Name: Estimulação do nervo vago como uma ferramenta para induzir plasticidade em Pathways relevantes para a Aprendizagem Extinção (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-08-21T14:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 2 s
Description: Aprenda a usar estimulação do nervo vago para facilitar a extinção do medo condicionado em modelos animais. Este método induz plasticidade sináptica em redes neurais, oferecendo vantagens sobre tratamentos farmacológicos sistêmicos.

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Esta pesquisa foi apoiada pelo Instituto Nacional de Saúde Mental MH 086960-01A1 (Christa K. McIntyre).

Os autores não têm interesses ou conflitos conflitantes.

Nós apresentamos aqui um protocolo que é usado para facilitar a extinção do medo condicionado durante uma única sessão de exposição a estímulos condicionados 19 e modular a plasticidade na via entre o córtex infralimbic ea amígdala basolateral que podem mediar a aprendizagem extinção 20. Um passo crucial para o sucesso deste protocolo é a entrega dos VNS durante o treinamento de extinção. Portanto, um cuidado especial deve ser dada para a construção dos eléctrodos de punho e a colocação da manga em...

Medo condicionado clássico fornece um modelo animal amplamente utilizado para estudar a função biológica de perturbações de ansiedade. Durante o condicionamento do medo, um estímulo aversivo (o estímulo não condicionado, EUA, por exemplo, um choque eléctrico na pata) é apresentada em conjunto com um estímulo neutro, tal como um tom e / ou um quadro (o estímulo condicionado; CS). Durante o condicionamento do medo, as associações entre o CS e os EUA são formadas. Eventualmente, a apresentação do CS sozinho induz uma resposta de medo (resposta condicionada; CR). Em extinção medo, o CS é apresentada repetidamente na ausência de os EUA, fazendo com que o CR a diminuir gradualmente 1. Assim, a extinção do medo condicionado é um processo ativo em que as respostas comportamentais medo de estímulos neutros são atenuados quando já não prever resultados aversivos. Extinção de respostas condicionadas requer a consolidação de novas memórias que competem com as associações aprendidas. Uma característica dos transtornos de ansiedade é impaextinção Ired 2-4. Assim, a extinção do medo condicionado em modelos animais serve como um paradigma importante tanto para a aprendizagem inibidor e como um modelo de terapia comportamental para transtornos de ansiedade humanos 5,6. Porque existe uma estreita correspondência entre o medo ea ansiedade humana, pensa-se que estes estudos podem fornecer insights sobre a natureza biológica de distúrbios relacionados com a ansiedade como o transtorno de estresse pós-traumático e ajudará a desenvolver estratégias para tratá-los. Um objetivo importante da pesquisa pré-clínica é ajudar aprendizagem extinção e para induzir plasticidade alvejado em circuitos de extinção para consolidar a aprendizagem extinção. Estimulação do nervo vago (VNS) é uma abordagem neuroprosthetic minimamente invasivo que pode ser usado para fornecer modulação temporal e específico do circuito apertado de áreas do cérebro e sinapses envolvidos em uma tarefa contínua. Uma série de estudos recentes do grupo de Michael Kilgard na Universidade do Texas em Dallas temmostraram que o emparelhamento VNS com estímulos sensoriais ou motoras discretas (por exemplo, um tom ou um puxão alavanca) é altamente eficaz na promoção da plasticidade cortical para tratar o zumbido 7, ou para superar os défices motores após acidente vascular cerebral 8-10. Além disso, não contingente VNS que ocorre dentro de um intervalo de tempo curto depois de saber semelhante promove plasticidade cortical e melhora a consolidação da memória em ratos e em seres humanos 11-13. Considerando o papel do nervo vago na via parassimpático, não é surpreendente que possa participar na modulação da plasticidade sináptica e memórias. Altamente eventos emocionais tendem a produzir memórias mais fortes do que as memórias não-emocionais. Isto é provavelmente devido à influência dos hormônios do estresse sobre a consolidação da memória. Pós-treino administração da adrenalina hormônio do estresse aumenta a consolidação da memória em animais humanos e não-humanos, mas a adrenalina não atravessar a barreira sangue-cérebro-barreira 14, 15 </sup&gt;. Portanto, a liberação de adrenalina induzida por estresse deve impactar o cérebro indirectamente para melhorar a consolidação da memória. Fortes evidências sugerem que o nervo vago pode ser o elo entre a adrenalina circulante eo cérebro. Miyashita e Williams 16 acharam que a administração sistêmica da adrenalina aumentou disparo do nervo vago, e aumento dos níveis de norepinefrina na amígdala 17. A administração sistémica de adrenalina não melhora a consolidação da memória quando os receptores β-adrenérgicos são bloqueados na amígdala 18 sugerindo que o nervo vago desempenha um papel importante no caminho que se transforma experiências emocionalmente carregadas em memórias de longo prazo. Assim, o emparelhamento com VNS treinamento tem o potencial de melhorar as mudanças do cérebro que suportam a consolidação da memória e exposição a estímulos condicionados, na ausência de reforço aumenta a consolidação da aprendizagem extinção em ratos 19,20. Aqui descreve-se a utilização de um VNSsa ferramenta para promover a plasticidade cortical e facilitar a extinção de uma resposta de medo condicionada.

