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Behavior

एक उपकरण के रूप में Vagus तंत्रिका उत्तेजना विलुप्त होने सीखने के लिए प्रासंगिक रास्ते में Plasticity प्रेरित करने के लिए

Published: August 21, 2015 doi: 10.3791/53032
Automatic Translation
1, 1, 1, 1
1School of Behavioral and Brain Sciences, The University of Texas at Dallas

Summary

Vagus तंत्रिका उत्तेजना (VNS) व्यवहार की एक सीमा को संशोधित करने के अग्रमस्तिष्क में लक्षित synaptic plasticity प्रेरित करने के लिए एक उपकरण के रूप में उभरा है। इस प्रोटोकॉल के डर से विलुप्त होने स्मृति के समेकन की सुविधा के लिए VNS लागू करने के लिए कैसे करें।

Introduction

शास्त्रीय डर कंडीशनिंग चिंता विकारों के जैविक आधार पर अध्ययन करने के लिए एक व्यापक रूप से इस्तेमाल पशु मॉडल प्रदान करता है। डर कंडीशनिंग के दौरान, एक प्रतिकूल प्रोत्साहन (असुविधाजनक उत्तेजना, अमेरिका, उदाहरण के लिए, एक footshock) इस तरह के एक टोन और / या एक संदर्भ (; सीएस वातानुकूलित उत्तेजना) के रूप में, एक तटस्थ उत्तेजना के साथ संयोजन के रूप में प्रस्तुत किया है। डर कंडीशनिंग के दौरान, सीएस और अमेरिका के बीच संघों का गठन कर रहे हैं। आखिरकार सीएस की प्रस्तुति अकेले एक डर प्रतिक्रिया (; सीआर वातानुकूलित प्रतिक्रिया) elicits। डर विलुप्त होने में, सीएस धीरे-धीरे 1 कम करने के लिए सीआर, जिससे अमेरिका के अभाव में बार-बार प्रस्तुत किया है। इस प्रकार, वातानुकूलित डर के विलुप्त होने से वे अब कोई प्रतिकूल परिणाम की भविष्यवाणी जब तटस्थ उत्तेजनाओं को भयभीत व्यवहार प्रतिक्रियाओं तनु कर रहे हैं, जिसमें एक सक्रिय प्रक्रिया है। वातानुकूलित प्रतिक्रियाओं के विलुप्त होने सीखा संघों के साथ प्रतिस्पर्धा है कि नए यादों का समेकन की आवश्यकता है। चिंता विकारों की एक बानगी IMPA हैiRed विलुप्त होने 2-4। इस प्रकार, पशु मॉडल में वातानुकूलित डर के विलुप्त होने निरोधात्मक सीखने के लिए और मानव चिंता विकारों 5,6 के लिए व्यवहार थेरेपी की एक मॉडल के रूप में दोनों एक महत्वपूर्ण प्रतिमान के रूप में कार्य करता है।

भय और मानव चिंता के बीच घनिष्ठ पत्राचार नहीं है, क्योंकि यह इन अध्ययनों में इस तरह के सदमे के बाद तनाव विकार के रूप में चिंता संबंधी विकारों के जैविक प्रकृति में अंतर्दृष्टि प्रदान कर सकते हैं और उन्हें इलाज के लिए रणनीति विकसित करने में मदद मिलेगी कि माना जाता है। पूर्व नैदानिक ​​अनुसंधान का एक महत्वपूर्ण लक्ष्य विलुप्त होने सीखने की सहायता करने के लिए और विलुप्त होने सीखने मजबूत विलुप्त होने सर्किट में लक्षित प्लास्टिसिटी प्रेरित करने के लिए है। Vagus तंत्रिका उत्तेजना (VNS) मस्तिष्क क्षेत्रों और एक चल रहे कार्य में लगे हुए synapses के तंग लौकिक और सर्किट-विशिष्ट मॉडुलन प्रदान करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है कि एक न्यूनतम इनवेसिव neuroprosthetic दृष्टिकोण है। है डलास में टेक्सास विश्वविद्यालय में माइकल Kilgard के समूह से हाल ही के अध्ययन की एक श्रृंखलाअसतत संवेदी या मोटर उत्तेजनाओं के साथ कि बाँधना VNS दिखाया (उदाहरण के लिए, एक स्वर या एक लीवर खींच) टिनिटस 7 के इलाज के लिए, या स्ट्रोक 8-10 निम्नलिखित मोटर घाटे पर काबू पाने के लिए cortical प्लास्टिसिटी को बढ़ावा देने में बहुत प्रभावी है। इसके अलावा, VNS गैर आकस्मिक इसी तरह कॉर्टिकल प्लास्टिसिटी को बढ़ावा देता है और चूहों में और मनुष्यों 11-13 में स्मृति समेकन बढ़ाता सीखने के बाद एक कम समय खिड़की के भीतर होता है।

