Name: Nervus Vagus Stimulatie als een Tool om plasticiteit te induceren in Pathways Relevant voor Extinction Learning (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-08-21T14:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 2 s
Description: Leer hoe vaguszenuwstimulatie de extinctie van geconditioneerde angst versterkt door synaptische plasticiteit in uitstervingsnetwerken te induceren. Deze methode biedt preciezere timing dan systemische medicatie.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

Dit onderzoek werd ondersteund door het National Institute of Mental Health MH 086960-01A1 (Christa K. McIntyre).

De auteurs hebben geen concurrerende belangen of conflicten.

We stellen hier een protocol dat wordt gebruikt om uitdoving van geconditioneerde angst tijdens een enkele sessie van blootstelling aan geconditioneerde signalen 19 vergemakkelijken en plasticiteit te moduleren in de signaalweg tussen de infralimbic cortex en de basolaterale amygdala die kunnen mediëren extinctie leren 20. Een cruciale stap voor het welslagen van dit protocol is de juiste levering van VNS tijdens uitsterven training. Daarom moet speciale aandacht worden besteed aan de constructie v...

Klassieke vreesconditionering verschaft een veelgebruikt diermodel om de biologische basis van angststoornissen bestuderen. Tijdens vreesconditionering, wordt een aversieve stimulus (de ongeconditioneerde stimulus, US, bijvoorbeeld een footshock) dat in combinatie met een neutrale stimulus, zoals een toon en / of een context (de geconditioneerde stimulus, CS). Tijdens vreesconditionering, worden associaties tussen het CS en de Verenigde Staten gevormd. Uiteindelijk zal de presentatie van de CS alleen lokt een angstreactie (de geconditioneerde reactie; CR). In angst extinctie wordt de CS herhaaldelijk gepresenteerd in afwezigheid van de VS, waardoor de CR geleidelijk afnemen 1. Aldus uitsterven van geconditioneerde angst is een actief proces waarbij angstige gedragsreacties neutrale stimuli worden verzwakt wanneer ze niet meer aversieve resultaten te voorspellen. Uitsterven van geconditioneerde reacties vereist consolidatie van nieuwe herinneringen die concurreren met geleerd verenigingen. Een kenmerk van angststoornissen is ImpaIRED uitsterven 2-4. Aldus uitsterven van geconditioneerde vrees in diermodellen niet alleen een belangrijk paradigma zowel remmende leren en het gedragsmodel therapie voor menselijke angststoornissen 5,6. Omdat er sterke overeenkomst tussen angst en menselijke angst, wordt gedacht dat deze studies inzicht in de biologische aard van angststoornissen zoals post-traumatische stress-stoornis verschaffen en helpen om strategieën te ontwikkelen voor de behandeling. Een belangrijk doel van het preklinisch onderzoek is tot uitsterven leermiddel en om gerichte plasticiteit in het uitsterven circuits induceren uitsterven leren consolideren. Nervus vagus stimulatie (NVS) is een minimaal invasieve neuroprosthetic aanpak die kunnen worden gebruikt om de strakke temporele en circuit-specifieke modulatie van hersengebieden en synapsen betrokken bij een lopende opdracht te verstrekken. Een reeks recente studies uit de groep Michael Kilgard&#39;s aan de Universiteit van Texas in Dallas hebbenaangetoond dat pairing VNS met discrete zintuiglijke of motorische prikkels (bijvoorbeeld een toon of een hefboom pull) is zeer effectief in het bevorderen van corticale plasticiteit aan tinnitus 7 te behandelen, of motorische stoornissen na een beroerte 8-10 overwinnen. Bovendien, non-contingent VNS die zich binnen een korte tijdsvenster na het leren eveneens bevordert corticale plasticiteit en verbetert geheugenconsolidatie bij ratten en bij de mens 11-13. Gezien de rol van de nervus vagus van het parasympathische traject, is het niet verrassend dat het zou kunnen deelnemen moduleren geheugen en synaptische plasticiteit. Zeer emotionele gebeurtenissen hebben de neiging om sterker herinneringen dan niet-emotionele herinneringen te produceren. Dit is waarschijnlijk te wijten aan de invloed van stresshormonen geheugensverankering. Posttraining toediening van het stresshormoon adrenaline verbetert het geheugen consolidatie in menselijke en niet-menselijke dieren, maar adrenaline niet de bloed-hersen-barrière 14, 15 steken </sup&gt;. Daarom moet stressgeïnduceerde adrenaline vrijkomen van de hersenen indirect invloed op het geheugen consolidatie te verbeteren. Sterke aanwijzingen dat de nervus vagus de koppeling tussen circulerende adrenaline en de hersenen kunnen zijn. Miyashita en Williams 16 vond dat systemische toediening van adrenaline toegenomen nervus vagus vuren, en verhoogde niveaus van noradrenaline in de amygdala 17. Systemische toediening van adrenaline niet verbeteren geheugenconsolidatie als β-adrenerge receptoren geblokkeerd in de amygdala 18 suggereert dat de nervus vagus speelt een rol in het traject dat emotioneel wekken ervaringen overgaat in langetermijnherinneringen. Aldus koppelen VNS met training heeft het potentieel om de hersenen veranderingen geheugensverankering en blootstelling ondersteunen geconditioneerde signalen in afwezigheid van wapening versterkt de consolidatie van uitsterven leren bij ratten 19,20 bevorderen. Het gebruik van VNS een Hier beschrijven wesa tool om corticale plasticiteit bevorderen en het uitsterven van een geconditioneerde angstreactie vergemakkelijken.