<table><tbody><tr><td>Álcool</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>Peróxido de hidrogênio&nbsp;</td><td>CVS</td><td>209478</td><td></td></tr><tr><td></td><td>Cetamina Henry Schein&nbsp;</td><td>1129300</td><td></td></tr><tr><td>Marcaína</td><td>Henry Schein</td><td>6312615</td><td></td></tr><tr><td>Óleo Mineral</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>Oxigênio</td><td>Home Depot</td><td>304179</td><td></td></tr><tr><td>Penicilina</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> Tocha de Joalheria <td>Henry Schein 4019308</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Tools</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td>Smith</td><td>Equipment 23-1001D</td><td></td></tr><tr><td>Agulha de Costura</td><td>Walgreens</td><td>441831</td><td></td></tr><tr><td>#5 Fórceps (2)</td><td>Ferramentas de Ciência Fina</td><td>11254-20</td><td></td></tr><tr><td>Ferro de Solda</td><td>Home Depot&nbsp;</td><td></td><td></td>203525863</tr><tr><td>AmScope SM-4TX-144A 3.5X-45X Placa de Circuito Boom Microscópio Estéreo + 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>Suporte de Lâmina de Bisturi <td>726200</td><td></td></tr><tr><td></td><td>Ferramentas de Ciência Fina</td><td>10003-12</td><td></td></tr><tr><td>Lima de Metal</td><td>Home Depot</td><td>6601</td><td></td></tr><tr><td>Régua</td><td>Home Deopt</td><td>202035324</td><td></td></tr><tr><td>Hemostáticos Curvos&nbsp;</td><td>Fine Science Tools</td><td>130009-12</td><td></td></tr><tr><td>Tesoura Fina</td><td>Fine Science Tools</td><td>14058-09</td><td></td></tr><tr><td>Espátula</td><td>Fine Science Tools</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Chave de fenda pequena</td><td>Home Depot</td><td>646507</td><td></td></tr><tr><td>Sistema de retração do fixador magnético</td><td>Ferramentas Fine Science</td><td>18200-04, 18200-01, 18200-05</td><td></td></tr><tr><td>Almofada de aquecimento</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>Grampos</td><td>Sharpie</td><td>125328</td><td></td></tr><tr><td>Pinça de Anel</td><td>Ferramentas de Ciência Fina</td><td>11103-09</td><td></td></tr><tr><td>Ferramentas de Vidro Micropipeta Personalizadas (forma J e Reta) - Vidro borossilicato</td><td>Sutter Instrument</td><td>B150-110-10</td><td></td></tr><tr><td>Pinça Adson Ferramentas</td><td>de Ciência Fina</td><td>11006-12</td><td></td></tr><tr><td>Tubulação de Punhos</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td>Braintree Scientific Inc</td><td>MRE-065</td><td></td></tr><tr><td>Fio de Irídio de Platina</td><td>Medwire</td><td>10IR9/49T</td><td></td></tr><tr><td>Pinos de Ouro</td><td>Mill-Max</td><td>1001-0-15-15-30-27-04-0</td><td></td></tr><tr><td>Fio de Sutura</td><td>Henry