परानुकंपी मार्ग में वेगस तंत्रिका की भूमिका को देखते हुए, यह यह यादें और synaptic plasticity के नियमन में भाग लेने सकता है कि आश्चर्य की बात नहीं है। बेहद भावनात्मक घटनाओं गैर भावनात्मक यादें तुलना में मजबूत यादों का उत्पादन करते हैं। इस वजह से स्मृति समेकन पर तनाव हार्मोन के प्रभाव की संभावना है। तनाव हार्मोन एड्रेनालाईन का Posttraining प्रशासन मानव और गैर मानव जानवरों में स्मृति समेकन को बढ़ाता है, लेकिन एड्रेनालाईन, 15 रक्त मस्तिष्क बाधा 14 को पार नहीं करता 16 एड्रेनालाईन के प्रणालीगत प्रशासन vagal तंत्रिका फायरिंग में वृद्धि हुई है, और प्रमस्तिष्कखंड 17 में norepinephrine के स्तर में वृद्धि हुई है पाया। Β एड्रीनर्जिक रिसेप्टर्स वेगस तंत्रिका लंबी अवधि यादों में भावनात्मक रूप से arousing अनुभवों चला है कि मार्ग में एक भूमिका निभाता है, सुझाव है कि प्रमस्तिष्कखंड 18 में अवरुद्ध कर रहे हैं जब एड्रेनालाईन के प्रणालीगत प्रशासन स्मृति समेकन में वृद्धि नहीं करता है।

इस प्रकार, प्रशिक्षण के साथ VNS बाँधना चूहों 19,20 में विलुप्त होने सीखने का समेकन को बढ़ाता है सुदृढीकरण के अभाव में वातानुकूलित संकेतों को स्मृति समेकन और जोखिम का समर्थन करने वाले मस्तिष्क में परिवर्तन बढ़ाने की क्षमता है। यहाँ हम VNS एक के उपयोग का वर्णनSA उपकरण कॉर्टिकल प्लास्टिसिटी को बढ़ावा देने और एक वातानुकूलित डर प्रतिक्रिया के विलुप्त होने की सुविधा के लिए।

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Protocol

इस प्रोटोकॉल में वर्णित सभी प्रक्रियाओं प्रयोगशाला पशु की देखभाल और उपयोग के लिए एनआईएच गाइड के अनुसार बाहर किया जाता है, और वे डलास में टेक्सास विश्वविद्यालय की संस्थागत पशु की देखभाल और उपयोग समिति द्वारा अनुमोदित किया गया।