<table><tbody><tr><td>Alcohol</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Atropine</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>Hydrogen peroxide&nbsp;</td><td>CVS</td><td>209478</td><td></td></tr><tr><td>Ketamine</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>Mineral Oil</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>Sewing Needle</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>Soldering Iron</td><td>Home Depot&nbsp;</td><td>203525863</td><td></td></tr><tr><td>AmScope SM-4TX-144A 3.5X-45X Circuit Board Boom Stereo 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>Scalpel Blade Holder</td><td>Fine Science Tools</td><td>10003-12</td><td></td></tr><tr><td>Metal File</td><td>Home Depot</td><td>6601</td><td></td></tr><tr><td>Ruler</td><td>Home Deopt</td><td>202035324</td><td></td></tr><tr><td>Curved Hemostats&nbsp;</td><td>Fine Science Tools</td><td>130009-12</td><td></td></tr><tr><td>Fine Scissors</td><td>Fine Science Tools</td><td>14058-09</td><td></td></tr><tr><td>Spatula</td><td>Fine Science Tools</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Small Screwdriver</td><td>Home Depot</td><td>646507</td><td></td></tr><tr><td>Magnetic Fixator Retraction System</td><td>Fine Science Tools</td><td>18200-04, 18200-01, 18200-05</td><td></td></tr><tr><td>Heating Pad</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 Forceps</td><td>Fine Science Tools</td><td>11103-09</td><td></td></tr><tr><td>Custom Micropipette Glass Tools (J shape and Straight) - Borosilicate glass</td><td>Sutter Instrument</td><td>B150-110-10</td><td></td></tr><tr><td>Adson Forceps</td><td>Fine Science Tools</td><td>11006-12</td><td></td></tr><tr><td>Cuffs</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Tubing</td><td>Braintree Scientific Inc</td><td>MRE-065</td><td></td></tr><tr><td>Platinum Iridium Wire</td><td>Medwire</td><td>10IR9/49T</td><td></td></tr><tr><td>Gold Pins</td><td>Mill-Max</td><td>1001-0-15-15-30-27-04-0</td><td></td></tr><tr><td>Suture Thread</td><td>Henry Schein</td><td>100-5797</td><td></td></tr><tr><td>22 G needles</td><td>Fisher&nbsp;</td><td>14-815-525</td><td></td></tr><tr><td>Paper Tape</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>Scalpel Blade, 10 or 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><tr><td>Headcaps</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Connector Pieces (male)</td><td>Omnetics Connector Corporation</td><td>A25001-004</td><td></td></tr><tr><td>Headcap pieces (female)</td><td>Omnetics Connector Corporation</td><td>A24001-004</td><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>26 Gauge Solid Copper Wire</td><td>Staples</td><td>1016882 &nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>Surgery</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Bone Screws</td><td>Stoelting+CB33:C61</td><td>51457</td><td></td></tr><tr><td>Scalpel Blades, 10 or 15</td><td>Stoelting</td><td>52173-10</td><td></td></tr><tr><td>1 ml syringes</td><td>Fisher</td><td>14-826-261</td><td></td></tr><tr><td>22 G Needles</td><td>Fisher&nbsp;</td><td>14-815-525</td><td></td></tr><tr><td>27 G Needles</td><td>Fisher</td><td>14-826-48</td><td></td></tr><tr><td>2" x 2" Gauze</td><td>Fisher</td><td>22-362-178</td><td></td></tr><tr><td>Swabs</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>Chamber and Behavioral Setting&nbsp;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Husky Metal Front Base Cabinet (30WX19DX34H)</td><td>Home Depot</td><td>100607961</td><td></td></tr><tr><td>Quiet Barrier&shy; HD Soundproofing Material (Sheet) (PSA)</td><td>soundproofcow.com</td><td>10203041</td><td></td></tr><tr><td>Convoluted Acoustic Foam Panel</td><td>soundproofcow.com</td><td>10432400</td><td></td></tr><tr><td>Isolated Pulse Stimulator Model 2100</td><td>A-M Systems</td><td>720000</td><td></td></tr><tr><td>Digital Camera - 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 Single Channel Oscilloscope</td><td>Sinometer</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 potentiomter</td><td>Alpha Electronics</td><td>B00CTWDHIO</td><td></td></tr><tr><td>Extech 407730 40-to-130-Decibel Digital Sound Level Meter</td><td>Extech Instruments</td><td>B000EWY67W</td><td></td></tr><tr><td>DSCK-C Dual Output, scrambled shocker</td><td>Kinder Scientific Co</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