Schein</td><td>100-5797</td><td></td></tr><tr><td>Agulhas de 22 G</td><td>Fisher&nbsp;</td><td>14-815-525</td><td></td></tr><tr><td>Fita de Papel</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>Lâmina de bisturi <td>300142</td><td></td> <td>Home Depot</td></tr><tr><td>, 10 ou 15</td><td>Stoelting</td><td>52173-10</td><td></td></tr><tr><td>Tubulação de Laboratório Silastic .51 mm ID x .94 mm OD</td><td>Fisher&nbsp;</td><td>508-002</td><td></td></tr><tr><td>Peças de Conector de</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Cabeça (macho)</td><td>Omnetics Connector Corporation</td><td>A25001-004</td><td></td></tr><tr><td>Peças de Headcap (fêmea)</td><td>Omnetics Connector Corporation</td><td>A24001-004</td><td></td></tr><tr><td>Teets Dental</td><td>A-M Systems</td><td>525000, 526000</td><td></td></tr><tr><td>Grampos</td><td></td> <td>de Fio de Cobre Sólido de 26 Gauge1016882 &nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>Parafusos de Cirurgia</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr>para<td>Ossos</td><td>Stoelting+CB33:C61</td><td>51457</td><td></td></tr><tr><td>Lâminas de Bisturi, 10 ou 15</td><td>Stoelting</td><td>52173-10</td><td></td></tr><tr><td>Seringas de 1 ml Agulhas</td><td>Fisher</td><td>14-826-261</td><td></td></tr><tr><td>22 G Fisher</td><td>&nbsp;</td><td>14-815-525</td><td></td></tr><tr><td>27 G Agulhas</td><td>Fisher</td><td>14-826-48</td><td></td></tr><tr><td>2" x 2" Gaze</td><td>Fisher</td><td>22-362-178</td><td></td></tr><tr><td>Cotonetes</td><td>Fisher</td><td>19-120-472</td><td></td></tr><tr><td>Almofadas para Filhotes</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>Câmara e Ambiente Comportamental&nbsp;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Armário Base Frontal de Metal Husky (30WX19DX34H)</td><td>Home Depot</td><td>100607961</td><td></td></tr><tr><td>Barreira Silenciosa&tímido; Material de Insonorização HD (Folha) (PSA)</td><td>soundproofcow.com</td><td>Painel de</td> Espuma Acústica Enrolada 10203041 <td></td></tr><tr><td></td><td>soundproofcow.com</td><td>10432400</td><td></td></tr><tr><td>Estimulador de Pulso Isolado Modelo 2100</td><td>A-M Systems</td><td>720000</td><td></td></tr><tr><td>Câmera Digital - Webcam Logitech 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>Osciloscópio de canal único de 10 MHz</td><td>Linômetro</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>potenciômetro de 5k ohm</td><td>Alpha Electronics</td><td>B00CTWDHIO</td><td></td></tr><tr><td>Extech 407730 Medidor de nível de som digital de 40 a 130 decibéis</td><td>Extech Instruments</td><td>B000EWY67W</td><td></td></tr><tr><td>DSCK-C Dual Output, embaralhado choque</td><td>Kinder Scientific Co</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

