Стимуляция блуждающего нерва как инструмент, чтобы побудить пластичность Подготовка актуальным для вымирания обучения

Общая цель данной процедуры заключается в облегчении угашения обусловленного страха посредством стимуляции блуждающего нерва. Это достигается путем предварительного изготовления электродов для подачи тока на блуждающий нерв. Следующими этапами являются имплантация этих электродов вокруг средней шейной части блуждающего нерва, а также установка головного колпачка после периода восстановления; затем животные проходят процедуру обучения слуховому обусловливанию страха и тренировку по угашению с применением стимуляции блуждающего нерва или имитации стимуляции.

Заключительным этапом является проверка экспрессии обусловленного страха и оценка снижения обусловленной реакции замирания. В конечном счете, стимуляция блуждающего нерва используется для усиления обучения угашению путем индуцирования пластичности в сетях угашения. Основным преимуществом данного метода по сравнению с существующими способами, такими как системное медикаментозное лечение, является возможность точно регулировать время воздействия для достижения специфического высвобождения нейромедиаторов в определенных сетях, что может быть синхронизировано с текущим поведением.

Данный метод может помочь в поиске ответов на ключевые вопросы в области эмоционального обучения и памяти, в частности, о том, как высвобождение гормонов стресса, таких как эпинефрин и глюкокортикоиды, может влиять на консолидацию долговременной памяти. Значимость этой методики распространяется на экспозиционную терапию, применяемую при лечении тревожных и связанных с травмой расстройств, а также на реабилитацию при зависимостях. Кроме того, стимуляция блуждающего нерва может быть применена к другим моделям обучения в рамках синаптической пластичности, таким как моторное обучение после инсульта или черепно-мозговой травмы.

В качестве подготовки изберите сверлильный инструмент из иглы. Чтобы начать изготовление манжеты, наденьте четыре сантиметра микротрубки из ренаина на ложе сверла. Затем с помощью этого инструмента просверлите четыре отверстия с интервалом в два миллиметра, образуя углы квадрата. Отверстия должны быть чистыми, без заусенцев.

Затем разрежьте трубку вдоль между отверстиями. Теперь с помощью шовного материала создайте систему креплений для фиксации манжеты к блуждающему нерву с обеих сторон. Свяжите нити узлом примерно в двух сантиметрах от пластика так, чтобы трубка и нить образовывали треугольник; оставьте свободные концы каждой нити длиной около восьми сантиметров от узла.

Затем разрежьте изолированный семижильный платино-иридиевый провод на сегменты длиной 70 millimeter. Теперь с помощью ювелирной горелки снимите примерно один сантиметр изоляции с одного конца провода.

Затем с помощью пламени расплавьте платиновый меридиум в месте его оголения. Используя этот метод, соедините семь оголенных жил проволоки из платинового меридиума в одну более прочную проволоку, расплавив конец проволоки в шарик на противоположном конце сплавленного сегмента. Расплавьте проволоку из платинового меридиума в маленький шарик с минимальным удалением изоляции.

Теперь закрепите лентой пластиковую резьбовую манжету с обрезанным краем вдоль горизонтальной плоскости, плотно затянув резьбу и полностью расправив манжету. С помощью пинцета проденьте открытый конец подготовленной проволоки через нижнее правое отверстие и вытяните ее к центру манжеты. Затем пропустите проволоку через верхнее правое отверстие и заведите ее петлей обратно поверх манжеты.

Продолжите, снова продев проволоку через верхнее правое отверстие, затем с натяжением затяните проволоку и убедитесь, что она закреплена надежно. Крайне важно, чтобы участок проволоки, расположенный в желобке манжеты, был неизолированным, в то время как участок проволоки вне манжеты с нижнего конца оставался изолированным, чтобы подаваемый ток поступал только на блуждающий нерв. Затем просуньте оголенный конец через нижнее правое отверстие изнутри манжеты.

Замыкая контур, поместите провод на левую сторону манжеты точно таким же образом, закрепив его за конец провода, не фиксируя к самой манжете. Припаяйте оголенный конец провода к золотому контакту. Дайте припою остыть, а затем снова расплавьте его, чтобы обеспечить надежное соединение.

При необходимости добавьте больше припоя. Теперь подготовьте разъемы для головной крышки входа VNS для каждой входной точки. Зачистите концы двух сегментов медного провода 26 AWG длиной 30 миллиметров и отсеките узкий конец свободного золоченого штырька, затем припаяйте каждую пару проводов к штырьку следующим образом.

Припаяйте свободные концы проводов к двум контактам разъема с помощью флюса. Таким образом изготавливаются разъемы. После подготовки животного к операции в стереотаксической раме используйте скальпель, чтобы сделать надрез кожи над черепом и обнажить лямбда и брегма.

С помощью тупых пинцетов сформируйте подкожный туннель от разреза вниз по левой стороне перед ухом к левой стороне шеи. Этот путь предназначен для установки манжеты. Затем с помощью скальпеля сделайте два небольших начальных отверстия для анкерных винтов.

