Name: Stimolazione del nervo vago come strumento per indurre plasticità Percorsi rilevanti per lapprendimento Extinction (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-08-21T14:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 2 s
Description: Impara a utilizzare la stimolazione del nervo vago per facilitare l'estinzione della paura condizionata. Questo metodo neuroscientifico induce plasticità sinaptica nelle reti cerebrali, offrendo un approccio mirato per trattare disturbi d'ansia.

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Questa ricerca è stata supportata dal National Institute of Mental Health MH 086960-01A1 (Christa K. McIntyre).

Gli autori non hanno interessi o conflitti in competizione.

Presentiamo qui un protocollo utilizzato per facilitare l&#39;estinzione della paura condizionata durante una singola sessione di esposizione a stimoli condizionata 19 e per modulare la plasticità nel percorso tra la corteccia infralimbica e basolaterale che possono mediare estinzione apprendimento 20. Un passo cruciale per il successo di questo protocollo è la corretta consegna dei VNS durante l&#39;allenamento estinzione. Pertanto, particolare attenzione deve essere data alla costruzione degli el...

Classica paura condizionata fornisce un modello animale ampiamente usato per studiare le basi biologiche dei disturbi d&#39;ansia. Durante la paura condizionata, uno stimolo avversivo (lo stimolo incondizionato, US, ad esempio, un footshock) è presentato in combinazione con uno stimolo neutro, quale un tono e / o di un contesto (stimolo condizionato; CS). Durante la paura condizionata, si formano associazioni tra il CS e gli Stati Uniti. Alla fine la presentazione del CS sola provoca una risposta di paura (la risposta condizionata; CR). In timore estinzione, la CS è presentato ripetutamente in assenza degli Stati Uniti, causando il CR a diminuire gradualmente 1. Così, l&#39;estinzione della paura condizionata è un processo attivo in cui le risposte comportamentali a stimoli paurosi neutri vengono attenuate quando si prevedono più esiti avversi. Estinzione di risposte condizionate richiede il consolidamento di nuovi ricordi che competono con le associazioni apprese. Un tratto distintivo di disturbi d&#39;ansia è impaestinzione ired 2-4. Così, l&#39;estinzione della paura condizionata in modelli animali costituisce un paradigma importante sia per l&#39;apprendimento inibitorio e come modello di terapia comportamentale per i disturbi d&#39;ansia umani 5,6. Perché vi sia una stretta corrispondenza tra la paura e l&#39;ansia umana, si pensa che questi studi possono fornire informazioni sulla natura biologica dei disturbi d&#39;ansia legati come il disturbo da stress post-traumatico e contribuiranno a sviluppare strategie per il trattamento di loro. Un importante obiettivo di ricerca preclinica è quello di aiutare l&#39;apprendimento estinzione e di indurre la plasticità mirato nei circuiti di estinzione a consolidare l&#39;apprendimento estinzione. Stimolazione del nervo vago (VNS) è un approccio neuroprosthetic minimamente invasiva che potrebbe essere utilizzato per fornire stretto modulazione temporale e specifico circuito di aree cerebrali e sinapsi impegnati in un compito permanente. Una serie di studi recenti del gruppo di Michael Kilgard presso l&#39;Università del Texas a Dallas averedimostrato che l&#39;abbinamento VNS con stimoli sensoriali o motorie discreti (per esempio, un tono o un pull leva) è altamente efficace nel promuovere la plasticità corticale per trattare il tinnito 7, o per superare i deficit motori dopo l&#39;ictus 8-10. Inoltre, non contingente VNS che avviene all&#39;interno di una breve finestra temporale dopo l&#39;apprendimento promuove simile plasticità corticale e migliora consolidamento della memoria nei ratti e negli esseri umani 11-13. Considerando il ruolo del nervo vago nel percorso parasimpatico, non è sorprendente che poteva partecipare nella modulazione memorie e la plasticità sinaptica. Altamente eventi emotivi tendono a produrre memorie più forte di memorie non-emozionali. Ciò è probabilmente dovuto all&#39;influenza degli ormoni dello stress sul consolidamento della memoria. Posttraining somministrazione di adrenalina ormone dello stress aumenta il consolidamento della memoria in animali umani e non umani, ma l&#39;adrenalina non attraversa la barriera emato-cerebrale-barriera 14, 15 </sup&gt;. Pertanto, il rilascio di adrenalina indotta da stress deve influenzare il cervello indirettamente a migliorare il consolidamento della memoria. Esistono sempre più prove che il nervo vago può essere il legame tra circolante adrenalina e il cervello. Miyashita e Williams 16 hanno trovato che la somministrazione sistemica di adrenalina è aumentata vagale cottura dei nervi, e aumento dei livelli di noradrenalina nell&#39;amigdala 17. La somministrazione sistemica di adrenalina non aumenta il consolidamento della memoria quando i recettori β-adrenergici sono bloccate nell&#39;amigdala 18 suggerendo che il nervo vago ha un ruolo nel percorso che trasforma le esperienze emotivamente suscitando in memoria a lungo termine. Così, l&#39;associazione SNV con la formazione ha il potenziale per migliorare i cambiamenti del cervello che supportano il consolidamento della memoria e l&#39;esposizione ai segnali condizionati in assenza del rinforzo migliora il consolidamento dell&#39;apprendimento estinzione in ratti 19,20. Qui si descrive l&#39;uso di un VNSstrumento sa per promuovere la plasticità corticale e facilitare l&#39;estinzione di una risposta di paura condizionata.