nervus vagus stimulatie als een tool om plasticiteit te induceren in pathways relevant voor extinction learning

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

Uitsterven beschrijft het proces van het verminderen van gedragsreacties op neutrale stimuli wanneer deze niet langer de versterking bieden die het gedrag heeft gehandhaafd. Er is een nauwe overeenkomst tussen angst en menselijke angst, en daarom kunnen studies van uitstervingsleren inzicht geven in de biologische aard van angststoornissen zoals posttraumatische stressstoornis, en kunnen ze helpen bij het ontwikkelen van strategieën om ze te behandelen. Preklinisch onderzoek heeft tot doel het uitstervingsleren te ondersteunen en gerichte plasticiteit in uitstervingscircuits te induceren om het nieuw gevormde geheugen te consolideren. Vaguszenuwstimulatie (VNS) is een krachtige aanpak die zorgt voor een strakke temporele en circuitspecifieke afgifte van neurotransmitters, wat resulteert in modulatie van neuronale netwerken die betrokken zijn bij een doorlopende taak. VNS verbetert geheugenconsolidatie bij zowel ratten als mensen, en het koppelen van VNS met blootstelling aan geconditioneerde signalen verbetert de consolidatie van uitstervingsleren bij ratten. Hier bieden we een gedetailleerd protocol voor de voorbereiding van op maat gemaakte onderdelen en de chirurgische procedures die nodig zijn voor VNS bij ratten. Met behulp van dit protocol laten we zien hoe VNS de uitsterving van geconditioneerde angstreacties kan vergemakkelijken in een auditieve angstconditioneringsopdracht. Bovendien leveren we bewijs dat VNS synaptische plasticiteit moduleert in de route tussen de infralimbische (IL) mediale prefrontale cortex en het basolaterale complex van de amygdala (BLA), die betrokken is bij de expressie en modulatie van uitstervingsgeheugen.