VNS कफ के 1. निर्माण

  1. एक 22 साढ़े जी सुई की तेज अंत से काटने का कार्य द्वारा एक ड्रिलिंग उपकरण बनाने।
  2. एक धातु फ़ाइल पर इसे समतल करने के लिए कई बार 22 साढ़े जी सुई की अब कुंद अंत चलाएँ। फाइल करने के लिए एक 45 डिग्री के कोण पर सुई पकड़ और यह घूर्णन करते हुए फाइल पर यह कई बार चलाते हैं। यह धातु आवक पतले और तह करना बनने के लिए प्रेरित करेगा। चेतावनी: सुई की कटौती अंत में छुरी की नोक डालें और धातु फहरा कुछ नीचे बल के साथ बारी बारी से।
  3. धारा 1 में बचे हुए चरणों के लिए आवर्धक दूरबीन का उपयोग करें।
  4. एक स्केलपेल का उपयोग (10 या 15 ब्लेड) ट्यूबिंग के 4 मिमी खंडों में कटौती।
  5. एक के ऊपर एक 4 मिमी खंड रखेंछोटे ड्रिल बिट या अन्य इसी तरह के आकार का उपकरण। इस तरह से यह चालाकी से किया जा रहा है, जबकि जगह में ट्यूबिंग पकड़ है।
  6. ट्यूबिंग (चित्रा 1 ए) में 4 छेद ड्रिल। छेद 2 मिमी वर्ग से एक 2 मिमी के चार अंक बनाना चाहिए और कोई किसी न किसी किनारों के साथ स्वच्छ होना चाहिए।
    नोट: ड्रिलिंग उपकरण (1.2 चरण) हर 2 या 3 छेद resharpened की जरूरत है। इस कदम के साथ कठिनाई की वजह से काफी तेज नहीं है कि एक ड्रिलिंग उपकरण के लिए लगभग निश्चित है।
  7. दो छेद में कटौती (चित्रा 1 बी) के दोनों ओर पर खत्म होता है, ताकि ड्रिल बिट पर अभी भी टयूबिंग के साथ, छेद के बीच लंबाई ट्यूबिंग कटौती करने के लिए एक स्केलपेल का उपयोग करें।
  8. एक सिलाई सुई और सिवनी धागे का उपयोग, वेगस तंत्रिका आसपास कफ का अंतिम प्लेसमेंट के लिए हेराफेरी बनाने के लिए छेद के माध्यम से सिवनी से गुजरती हैं। कफ के अंदर सुई से शुरू करें और फिर बाहर (चित्रा 1C) से सटे छेद के माध्यम से वापस जाने के लिए, एक छेद के माध्यम से इसे पारित। Threa बाँधडी प्लास्टिक से एक साथ ~ 2 सेमी इतना है कि ट्यूबिंग और धागा एक त्रिकोण बनाते हैं। गाँठ के बाद धागे के ~ 8 सेमी की अनुमति दें और ट्रिम। कटौती के विपरीत दिशा में छेद के लिए प्रक्रिया को दोहराएं। ट्यूबिंग अब तार हो करने के लिए तैयार है।
  9. हथकड़ी के लिए तारों की तैयारी।
    1. 70 मिमी खंडों में प्लैटिनम इरिडियम तार कट।
    2. गहने मशाल के लिए बेहतरीन टिप का उपयोग करना संभव के रूप में के रूप में परिष्कृत किया जाता है कि नीले केंद्र के साथ एक तेज लौ बना सकते हैं और ~ तार से प्लास्टिक कोटिंग के 1 सेमी पट्टी करने के लिए इसका इस्तेमाल करते हैं। एक छोटी सी गेंद बनाने के लिए तार की छीन अंत करने के लिए लौ के नीले केंद्र को लागू करें। एक साथ सात किस्में फ्यूज करने के लिए छीन लिया भाग के कई बिंदुओं को लौ के नीले केंद्र को लागू करें। इन स्थानों में तार गुत्थी को दिखाई देगा।
    3. तार के विपरीत छोर पर, एक छोटी सी गेंद बनाने के लिए अंत करने के लिए लौ के नीले केंद्र लागू होते हैं। इस छोर पर प्लास्टिक अलग करना न्यूनतम।
  10. कफ (चित्रा -1) तार।
    नोट: स्टेखंड 1.10 में पुनश्च आवर्धक दूरबीन के तहत किया जाना चाहिए।
    1. यह कटौती क्षैतिज चलाने के साथ उन्मुख है, ताकि धागे का उपयोग कर नीचे कफ टेप। कफ खुला खींच लिया और फिर धागे नीचे टेप है कि इतनी तंग धागे खींचो।
    2. # 5 संदंश के साथ तैयार तार की छीन पक्ष के balled अंत समझ और नीचे सही छेद के माध्यम से धक्का। कफ के बीच में तार के अंत छोड़ने के छेद से बाहर संदंश खींचो।
    3. (अब कफ के बीच में) छीन तार की balled अंत पुनः समझ और शीर्ष सही छेद के माध्यम से धक्का। कफ के ऊपर की ओर कफ और ढीली के माध्यम से पूरी तरह से पारित कर दिया तार छोड़ने के छेद से बाहर संदंश खींचो।
    4. (अब ऊपर की ओर पर कफ बाहर) छीन तार की balled अंत पुनः समझ और अंदर से शीर्ष सही छेद के माध्यम से इसे वापस धक्का। तार के विपरीत छोर पर tugging द्वारा टेस्ट: तार जगह सुरक्षित है, जब तक ऐसा करने के लिए आगे बढ़ें।
      ध्यान दें:इस प्रक्रिया के दौरान यह तार की छीन / अछूता अंश अंतर करने के लिए महत्वपूर्ण है। अंततः कफ की 'गर्त' में तैनात है कि तार छीन लिया जाना चाहिए, लेकिन (नीचे अंत पर कफ बाहर) नीचे छेद के नीचे सब कुछ अछूता होना चाहिए। यह केवल वेगस तंत्रिका करने के लिए वर्तमान की डिलीवरी सुनिश्चित करता है।
    5. पृथक पक्ष के balled अंत समझ और चारों ओर एक बार यह पाशन, कफ के अंदर से नीचे सही छेद के माध्यम से धक्का।
    6. दो तारों ट्यूबिंग, सही पक्ष पर एक और बाईं ओर एक करने के लिए तय खत्म होता है तो यह है कि कफ के बाईं ओर 1.10.5 - दोहराएँ 1.10.2 कदम।
    7. छेद का सामना करना पड़ के साथ मदद के लिए हाथ के हाथ में एक सोने की पिन रखें। प्रवाह के साथ छेद भरें।
    8. पिन में तार (अब कफ से जुड़ी) की अछूता अंत मिलाप।
    9. मिलाप शांत करने के लिए अनुमति दें, और उसके बाद इसे फिर से पिघला। इस तार के अंत और मैं के बीच एक अच्छे संबंध सुनिश्चित करता हैपिन के nside। यदि आवश्यक हो तो अधिक मिलाप लागू करें। दूसरे तार के लिए दोहराएँ।
    10. सुराग सही करने के लिए चलाने के साथ, स्थायी मार्कर के साथ कफ के शीर्ष निशान। इसके अलावा शीर्ष नेतृत्व से जुड़ी सोने की पिन के निशान।