<table><tbody><tr><td>Alcool</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>Perossido di idrogeno&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>Olio minerale</td><td>CVS</td><td>152355</td><td></td></tr><tr><td>Neosporina</td><td>CVS</td><td>629451</td><td></td></tr><tr><td>Oxygen Home</td><td>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>Xilazina</td><td>Henry Schein</td><td>4019308</td><td></td></tr><tr><td>Tools</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Torcia per gioielli</td><td>Smith Equipment</td><td>23-1001D</td><td></td></tr><tr><td>Ago da cucito</td><td>Walgreens</td><td>441831</td><td></td></tr><tr><td>#5 Pinze (2)</td><td>Fine Science Tools</td><td>11254-20</td><td></td></tr><tr><td>Saldatore</td><td>Home Depot&nbsp;</td><td></td><td></td>203525863</tr><tr><td>AmScope SM-4TX-144A 3.5X-45X Circuito stampato Boom Stereo Microscopio + 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>Supporto per lama per bisturi</td><td>Strumenti per scienze fini</td><td>10003-12</td><td></td></tr><tr><td>File in metallo</td><td>Home Depot</td><td>6601</td><td></td></tr><tr><td>Righello</td><td>Home Deopt</td><td>202035324</td><td></td></tr><tr><td>Emostatici curvi...</td><td>Fine Science Tools</td><td>130009-12</td><td></td></tr><tr><td>Forbici fini</td><td>Strumenti per le scienze fini</td><td>14058-09</td><td></td></tr><tr><td>Spatola</td><td>Strumenti per le scienze</td><td></td><td></td></tr><tr><td>fini Piccolo cacciavite</td><td>Home Depot</td><td>646507</td><td></td></tr><tr><td>Sistema di retrazione del fissatore magnetico</td><td>Strumenti per le scienze fini</td><td>18200-04, 18200-01, 18200-05</td><td></td></tr><tr><td>Pad riscaldante</td><td>Walgreens</td><td>30294</td><td></td></tr><tr><td>Clippers</td><td>Walgreens</td><td>277966</td><td></td></tr><tr><td>Sharpie</td><td>Staples</td><td>125328</td><td></td></tr><tr><td>Ring Pincipe</td><td>Strumenti per la scienza fine</td><td>11103-09</td><td></td></tr><tr><td>Strumenti in vetro per micropipette personalizzati (a forma di J e dritti) - Vetro borosilicato</td><td>Strumento Sutter</td><td>B150-110-10</td><td></td></tr><tr><td>Forcipe Adson Strumenti</td><td>per la scienza fine</td><td>11006-12</td><td></td></tr><tr><td>Polsini</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Tubi</td><td>Braintree Scientific Inc</td><td>MRE-065</td><td></td></tr><tr><td>Platino Iridio Filo</td><td>Medwire</td><td>10IR9 / 49T</td><td></td></tr><tr><td>Oro Pins</td><td>Mill-Max</td><td>1001-0-15-15-30-27-04-0</td><td></td></tr><tr><td>Filo di sutura</td><td>Henry Schein</td><td>100-5797</td><td></td></tr><tr><td>22 G aghi</td><td>Fisher</td><td>14-815-525</td><td></td></tr><tr><td>Nastro di carta Fisher</td><td></td><td>03-411-602</td><td></td></tr><tr><td>Deposito domestico</td><td>di saldatura</td><td>327793</td><td></td></tr><tr><td>flusso</td><td>Home Depot</td><td>300142</td><td></td></tr><tr><td>lama per bisturi, 10 o 15</td><td>Stoelting</td><td>52173-10</td><td></td></tr><tr><td>Tubo da laboratorio silastico .51 mm ID x .94 mm OD</td><td>Fisher&nbsp;</td><td>508-002</td><td></td></tr><tr><td>Pezzi di connettori per cappucci</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>(maschio)</td><td>Omnetics Connector Corporation</td><td>A25001-004</td><td></td></tr><tr><td>Pezzi per copricapo (femmina)</td><td>Omnetics Connector Corporation</td><td>A24001-004</td><td></td></tr><tr><td>Teets Acrilico dentale, liquido e polvere</td><td>A-M Systems</td><td>525000, 526000</td><td></td></tr><tr><td>Graffe</td><td></td> <td>in filo di rame solido calibro 261016882 &nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>Viti ossee</td> chirurgiche <td></td><td></td> Stoelting+CB33:C61 51457 <td></td></tr><tr><td>Lame per bisturi, 10 o 15</td><td>Stoelting</td><td>52173-10</td><td></td></tr><tr><td>Siringhe da 1 ml</td><td>Fisher</td><td>14-826-261</td><td></td></tr><tr><td></td> Aghi da 22 g Fisher&nbsp;<td></td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td>14-815-525</td><td></td></tr><tr><td>27 G Aghi</td><td>Fisher</td><td>14-826-48</td><td></td></tr><tr><td>2" x 2" Garza</td><td>Fisher</td><td>22-362-178</td><td></td></tr><tr><td>Tamponi</td><td>Fisher</td><td>19-120-472</td><td></td></tr><tr><td>Puppy Pads</td><td>PetCo</td><td>1310747</td><td></td></tr><tr><td>Kim Wipes</td><td>Fisher</td><td>06-666-A</td><td></td></tr><tr><td>Camera e impostazione comportamentale&nbsp;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Armadio base frontale in metallo Husky (30WX19DX34H)</td> <td>Home Depot</td><td>100607961</td><td></td></tr><tr><td>barriera silenziosa ... Materiale insonorizzante HD (foglio) (PSA)</td><td>soundproofcow.com</td><td>10203041</td><td></td></tr><tr><td>pannello in schiuma acustica convoluta</td><td>soundproofcow.com</td><td>stimolatore di</td> impulsi isolato 10432400 <td></td></tr><tr><td>modello 2100</td><td>A-M Systems</td><td>720000</td><td></td></tr><tr><td>fotocamera digitale - 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>Sinometro 10 MHz Oscilloscopio a canale singolo</td><td>Sinometro</td><td>CQ5010C</td><td></td></tr><tr><td>OxyLED T-01 Fai da te Stick-on Anywhere 4-LED Touch Tap Light</td><td>OXYLED</td><td>B00GD8OKY0</td><td></td></tr><tr><td>5k ohm potenziomter</td><td>Alpha Electronics</td><td>B00CTWDHIO</td><td></td></tr><tr><td>Extech 407730 Fonometro digitale da 40 a 130 decibel</td><td>Extech Instruments</td><td>B000EWY67W</td><td></td></tr><tr><td>DSCK-C a doppia uscita, criptato shocker</td><td>Kinder Scientific Co</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