Dit gedeelte illustreert voorbeelden van resultaten die kunnen worden verkregen door VNS in combinatie met uitsterven leren de expressie van de geconditioneerde angstreactie bij ratten te verminderen. Voor Dagen 1 en 2 (Auditieve Fear Conditioning), werden ratten getraind op een auditieve vreesconditionering taak waarin footshocks werden gecombineerd met een toon. Op dag 3 (Voorbehandeling Test) werden gepresenteerd tonen in afwezigheid van footshocks invriezen te meten en afleiden geconditioneerde angstreactie verkrijg...

Nervus vagus stimulatie (NVS) heeft ontpopt als een instrument om gerichte synaptische plasticiteit induceren in de voorhersenen tot een reeks van gedragingen te wijzigen. Dit protocol beschrijft hoe de uitvoering van VNS aan de consolidatie van de angst uitsterven geheugen te vergemakkelijken.

Nervus Vagus Stimulatie als een Tool om plasticiteit te induceren in Pathways Relevant voor Extinction Learning

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

Het algemene doel van deze procedure is om het uitdoven van geconditionerde angst te faciliteren door stimulatie van de nervus vagus. Dit wordt bereikt door eerst elektroden te vervaardigen voor de toediening van stroom aan de nervus vagus. De volgende stappen bestaan uit het implanteren van deze elektroden rond het midden van het cervicale gedeelte van de nervus vagus, samen met een hoofdkap; na een herstelperiode ondergaan de dieren vervolgens auditieve angstconditionering en uitdovingstraining met stimulatie van de nervus vagus of sham-stimulatie.De laatste stap is het testen van de expressie van geconditioneerde angst en het beoordelen van de afname in de geconditioneerde bevriezingsrespons. Uiteindelijk wordt stimulatie van de nervus vagus gebruikt om het uitdoveerleren te verbeteren door plasticiteit in uitdoveernetwerken te induceren. Het belangrijkste voordeel van deze techniek ten opzichte van bestaande methoden, zoals systemische medicamenteuze behandeling, is de mogelijkheid om de timing van de behandeling nauwkeurig te reguleren om een netwerkspecifieke afgifte van neurotransmitters te bereiken die gekoppeld kan worden aan lopend gedrag.Deze methode kan helpen bij het b

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

Research

JoVE Journal

Behavior

Gedrag

Source: Sanchez, C. A., et al. Preparation of Peripheral Nerve Stimulation Electrodes for Chronic Implantation in Rats. J. Vis. Exp. (2020).This video demonstrates vagus nerve stimulation in an awake rat. A rat with an implanted chronic peripheral nerve cuff electrode and trained in a lever press task is connected to a stimulus generator via an implanted head cap. The vagus nerve is stimulated immediately after each successful lever press, resulting in the expansion of the motor map.

Vagus Nerve Stimulation via Chronically Implanted Peripheral Nerve Cuff Electrodes in Rats

Source: Childs, J. E., et al. Vagus Nerve Stimulation as a Tool to Induce Plasticity in Pathways Relevant for Extinction Learning. J. Vis. Exp. (2015)This video demonstrates the method of vagus nerve stimulation (VNS) in a rat model to reduce freezing behavior. Fear-conditioned rats receive VNS during sound re-exposure, leading to reduced freezing and revealing its therapeutic potential.

Vagus Nerve Stimulation in a Rat Model to Reduce Freezing Behavior

Source: Moeller, S., et al., Vagus Nerve Stimulation As an Adjunctive Neurostimulation Tool in Treatment-resistant Depression. J. Vis. Exp. (2019)This video demonstrates a clinical protocol for Vagus Nerve Stimulation (VNS) as an adjunctive neurostimulation therapy for treatment-resistant depression (TRD).

Vagus Nerve Stimulation Therapy to Manage Treatment-Resistant Depression

Dit protocol beschrijft hoe neuronale activiteit tijdelijk en op afstand kan worden uitgeschakeld in discrete hersengebieden terwijl ratten bezig zijn met leren en geheugentaken. De aanpak combineert farmacogenetica (Designer-Receptors-Exclusively-Activated-by-Designer-Drugs) met een gedragsparadigma (zintuiglijke voorconditionering) dat is ontworpen om onderscheid te maken tussen verschillende componenten van leren.