Не располагайте эти отверстия непосредственно по срединной линии. Затем с помощью пинцета и отвертки вкрутите два костных винта, оставив достаточно места для заполнения пространства под винтами акрилом. После этого заполните пространство вокруг и между винтами акрилом; следите за тем, чтобы акрил не попадал на окружающие ткани, и нанесите дополнительный слой акрила между винтами.

Затем зажмите имплантат так, чтобы маркированный провод находился ростральнее немаркированного. Быстро установите имплантат в акрил. Следите за тем, чтобы акрил не попал на золотые контакты, область зажима или место ввода.

Оставьте образец высыхать в течение пяти минут и подготовьтесь к дальнейшей работе под стереомикроскопом. Сделайте небольшой разрез над левой яремной веной непосредственно между челюстной костью и ключицей. Расширьте разрез с помощью тупой диссекции до мышц.

Обнажите грудино-сосцевидную, грудино-подъязычную и грудино-лопаточную мышцы. Продолжите тупую диссекцию вдоль борозд между мышцами, чтобы найти сонную артерию. Оболочка, в которой находится сонная артерия, также содержит блуждающий нерв.

С помощью ножниц осторожно рассеките оболочку, чтобы обнажить участок блуждающего нерва длиной пять миллиметров. Затем, через разрез в области головы, используя нити на стороне манжеты, противоположной электродам, протяните манжету через подкожный туннель к месту разреза на шее. Осторожно приподнимите нерв стеклянными инструментами и просуньте нити манжеты под нерв.

Будьте осторожны, чтобы не задеть нерв. Верхняя сторона манжеты должна быть обращена к дорсальной стороне животного. Теперь поместите нерв в середину манжеты и закройте её на головном колпачке.

Присоедините контакты, подключенные к манжете, к контактам на входе стимуляции, чтобы подтвердить правильность расположения манжеты. Вызовите остановку дыхания. Тестовое дыхание должно ненадолго прекратиться, а частота сердечных сокращений должна снизиться.

После подтверждения положения манжеты закрепите контакты в месте ввода стимула с помощью акрила. Затем зашейте операционную рану и обработайте животное Маркаином и местными антибиотиками. Оставьте животное восстанавливаться в течение пяти дней в отдельном вольере.

Перед началом испытаний установите камеру видеонаблюдения над камерой для оперантного обусловливания. В первый день поведенческого обучения подайте тональный сигнал пять раз по 30 секунд, чтобы продемонстрировать отсутствие врожденного страха перед этим сигналом. После первоначального предъявления тона проведите процедуру выработки у крыс условного рефлекса страха в первый и второй дни.

Подавайте звуковой сигнал длительностью 32-е доли секунды с randomly размещенным электрическим ударом в лапку силой 0.5 mA продолжительностью 1 с. Ежедневно проводите восемь парных подач сигнала и удара с интервалом от трех до пяти минут между презентациями сигналов. На третий день проверьте силу ассоциации между звуковым сигналом и электрическим ударом.

Подавайте тональный сигнал в одиночку четыре раза с интервалом от трех до пяти минут. Зафиксируйте замирание животного на четвертый и пятый день. Проведите обучение угашению с электростимуляцией блуждающего нерва или имитацией стимуляции.

Подключите крысу к стимулятору и поместите ее в камеру для оперантного обусловливания. 150 миллисекунд. Перед каждым звуковым сигналом стимулируйте блуждающий нерв в течение 30 секунд.

Выполните четыре сопряжения стимулирующего тона с интервалами от трех до пяти минут. Периодически проверяйте целостность электрического соединения манжеты VNS и места ввода с помощью осциллографа согласно описанному протоколу. Крыс обучали задаче слухового обусловливания страха со стимуляцией блуждающего нерва во время угашения.

У животных, подвергшихся ограниченному количеству не подкрепленных воздействий условного тона на фазе угашения, снижение условного страха не наблюдалось. Напротив, у крыс, получавших BNS, отмечалось значительное снижение замирания, аналогичное тому, которое наблюдалось у животных группы ложного воздействия (sham), прошедших расширенное обучение угашению. У животных, получавших BNS, также наблюдалось снижение замирания вне предъявления условного тона, что свидетельствует о генерализации обучения угашению на контекст.

Дальнейшие исследования показали, что сочетание VNS с тренировкой угашения изменяет метапластичность в пути между инфралимбической корой и базолатеральной миндалевидным телом. У анестезированных животных в группе ложной стимуляции, у которых не произошло угашения условной реакции страха, пачечная стимуляция инфралимбической коры вызывала долговременную депрессию вызванного локального полевого потенциала в базолатеральном миндалевидном теле.

Эта синаптическая депрессия была обращена в животных, у которых наблюдалось значительное угасание реакции страха на условие. Более того, применение VNS во время одного сеанса угасания способствовало индукции долгосрочной потенциации. После просмотра этого видео вы должны получить четкое представление о том, как использовать VNS в сочетании с поведенческим обучением.

После того как навык изготовления компонентов VNS будет освоен, операция может занять около трех часов при условии ее правильного выполнения. При проведении данной процедуры важно помнить о необходимости сохранения целостности электрических соединений.