stimolazione del nervo vago come strumento per indurre plasticità percorsi rilevanti per l&#39;apprendimento extinction

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

Extinction descrive il processo di attenuazione delle risposte comportamentali agli stimoli neutri quando non forniscono più il rinforzo che ha mantenuto il comportamento. C'è una stretta corrispondenza tra la paura e l'ansia umana, e quindi gli studi sull'apprendimento dell'estinzione potrebbero fornire informazioni sulla natura biologica dei disturbi legati all'ansia, come il disturbo da stress post-traumatico, e potrebbero aiutare a sviluppare strategie per trattarli. La ricerca preclinica mira a favorire l'apprendimento dell'estinzione e a indurre una plasticità mirata nei circuiti di estinzione per consolidare la memoria appena formata. La stimolazione del nervo vago (VNS) è un approccio potente che fornisce uno stretto rilascio temporale e circuitale specifico dei neurotrasmettitori, con conseguente modulazione delle reti neuronali impegnate in un compito continuo. La VNS migliora il consolidamento della memoria sia nei ratti che negli esseri umani e l'abbinamento della VNS con l'esposizione a segnali condizionati migliora il consolidamento dell'apprendimento dell'estinzione nei ratti. Qui forniamo un protocollo dettagliato per la preparazione di parti su misura e le procedure chirurgiche necessarie per la VNS nei ratti. Utilizzando questo protocollo, mostriamo come la VNS possa facilitare l'estinzione delle risposte condizionate alla paura in un compito di condizionamento uditivo della paura. Inoltre, forniamo prove che la VNS modula la plasticità sinaptica nel percorso tra la corteccia prefrontale mediale infralimbica (IL) e il complesso basolaterale dell'amigdala (BLA), che è coinvolto nell'espressione e nella modulazione della memoria di estinzione.