VNS इनपुट साइट के लिए Headcap 2. निर्माण

  1. 26 AWG तांबे के तार के 30 मिमी खंडों में कटौती। प्रत्येक छोर पर एक छोटे से हिस्से को पट्टी।
  2. ढीला सोने की पिन संकीर्ण अंत कट और सोने की पिन की कटौती समाप्त करने के लिए तार की छीन अंत मिलाप। प्रत्येक वांछित इनपुट साइट के लिए दो तार / पिन यौगिकों बनाएँ। मदद के हाथ में एक योजक प्लेस और कनेक्टर (चित्रा 2 जी) के दो fluxed दांत से प्रत्येक के लिए एक तार / पिन परिसर के तार अंत मिलाप।
  3. मार्क Sharpie के साथ तारों में से एक। सर्जरी के दौरान, अगोचर तार करने के लिए चिह्नित तार व्याख्यान चबूतरे के साथ प्रत्यारोपण की स्थिति।

3. VNS सर्जरी

  1. Vagu से निपटने के लिए कस्टम गिलास उपकरण बनानेसर्जरी के दौरान तंत्रिका।
    1. यह एक लंबा पतला टिप इतना है कि एक micropipette खींचने के लिए borosilicate ग्लास का प्रयोग करें। कोई विंदुक खींचने उपलब्ध है, तो एक लंबे समय तक बढ़त बनाने के लिए कांच टूट गया।
    2. पतला अंत करने के लिए गहने मशाल से नीले रंग की लौ आवेदन करते समय एक मोटी कपड़े से पिपेट की गैर-पतला अंत पकड़ो (बर्न्स रोकने के लिए) और एक चिकनी आग प्रतिरोधी सतह में पतला / टूट अंत दबाएँ। यह सतह में दबाया जाता है के रूप में शीशे के आगे झुकना होगा। एक हुक या जम्मू आकार रूपों तक लौ को लागू करें।
  2. VNS सर्जिकल प्रक्रियाओं
    1. इकट्ठा करने और सभी उपकरण बाँझ। एक सेनेटरी, गर्म शल्य चिकित्सा क्षेत्र तैयार करें।
    2. Ketamine / xylazine (85 मिलीग्राम / किग्रा, 5mg / किलो, आईपी) के साथ पशु anesthetize। पैर के अंगूठे और / या पूंछ बन्द रखो के जवाब में जानवर की vocalizations और वापसी-सजगता की निगरानी के द्वारा संवेदनाहारी विमान की गहराई का आकलन करें।
    3. जानवर की गर्दन के सिर के ऊपर और बाईं ओर दाढ़ी। खान में काम करनेवाला के साथ जानवर की आंखों की रक्षा करेंअल तेल या आंख मरहम। मुंडा क्षेत्रों के लिए धुंध के साथ शराब तो आयोडीन सफाई धुंध के साथ समाधान और लागू करें। एक बार पुन: दोहराएं।
    4. Marcaine subcutaneously सिर के शीर्ष पर 0.05 मिलीलीटर इंजेक्षन और stereotaxic साधन में पशु देते हुए सांस को तितर-बितर करने के लिए अनुमति देते हैं।
    5. लैम्ब्डा और पर्वबिन्दु दोनों को बेनकाब करने के लिए खोपड़ी पर त्वचा में एक चीरा बनाने के लिए एक स्केलपेल का प्रयोग करें। गर्दन के बाईं ओर के कान के सामने बाईं ओर नीचे चीरा साइट से सुरंग subcutaneously को कुंद संदंश का उपयोग करके कफ के लिए एक रास्ता तैयार करें।
    6. Hemostats के साथ खुला चीरा साइट खींचो। कपास swabs का उपयोग करना, किसी भी शेष ऊतक निकालने के संपर्क में खोपड़ी के लिए हाइड्रोजन पेरोक्साइड लागू होते हैं।