Een methode voor het op afstand zwijgen neurale activiteit in Knaagdieren Tijdens Discrete Fasen van het Leren

Optogenetische benaderingen worden wijd gebruikt om neurale activiteit te manipuleren en de gevolgen voor hersenfunctie beoordelen. Hier, wordt een techniek beschreven die bij in vivo expressie van het optische activator Channelrhodopsin, maakt de ex vivo analyse van synaptische eigenschappen specifieke lange afstand en lokale neurale verbindingen in angst gerelateerde circuits.

Ex Vivo optogenetische Dissection of Fear Circuits in Brain Slices

Stimulatie van de nervus vagus heeft bewezen een sterke werkzaamheid te hebben bij het verminderen van perifere ontsteking. Hier presenteren we een gewijzigd protocol voor vagusnerfstimulatie dat verdere onderzoeken naar de cholinerge ontstekingsremmende mechanismen in beperkte ontstekingsreacties mogelijk maakt.

Verhoogde Recovery Time en verminderde LPS Administration aan de Nervus Vagus Stimulatie Mechanismen in Limited ontstekingsreacties Studie

Nervus vagus stimulatie (VNS) heeft aangetoond dat het effectief als een aanvulling behandeling voor behandeling-resistente depressie (TRD). VNS leidt tot antidepressive en antisuicidal effecten en de verbetering van de kwaliteit van het leven. Dit protocol biedt een stapsgewijze gids voor het beheren en aanpassen van een stimulator van de nervus vagus voor efficiënte behandeling van TRD.

Nervus vagus stimulatie als adjuvante neurostimulatie Tool in behandeling-resistente depressie

Methodologische eenbeschrijving van de techniek, doelwit en goede rechtsbedeling transkutane auricular nervus vagus stimulatie (taVNS) op het menselijk oor wordt beschreven.

Laboratorium administratie voor transkutane Auricular nervus vagus stimulatie (taVNS): techniek, Targeting en overwegingen

Bestaande benaderingen voor de bouw van chronisch implanteerbare perifere zenuwboektroden voor gebruik bij kleine knaagdieren vereisen vaak gespecialiseerde apparatuur en/of hoog opgeleid personeel. In dit protocol demonstreren we een eenvoudige, goedkope aanpak voor het fabriceren van chronisch implanteerbare manchetelektrodes en tonen we hun effectiviteit voor nervusstimulatie (VNS) bij ratten.

Voorbereiding van perifere zenuwstimulatie elektroden voor chronische implantatie bij ratten

De hier beschreven methoden schetsen een procedure die wordt gebruikt om cocaïne-geïnduceerde plasticiteit in een gedragsrelevant circuit bij ratten op optogenetisch om te keren. Aanhoudende laagfrequente optische stimulatie van thalamo-amygdala synapsen induceert langdurige depressie (LTD). In vivo optogenetisch geïnduceerde LTD bij cocaïne-ervaren ratten resulteerde in de daaropvolgende verzwakking van cue-gemotiveerde drug seeking.

Optogenetica gebruiken om neuroplasticiteit om te keren en cocaïne zoeken bij ratten te remmen

Het huidige protocol beschrijft de chirurgische techniek voor het implanteren van een elektrode-array op de abdominale nervus vagus bij ratten, samen met methoden voor chronische elektrofysiologische tests en stimulatie met behulp van het geïmplanteerde apparaat.

Implantatiechirurgie voor stimulatie van de nervus vagus in de buik en opnamestudies bij wakkere ratten

Leer hoe vaguszenuwstimulatie de extinctie van geconditioneerde angst versterkt door synaptische plasticiteit in uitstervingsnetwerken te induceren. Deze methode biedt preciezere timing dan systemische medicatie.

Nervus Vagus Stimulatie als een Tool om plasticiteit te induceren in Pathways Relevant voor Extinction Learning

Meer video's verkennen