Questa sezione illustra esempi di risultati ottenibili utilizzando SNV in combinazione con l&#39;apprendimento estinzione per ridurre l&#39;espressione della risposta di paura condizionata in ratti. Per giorni 1 e 2 (Auditory paura condizionata), ratti sono stati addestrati su un compito condizionamento alla paura uditivo in cui footshocks sono stati associati con un tono. Il giorno 3 (Pre trattamento Test), i toni sono stati presentati, in assenza di footshocks per misurare i livelli di congelamento e dedurre la paura ...

La stimolazione del nervo vago (VNS) è emerso come uno strumento per indurre mirato plasticità sinaptica nel proencefalo di modificare una serie di comportamenti. Questo protocollo descrive come implementare VNS per facilitare il consolidamento della memoria paura dell&#39;estinzione.

Stimolazione del nervo vago come strumento per indurre plasticità Percorsi rilevanti per l&#39;apprendimento Extinction

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

L'obiettivo generale di questo procedimento è facilitare l'estinzione della paura condizionata mediante stimolazione del nervo vago. Questo risultato si ottiene innanzitutto costruendo degli elettrodi per l'erogazione di corrente al nervo vago. I passaggi successivi consistono nell'impiantare tali elettrodi attorno alla sezione cervicale media del nervo vago, insieme a un tappo cranico; dopo un periodo di recupero, gli animali vengono quindi sottoposti a condizionamento acustico della paura e ad addestramento all'estinzione con stimolazione del nervo vago o stimolazione fittizia.L'ultimo passaggio consiste nel testare l'espressione della paura condizionata e nel valutare la riduzione della risposta di congelamento condizionato. In definitiva, la stimolazione del nervo vago viene utilizzata per potenziare l'apprendimento dell'estinzione inducendo plasticità nelle reti dell'estinzione. Il vantaggio principale di questa tecnica rispetto ai metodi esistenti, come il trattamento sistemico con farmaci, è la capacità di regolare con precisione i tempi del trattamento al fine di ottenere un rilascio di neurotrasmettitori specifico per la rete, che può essere abbinato al comportamento in co

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

Research

Ricerca

JoVE Journal

Behavior

Comportamento

Fonte: Sanchez, C. A., et al. Preparazione di elettrodi di stimolazione del nervo periferico per l'impianto cronico nei ratti. J. Vis. Exp. (2020).Questo video mostra la stimolazione del nervo vago in un ratto sveglio. Un ratto con un elettrodo impiantato nella cuffia del nervo periferico cronico e addestrato in un compito di pressa a leva è collegato a un generatore di stimolo tramite un cappuccio impiantato. Il nervo vago viene stimolato immediatamente dopo ogni pressione riuscita della leva,...

Stimolazione del nervo vago tramite elettrodi della cuffia del nervo periferico impiantati cronicamente nei ratti

Fonte: Childs, J. E., et al. La stimolazione del nervo vago come strumento per indurre plasticità in percorsi rilevanti per l'apprendimento dell'estinzione. J. Vis. Exp. (2015)Questo video mostra il metodo di stimolazione del nervo vago (VNS) in un modello di ratto per ridurre il comportamento di congelamento. I ratti condizionati dalla paura ricevono VNS durante la riesposizione al suono, portando a una riduzione del congelamento e rivelando il suo potenziale terapeutico.

Stimolazione del nervo vago in un modello di ratto per ridurre il comportamento di congelamento

Fonte: Moeller, S., et al., Stimolazione del nervo vago come strumento di neurostimolazione aggiuntiva nella depressione resistente al trattamento. J. Vis. Exp. (2019)Questo video mostra un protocollo clinico per la stimolazione del nervo vago (VNS) come terapia di neurostimolazione aggiuntiva per la depressione resistente al trattamento (TRD).

Terapia di stimolazione del nervo vago per gestire la depressione resistente al trattamento

Questo protocollo descrive come silenziare temporaneamente e a distanza l'attività neuronale in regioni cerebrali discrete mentre i ratti sono impegnati in compiti di apprendimento e memoria. L'approccio combina la farmacogenetica (Designer-Receptors-Exclusively-Activated-by-Designer-Drugs) con un paradigma comportamentale (precondizionamento sensoriale) progettato per distinguere tra diverse componenti dell'apprendimento.

Un metodo per Remotely Silencing Neural Activity in Roditore Durante Fasi discreti di apprendimento

approcci optogenetic sono ampiamente utilizzati per manipolare l'attività neurale e valutare le conseguenze per le funzioni cerebrali. Qui, una tecnica è descritto che dopo espressione in vivo dell'attivatore ottica channelrhodopsin, consente ex vivo analisi delle proprietà sinaptici di specifici gittata e connessioni neurali locali in circuiti paura correlati.

Ex Vivo optogenetic dissezione di circuiti paura nel cervello fette

La stimolazione del nervo vago ha dimostrato di avere una forte efficacia per ridurre l'infiammazione periferica. Qui, presentiamo un protocollo di stimolazione del nervo vago modificato che consente ulteriori esami dei meccanismi antinfiammatori colinergici in risposte infiammatorie limitate.

Aumento tempo di recupero e Diminuzione LPS Per studiare il nervo vago meccanismi di stimolazione in risposta infiammatoria limitati

Stimolazione del nervo vago (VNS) ha dimostrata di essere efficace come trattamento dell'aggiunta per la depressione trattamento-resistente (TRD). VNS conduce ad effetti antidepressivi e antisuicidal e miglioramenti della qualità della vita. Questo protocollo offre un passo-passo guida per la gestione e la regolazione di uno stimolatore del nervo vago per il trattamento efficace di TRD.

Stimolazione del nervo vago come un attrezzo di neurostimolazione Adjunctive nella depressione trattamento-resistente

Una descrizione metodologica della tecnica, potenziali bersagli e corretta amministrazione della stimolazione transcutanea nervo vago auricolare (taVNS) l'orecchio umano è descritto.

Laboratorio amministrazione dell'auricolare del nervo vago stimolazione transcutanea (taVNS): tecnica, Targeting e considerazioni

Gli approcci esistenti per la costruzione di elettrodi per il bracciale nervoso periferico cronicamente impiantabili per l'uso in piccoli roditori spesso richiedono attrezzature specializzate e/o personale altamente qualificato. In questo protocollo dimostriamo un approccio semplice e a basso costo per la fabbricazione di elettrodi per bracciali cronicamente impiantabili e dimostriamo la loro efficacia per la stimolazione del nervo vago (VNS) nei ratti.

Preparazione degli elettrodi di stimolazione nervosa periferica per l'impianto cronico nei ratti

I metodi qui descritti delineano una procedura utilizzata per invertire optogeneticamente la plasticità indotta dalla cocaina in un circuito comportamentale rilevante nei ratti. La stimolazione ottica sostenuta a bassa frequenza delle sinapsi talamo-amigdala induce depressione a lungo termine (LTD). La LTD indotta optogeneticamente in vivo in ratti con esperienza di cocaina ha determinato la successiva attenuazione della ricerca di droga motivata da spunti.

Usare l'optogenetica per invertire la neuroplasticità e inibire la ricerca di cocaina nei ratti

Il presente protocollo descrive la tecnica chirurgica per l'impianto di un array di elettrodi sul nervo vago addominale nei ratti, insieme ai metodi per i test di elettrofisiologia cronica e la stimolazione utilizzando il dispositivo impiantato.

Chirurgia di impianto per la stimolazione e la registrazione del nervo vago addominale nei ratti svegli

Impara a utilizzare la stimolazione del nervo vago per facilitare l'estinzione della paura condizionata. Questo metodo neuroscientifico induce plasticità sinaptica nelle reti cerebrali, offrendo un approccio mirato per trattare disturbi d'ansia.

Stimolazione del nervo vago come strumento per indurre plasticità Percorsi rilevanti per l'apprendimento Extinction

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