    7. एक स्केलपेल का उपयोग, लंगर शिकंजा स्थान के लिए खोपड़ी में दो उथले स्टार्टर छेद ड्रिल। वे अब तक काफी अलग प्रत्यारोपण के लिए कमरे की अनुमति के लिए रखा है, लेकिन आसपास के ऊतकों को भी बंद नहीं किया जाना चाहिए। Midline पर सीधे शिकंजा रखने से बचें।
      1. बल के साथपुनश्च और शराबी, दोनों छेद में एक हड्डी पेंच ड्राइव। खोपड़ी की सतह से ऊपर 3 मिमी के तहत और शिकंजा के आसपास में भरने के लिए एक्रिलिक के लिए कमरे की अनुमति - शिकंजा 2 टोपी के साथ, छेद में तंग किया जाना चाहिए।
    8. आसपास के ऊतकों से परहेज है, चारों ओर, और एक्रिलिक की एक छोटी राशि के साथ शिकंजा के बीच, के तहत अंतरिक्ष भरें। फिर दो शिकंजा के बीच खोपड़ी के बीच में एक्रिलिक की एक बड़ी राशि जगह है।
    9. चिह्नित तार अगोचर तार करने के लिए व्याख्यान चबूतरे उन्मुख और जल्दी सोने की पिन, आलिंगन क्षेत्र, या शीर्ष पर इनपुट साइट में एक्रिलिक पाने के लिए नहीं ख्याल रख रही है, एक्रिलिक में प्रत्यारोपण के लिए जगह है, ताकि प्रत्यारोपण ले लो। एक बार सूखा जब तक ~ 5 मिनट के निर्धारित करने की अनुमति तैनात हैं। यह भी समर्थन के लिए stereotaxic के हाथ का उपयोग किया जा सकता है। एक्रिलिक से एक कम चिपचिपापन मिश्रण के साथ प्रत्यारोपण और खोपड़ी के बीच कोई दरार या अंतराल में भरें। शुष्क करने की अनुमति।
    10. खंड 3.2 में बचे हुए चरणों के लिए आवर्धक दूरबीन का उपयोग करें।
    11. वें निकालेंstereotaxic साधन से ई जानवर। अपने सही पक्ष पर पशु रखें उदर स्थिति की ओर थोड़ा यह घूर्णन।
    12. लगभग बाईं गले नस पर एक छोटा सा चीरा बनाओ। जबड़े की हड्डी और हंसली चीरा साइट के लिए मोटे तौर पर समान दूरी पर होना चाहिए। मांसपेशियों की परत तक पहुँच जाता है जब तक कुंद विच्छेदन का उपयोग कर चीरा चौड़ा। sternomastoid, sternohyoid, और omohyoid मांसपेशियों को दिखाई जानी चाहिए। खुला साइट रखने के लिए पेशी retractors का प्रयोग करें।
    13. मांसपेशियों के बीच प्राकृतिक कूंड़ साथ कुंद विदारक जारी रखें। कैरोटिड धमनी का स्पंदन के लिए देखो। स्पंदन की ओर मांसपेशियों के माध्यम से शीर्षक मन्या धमनी खोलेगा। पेशी प्रतिकर्षक के साथ मांसपेशियों को वापस खींच। कैरोटिड धमनी युक्त म्यान भी वेगस तंत्रिका शामिल हैं। ध्यान से कैंची के साथ म्यान काटना कुंद।
    14. वेगस तंत्रिका को पहचानें। यह मन्या म्यान में सबसे बड़ा तंत्रिका है और धमनी का जानवर के बाईं ओर करने के लिए आमतौर पर हैलेकिन किसी भी पक्ष पर पाया जा सकता है। कस्टम गिलास उपकरणों के लिए स्विच और मन्या धमनी से वेगस तंत्रिका अलग। तंत्रिका कम से कम 5 मिमी के लिए किसी भी अन्य ऊतक से मुक्त होना चाहिए।
    15. सुराग विपरीत कफ की तरफ धागे का उपयोग कर सिर पर चीरा, से, संदंश या छोटे hemostats के साथ पहले किए गए चमड़े के नीचे सुरंग के माध्यम से कफ खींच। गर्दन पर चीरा साइट में ऊतकों के माध्यम से धक्का।
    16. धीरे गिलास उपकरण का उपयोग कर तंत्रिका उठा और तंत्रिका के तहत सुराग विपरीत कफ की तरफ धागे धक्का। तंत्रिका के खिलाफ रगड़ना करने के लिए नहीं, देखभाल करने के लिए सभी तरह के माध्यम से धागे खींचो। कफ तंत्रिका को तुरंत आसन्न होना चाहिए।
    17. कफ बेहतर चिह्नित 'शीर्ष' की ओर से उन्मुख है सुनिश्चित करें। कफ के बीच में तंत्रिका गिरा। तंत्रिका अब कफ (चित्रा 2 बी) के गर्त में दोनों तारों के पार झूठ चाहिए। कफ बंद करने के लिए एक साथ धागे बाँधो।
    18. Headcap पर, उत्तेजना इनपुट साइट पर सोने की पिन में कफ से जुड़ी पिन प्लग। सिमुलेशन इनपुट साइट पर सबसे पूर्वकाल दांत से जुड़ी सोने की पिन में चिह्नित पिन प्लग।
    19. कफ ठीक से वेगस तंत्रिका को उत्तेजित करता है सत्यापित करने के लिए, (10 सेकंड के लिए 0.2 एमए, 60 हर्ट्ज), उत्तेजना, द्वारा परीक्षण साँस लेने headcap पर उत्तेजना इनपुट साइट के लिए उत्तेजक जोड़ने और चलाने का एक समाप्ति प्रदर्शन करते हैं। श्वास संक्षेप में बंद कर देना चाहिए और हृदय की दर कफ समारोह की पुष्टि करने, छोड़ देना चाहिए।
    20. एक्रिलिक के साथ उत्तेजना इनपुट साइट पर पिन सुरक्षित। तारों कवर और उजागर पिंस और तार शॉर्ट सर्किट का कारण नहीं है कि सत्यापित करें। किसी भी समान अधिक सुचारू करने के लिए एक्रिलिक का प्रयोग करें या किसी भी अंतराल में भरने के लिए। शुष्क करने की अनुमति।
    21. सिवनी दोनों चीरा साइटों को बंद कर दिया। गर्दन चीरा स्थल के निकट marcaine subcutaneously 0.05 मिलीलीटर इंजेक्षन। साइटों चीरा के लिए एंटीबायोटिक मलहम लागू करें। वैकल्पिक रूप से, करने के लिए उत्तेजना इनपुट साइट पर जगह में एक पुरुष कनेक्टर छोड़घाव भरने की प्रक्रिया के दौरान क्षति या रुकावट को रोकने के।
    22. एंटीबायोटिक के साथ इलाज और उचित एनलजेसिया सहित मानक पोस्ट ऑपरेटिव केयर का पालन करें। वे गतिशीलता हासिल करने के बाद पशु आवास की सुविधा के लिए जानवरों को लौटें। वसूली के लिए 5 दिनों की अनुमति दें। अकेले प्रयोग के शेष के लिए अधिक से अधिक लंबी उम्र और headcap के समारोह में, घर पशुओं को सुनिश्चित करना।
      नोट: नकली VNS चूहों में एक ही सर्जरी से गुजरना है, तथापि सर्किट headcap का स्तर (यानी, एक headcap प्रत्यारोपित किया जाता है और वेगस तंत्रिका मन्या धमनी से अलग है, लेकिन कोई इलेक्ट्रोड कफ के आसपास रखा है पर कम करने के लिए डिज़ाइन किया गया है तंत्रिका)।

4. श्रवण डर कंडीशनिंग

नोट: इन प्रयोगों के लक्ष्य के विलुप्त होने को बढ़ाने के लिए है, क्योंकि इस डर कंडीशनिंग प्रोटोकॉल सबसे अधिक 21 और अधिक गहन है। आसानी से बुझ जाता है कि हल्के डर कंडीशनिंग के साथ, एक मंजिल प्रभाव इस वृद्धि अस्पष्ट कर सकते हैं।

  • भोजन और पानी के लिए यथेच्छ उपयोग के साथ एक 12 घंटा / प्रकाश अंधेरे चक्र पर घर पशुओं। सर्जरी से वसूली के दौरान दैनिक जानवरों संभाल लेना।
  • एक ध्वनि-तनु कक्ष (चित्रा -2) में रखे एक स्फूर्त बॉक्स से मिलकर, कंडीशनिंग और परीक्षण उपकरण सेट करें। स्फूर्त बॉक्स, 20 x 20 x 20 सेमी स्पष्ट प्लास्टिक की दीवारों है, और एक पैर सदमे जनरेटर से जुड़ा है, जो एक स्टेनलेस स्टील ग्रिड मंजिल है। वीडियो रिकॉर्डिंग के लिए चैम्बर रोशन करने के लिए व्हाइट हाउस की रोशनी का उपयोग करें। एक 9 किलोहर्ट्ज़, वातानुकूलित प्रोत्साहन के रूप में 85 डीबी SPL टोन का प्रयोग करें।
  • स्फूर्त बॉक्स के ऊपर, कक्ष के अंदर स्थित एक डिजिटल कैमरे का उपयोग कर रिकