Estimulação do nervo vago como uma ferramenta para induzir plasticidade em Pathways relevantes para a Aprendizagem Extinção

O objetivo geral deste procedimento é facilitar a extinção do medo condicionado por meio da estimulação do nervo vago. Isso é realizado primeiramente pela construção de eletrodos para a aplicação de corrente no nervo vago. Os próximos passos consistem na implantação desses eletrodos ao redor da porção cervical média do nervo vago, juntamente com um capacete craniano; após um período de recuperação, os animais passam por condicionamento auditivo ao medo e treinamento de extinção com estimulação do nervo vago ou estimulação simulada.

O passo final consiste em testar a expressão do medo condicionado e avaliar a redução da resposta de imobilização condicionada. Em última análise, a estimulação do nervo vago é utilizada para potencializar a aprendizagem da extinção, induzindo plasticidade nas redes de extinção. A principal vantagem desta técnica em relação aos métodos existentes, como o tratamento sistêmico com fármacos, é a capacidade de regular com precisão o momento da intervenção, a fim de obter a liberação específica de neurotransmissores nas redes neurais, que pode ser associada ao comportamento em andamento.

Este método pode ajudar a responder perguntas fundamentais na área da aprendizagem emocional e da memória, especialmente como a liberação de hormônios do estresse, como epinefrina e glicocorticoides, pode influenciar a consolidação de memórias de longo prazo. As implicações dessa técnica estendem-se às terapias de exposição utilizadas no tratamento de transtornos relacionados à ansiedade e ao trauma, bem como à reabilitação de dependências. Além disso, a estimulação do nervo vago pode ser aplicada a outros modelos de aprendizagem na plasticidade sináptica, como a aprendizagem motora após acidente vascular cerebral ou lesão cerebral traumática.

Como preparação, construa uma ferramenta de perfuração a partir de uma agulha para começar a montar o soquete, deslizando quatro centímetros de tubo micro renaine sobre uma base de broca. Em seguida, use a broca de agulha para fazer quatro furos, distanciados dois milímetros entre si, formando os cantos de um quadrado. Os furos devem ser limpos, sem bordas irregulares.

Em seguida, corte o tubo longitudinalmente entre os orifícios. Agora, utilizando fio cirúrgico, monte a estrutura para fixar a cânula ao nervo vago em ambos os lados. Amarre os fios juntos a cerca de dois centímetros do plástico, de modo que o tubo e o fio formem um triângulo, estendendo cada fio por aproximadamente oito centímetros além do nó.

Em seguida, corte. Fio de platina iridiada com sete fios trançados isolado em segmentos de 70 milímetros. Agora, usando um maçarico de ourivesaria, retire cerca de um centímetro de isolamento de uma extremidade do fio.

Em seguida, use a chama para derreter o platina-méridio na parte exposta. Usando esta técnica, junte os sete fios expostos de fio de platina-méridio em um único fio mais resistente e derreta a extremidade do fio, formando uma esfera na ponta oposta do segmento de fio fundido. Derreta o fio de platina-méridio em uma pequena esfera com mínima remoção do isolamento.

Agora fixe com fita a braçadeira plástica rosqueada com a borda cortada ao longo do plano horizontal, com as roscas puxadas firmemente e a braçadeira esticada. Usando pinça, introduza a extremidade exposta da preparação de fio pelo orifício inferior direito e puxe-a até o centro da braçadeira. Em seguida, empurre o fio através do orifício superior direito e enrole o fio de volta sobre a braçadeira.

Continue empurrando o fio através do orifício superior direito novamente e, em seguida, com um puxão, aperte o fio e certifique-se de que ele esteja firme. É fundamental que o fio posicionado na ranhura da cânula seja descoberto, enquanto o fio externo à cânula na extremidade inferior permaneça isolado, para que a corrente aplicada vá apenas ao nervo vago. Em seguida, empurre a extremidade descoberta através do orifício inferior direito, partindo do interior da cânula.

Assim, completando um loop, coloque um fio no lado esquerdo da braçadeira exatamente da mesma maneira na extremidade do fio, sem fixá-lo à braçadeira. Solde a extremidade descascada do fio a um pino de ouro. Deixe a solda esfriar e depois reaqueça para garantir uma boa conexão.

Adicione mais solda conforme necessário. Agora prepare os conectores para o capuz craniano do local de entrada do VNS para cada local de entrada. Descasque as extremidades de dois segmentos de 30 milímetros de fio de cobre 26 A WG e corte a extremidade estreita de um pino dourado solto, em seguida, solde cada par de fios a um pino conforme indicado.

Este solda a extremidade solta dos fios aos dois dentes de fluxo de um conector. Assim, os conectores são fabricados. Após preparar o animal para cirurgia em um estereotáxico, use um bisturi para fazer uma incisão na pele sobre o crânio e expor o lambda e o bgma.

Usando pinças rombas, faça um túnel subcutâneo a partir da incisão, descendo pelo lado esquerdo em frente ao ouvido e até o lado esquerdo do pescoço. Esse caminho será para a braçadeira. Em seguida, usando um bisturi, abra dois pequenos orifícios iniciais para os parafusos de fixação.

Não posicione esses orifícios diretamente sobre a linha média. Em seguida, com pinça e chave de fenda, insira dois parafusos ósseos deixando espaço para que o acrílico preencha abaixo dos parafusos. Depois, preencha o espaço sob um círculo e entre os parafusos com acrílico, mantendo o acrílico longe dos tecidos circundantes e aplicando acrílico adicional entre os parafusos.

Em seguida, segure o implante de modo que o fio marcado fique rostral ao fio não marcado. E posicione rapidamente o implante na acrílica. Não deixe nenhuma acrílica sobre os pinos dourados, a área do grampo ou o local de entrada.

Deixe secar por cinco minutos e prepare-se para continuar trabalhando sob um estereoscópio. Faça uma pequena incisão sobre a veia jugular esquerda diretamente entre o osso da mandíbula e a clavícula. Alargue a incisão com uma dissecação romba até atingir os músculos.

Exponha o esternocleidomastoideo, o hióide esternal e o omohioide. Prossiga realizando dissecação romba ao longo dos sulcos entre os músculos para localizar a artéria carótida. A bainha que contém a carótida também abriga o nervo vago.

Usando tesoura, dissecar cuidadosamente a bainha para expor um segmento de cinco milímetros do nervo vago. Em seguida, a partir da incisão na cabeça, usar os fios localizados no lado do manguito oposto aos eletrodos para puxar o manguito através do túnel subcutâneo e até o local da incisão no pescoço. Levantar suavemente o nervo com ferramentas de vidro e empurrar os fios do manguito para baixo do nervo.

Tenha cuidado para evitar atrito contra o nervo. O lado superior da braçadeira deve ficar voltado para o lado superior do animal. Agora, posicione o nervo no centro da braçadeira e feche a braçadeira sobre a base craniana.

Conecte os pinos ligados ao manguito aos pinos no local de entrada da estimulação para confirmar que o manguito está adequadamente posicionado. Realize uma cessação da respiração. A respiração de teste deve parar brevemente e a frequência cardíaca também deve diminuir.

Após confirmar a posição do manguito, fixe os pinos ao local de entrada da estimulação com acrílico. Em seguida, feche o local cirúrgico e trate o animal com Marcaine e antibióticos tópicos. Deixe o animal se recuperar por cinco dias sem companheiros de viveiro.

Antes de realizar os testes, prepare a caixa de condicionamento operante sob vigilância por câmera de vídeo. No primeiro dia do treinamento comportamental, apresente o tom cinco vezes durante 30 segundos para demonstrar que não há medo inato em relação ao tom. Após a apresentação inicial do tom, condicione os ratos com medo no primeiro e segundo dia.

Reproduza um tom de 32º com um choque leve de 0,5 miliampère, aleatoriamente posicionado, com duração de um segundo. Aplique oito pares de tom-choque por dia, com intervalos de três a cinco minutos entre as apresentações dos tons. No terceiro dia, teste a intensidade da associação entre o tom e o choque.

Aplicar o tom isoladamente quatro vezes, com intervalos de três a cinco minutos. Registrar o comportamento de imobilização do animal no quarto e quinto dia. Realizar o treinamento de extinção com estimulação do nervo vago ou estimulação simulada.

Ligue a rata à estimuladora e coloque-a na caixa de condicionamento operante. 150 milissegundos. Antes de cada tom, estimule o nervo vago durante 30 segundos.

Realize quatro associações de tons de estímulo com intervalos de três a cinco minutos. Periodicamente, verifique a integridade elétrica da bainha de ENS e do local de entrada usando um osciloscópio, conforme o protocolo descrito. Os ratos foram treinados em uma tarefa de condicionamento de medo auditivo com estimulação do nervo vago durante a extinção.

Animais que receberam um número limitado de exposições não reforçadas ao tom condicionado durante a fase de extinção não apresentam redução no medo condicionado. Em contraste, ratos tratados com ENS demonstram uma grande redução na imobilização, semelhante à observada em animais submetidos a tratamento simulado que receberam treinamento extensivo de extinção. Os animais com ENS também mostraram comportamento reduzido de imobilização fora do período de apresentação do tom condicionado, sugerindo que seu treinamento de extinção se generalizou para o contexto.

Uma investigação adicional mostrou que o emparelhamento da estimulação do nervo vago com o treinamento de extinção altera a metaplasticidade na via entre o córtex infra-limítro e a amígdala basal lateral. Em animais anestesiados e em animais submetidos à estimulação simulada que não conseguiram extinguir a condição, a resposta ao medo foi revertida. A estimulação em rajada do córtex infra-limítro induziu depressão de longa duração do campo local evocado na amígdala basal lateral.

Essa depressão sináptica foi revertida em animais que exibiram extinção significativa da resposta condicionada de medo. Além disso, a administração de ENS durante uma única sessão de extinção promoveu a indução da potenciação de longa duração. Após assistir a este vídeo, você deverá ter uma boa compreensão de como usar a ENS em conjunto com treinamento comportamental.

Uma vez dominada a confecção dos componentes do VNS e a cirurgia, o procedimento pode ser realizado em cerca de três horas, se executado corretamente. Ao realizar este procedimento, é importante lembrar-se de manter as conexões elétricas intactas.