estimulação do nervo vago como uma ferramenta para induzir plasticidade em pathways relevantes para a aprendizagem extinção

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

Extinção descreve o processo de atenuação das respostas comportamentais a estímulos neutros quando eles não fornecem mais o reforço que vem mantendo o comportamento. Há uma estreita correspondência entre o medo e a ansiedade humana e, portanto, os estudos de aprendizagem da extinção podem fornecer informações sobre a natureza biológica dos transtornos relacionados à ansiedade, como o transtorno de estresse pós-traumático, e podem ajudar a desenvolver estratégias para tratá-los. A pesquisa pré-clínica visa ajudar no aprendizado da extinção e induzir plasticidade direcionada em circuitos de extinção para consolidar a memória recém-formada. A estimulação do nervo vago (VNS) é uma abordagem poderosa que fornece liberação temporal e específica de neurotransmissores em tempo apertado, resultando na modulação de redes neuronais envolvidas em uma tarefa contínua. O VNS aumenta a consolidação da memória em ratos e humanos, e o emparelhamento do VNS com a exposição a pistas condicionadas aumenta a consolidação do aprendizado de extinção em ratos. Aqui, fornecemos um protocolo detalhado para a preparação de peças feitas sob medida e os procedimentos cirúrgicos necessários para VNS em ratos. Usando este protocolo, mostramos como o VNS pode facilitar a extinção de respostas de medo condicionado em uma tarefa de condicionamento de medo auditivo. Além disso, fornecemos evidências de que o VNS modula a plasticidade sináptica na via entre o córtex pré-frontal medial infralímbico (IL) e o complexo basolateral da amígdala (BLA), que está envolvido na expressão e modulação da memória de extinção.

Esta secção ilustra exemplos de resultados que podem ser obtidos através da utilização de VNS em combinação com a aprendizagem extinção para reduzir a expressão da resposta de medo condicionado em ratos. Para Dias 1 e 2 (Auditivo Medo Condicionado), os ratos foram treinados em uma tarefa auditiva medo condicionado em choques nas patas que foram pareados com um tom. No Dia 3 (Pré-Tratamento de teste), tons foram apresentados na ausência de choques nas patas para medir os níveis de congelamento e inferir aquisição respost...

Estimulação do nervo vago (VNS) emergiu como uma ferramenta para induzir plasticidade sináptica alvejado na parte frontal do cérebro para modificar uma série de comportamentos. Este protocolo descreve como implementar VNS para facilitar a consolidação da memória de extinção do medo.

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

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

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 apre

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

Research

JoVE Journal

Behavior

Comportamento

Fonte: Sanchez, C. A., et al. Preparação de eletrodos de estimulação de nervos periféricos para implantação crônica em ratos. J. Vis. Exp. (2020).Este vídeo demonstra a estimulação do nervo vago em um rato acordado. Um rato com um eletrodo de manguito de nervo periférico crônico implantado e treinado em uma tarefa de pressão de alavanca é conectado a um gerador de estímulo por meio de uma tampa de cabeça implantada. O nervo vago é estimulado imediatamente após cada pressão bem-sucedida da...

Estimulação do nervo vago por meio de eletrodos de manguito de nervo periférico implantados cronicamente em ratos

Fonte: Childs, J. E., et al. Estimulação do nervo vago como ferramenta para induzir plasticidade em vias relevantes para o aprendizado da extinção. J. Vis. Exp. (2015)Este vídeo demonstra o método de estimulação do nervo vago (VNS) em um modelo de rato para reduzir o comportamento de congelamento. Ratos condicionados ao medo recebem VNS durante a reexposição ao som, levando à redução do congelamento e revelando seu potencial terapêutico.

Estimulação do nervo vago em um modelo de rato para reduzir o comportamento de congelamento

Fonte: Moeller, S., et al., Estimulação do nervo vago como uma ferramenta de neuroestimulação adjuvante na depressão resistente ao tratamento. J. Vis. Exp. (2019)Este vídeo demonstra um protocolo clínico para Estimulação do Nervo Vago (VNS) como terapia adjuvante de neuroestimulação para depressão resistente ao tratamento (TRD).

Terapia de estimulação do nervo vago para controlar a depressão resistente ao tratamento

Este protocolo descreve como silenciar temporária e remotamente a atividade neuronal em regiões cerebrais discretas enquanto os ratos estão envolvidos em tarefas de aprendizado e memória. A abordagem combina farmacogenética (Designer-Receptors-Exclusivamente-Ativados-por-Designer-Drugs) com um paradigma comportamental (pré-condicionamento sensorial) que é projetado para distinguir entre diferentes componentes de aprendizagem.

Um método para a atividade neural remotamente Silenciando em Roedores Durante fases distintas de Aprendizagem

abordagens optogenética são amplamente utilizados para manipular a atividade neural e avaliar as consequências para o funcionamento do cérebro. Aqui, uma técnica que é descrita por expressão in vivo do activador channelrodopsina óptico, permite a análise ex vivo de propriedades sinápticos de longo alcance específico e conexões neurais locais em circuitos relacionados com o medo.

Ex Vivo optogenética Dissection de Circuitos medo no cérebro Slices

A estimulação do nervo vago provou ter uma forte eficácia na diminuição da inflamação periférica. Aqui, apresentamos um protocolo de estimulação do nervo vago modificado que permite exames adicionais dos mecanismos anti-inflamatórios colinérgicos em respostas inflamatórias limitadas.

Aumento do tempo de recuperação e diminuição da Administração LPS para estudar o nervo vago Estimulação Mecanismos em respostas inflamatórias Limitada

Estimulação do nervo do vagus (VNS) foi mostrada para ser eficaz como um tratamento adjuvante para a depressão tratamento-resistente (TRD). VNS conduz a efeitos antidepressivos e antisuicidal e melhorias de qualidade de vida. Este protocolo oferece um passo-a-passo guia para gerenciar e ajustar um estimulador de nervo vago para o tratamento eficiente de TRD.

Estimulação do nervo vago como uma ferramenta de neuroestimulação adjuvante na depressão tratamento-resistente

Uma descrição metodológica da técnica, alvos em potencial e boa administração da estimulação transcutânea do nervo vago auricular (taVNS) sobre o ouvido humano é descrita.

Laboratório administração de estimulação nervosa transcutânea Auricular Vagus (taVNS): técnica, Targeting e considerações

Abordagens existentes para a construção de eletrodos de manguito nervoso periférico cronicamente implantáveis para uso em pequenos roedores muitas vezes requerem equipamentos especializados e/ou pessoal altamente treinado. Neste protocolo, demonstramos uma abordagem simples e de baixo custo para a fabricação de eletrodos de manguitos cronicamente implantáveis, e demonstramos sua eficácia para a estimulação do nervo vago (VNS) em ratos.

Preparação de Eletrodos de Estimulação Nervosa Periférica para Implantação Crônica em Ratos

Os métodos aqui descritos descrevem um procedimento usado para reverter optogeneticamente a plasticidade induzida pela cocaína em um circuito comportamentalmente relevante em ratos. A estimulação óptica sustentada de baixa frequência das sinapses tálamo-amígdala induz depressão a longo prazo (LTD). A LTD induzida optogeneticamente in vivo em ratos com experiência em cocaína resultou na subsequente atenuação da procura de droga motivada por pistas.

Usando a optogenética para reverter a neuroplasticidade e inibir a busca de cocaína em ratos

O presente protocolo descreve a técnica cirúrgica para implantação de um arranjo de eletrodos no nervo vago abdominal em ratos, juntamente com métodos para testes eletrofisiológicos crônicos e estimulação com o dispositivo implantado.

Cirurgia de Implante para Estimulação do Nervo Vago Abdominal e Estudos de Gravação em Ratos Acordados

Aprenda a usar estimulação do nervo vago para facilitar a extinção do medo condicionado em modelos animais. Este método induz plasticidade sináptica em redes neurais, oferecendo vantagens sobre tratamentos farmacológicos sistêmicos.

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

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