. לאחר מכן, מחיתוך הראש, השתמשו בחוטים שנמצאים בצד של השרוול הנגדי למוליכים כדי למשוך את השרוול דרך התעלה התת-עורית ואל תוך אתר החיתוך בצוואר. הרימו בעדינות את העצב בעזרת כלי זכוכית והחדירו את חוטי השרוול מתחת לעצב.

היזהרו להימנע משפשוף של העצב. הצד העליון של השרוול צריך לפנות לצדו העליון של בעל החיים. כעת הניחו את העצב במרכז השרוול וסגרו את השרוול על מכסה הראש.

חברו את הפינים המחוברים לשרוול אל הפינים בנקודת כניסת הגירוי כדי לוודא שהשרוול ממוקם כראוי. בצעו הפסקת נשימה. הנשימה של חיית הבדיקה צריכה להיפסק לזמן קצר וגם קצב הלב צריך לרדת.

לאחר אישור מיקום השרוול, קבעו את הפינים לאתר כניסת הגירוי באמצעות אקריליק. לאחר מכן, סגרו את אזור הניתוח וטפלו בחיה באמצעות Marcaine ואנטיביוטיקה מקומית. אפשרו לחיה להירגע במשך חמישה ימים ללא שותפים לכלוב.

לפני ביצוע הבדיקות, הגדירו את תיבת ההתניה האופרנטית תחת מעקב מצלמת וידאו. ביום הראשון של האימון ההתנהגותי, השמיעו את הצליל חמש פעמים למשך 30 שניות כדי להוכיח שאין פחד מולד מהצליל. לאחר ההשמעה הראשונית של הצליל, בצעו התניית פחד בחולדות ביום הראשון והשני.

השמיעו צליל של 32 הרץ עם הלם רגלי של 0.5 מיליאמפר למשך שנייה אחת, במיקום אקראי. הגש למשך שמונה צימודים של צליל והלם בכל יום, עם מרווח של שלושה עד חמישה דקות בין הצגות הצליל. ביום השלישי, בחנו את עוצמת הקשר בין הצליל להלם.

השמיעו את הצליל לבדו ארבע פעמים, בהפרש של שלושה עד חמישה דקות בין פעם לפנייה. רשמו את התנהגות ההקפאה של החיה ביום הרביעי והחמישי. בצעו את אימון ההכחדה עם גרייה של עצב הוואגוס או גרייה מדומית (sham).

חבר את החולדה למעורר והנח אותה בתיבת ההתניה האופרנטית. 150 מילי-שניות. לפני כל צליל, עורר את עצב הוואגוס למשך 30 שניות.

בצעו ארבעה צימודים של טוני גירוי עם מרווחים של שלוש עד חמש דקות. בדקו מעת לעת את התקינות החשמלית של חובש ה-VNS ואת אתר הקלט באמצעות אוסצילוסקופ, בהתאם לפרוטוקול המתואר. החולדות אומנו במטלת התניית פחד שמיעתית עם גירוי של עצב הוואגוס במהלך ההכחדה.

בעלי חיים שקיבלו מספר מוגבל של חשיפות ללא חיזוק לצליל המותנה במהלך שלב ההכחדה לא הראו הפחתה בפחד המותנה. בניגוד לכך, חולדות שטופלו ב-BNS הראו הפחתה משמעותית בהקפאה, בדומה לזו שנצפתה בבעלי חיים שעברו טיפול דמה (sham) שקיבלו אימון הכחדה ממושך. בעלי חיים שטופלו ב-BNS הראו גם הפחתה בהתנהגות ההקפאה מחוץ לזמן הצגת הצליל המותנה, מה שמעיד על כך שאימון ההכחדה שלהם הכלל את ההקשר.

חקירה מעמיקה יותר הראתה כי שילוב של VNS עם אימון הכחדה משנה את המטא-פלסטיות במסלול שבין הקליפה האינפרא-לימבית לבין האמיגדלה הבסולטרלית. בבעלי חיים מורדמים שקיבלו גירוי דמה ולא הצליחו להכחיד את תגובת הפחד, גירוי Burst של הקליפה האינפרא-לימבית השרא דפרסיה לטווח ארוך של השדה המקומי בעמיגדלה הבסולטרלית.

דיכוי סינפטי זה הופך בבעלי חיים שהפגינו הכחדה משמעותית של תגובת הפחד המותנית. יתרה מכך, מתן VNS במהלך מפגש הכחדה בודד קידם השראה של פוטנציאציה לטווח ארוך. לאחר צפייה בסרטון זה, תהיה בידיכם הבנה טובה של האופן שבו ניתן להשתמש ב-VNS בשילוב עם אימון התנהגותי.

ברגע ששולטים בייצור רכיבי ה-VNS, ניתן לבצע את הניתוח בכשלוש שעות אם הוא מבוצע כראוי. בעת ביצוע פרוצדורה זו, חשוב לזכור לשמור על שלמות החיבורים החשמליים.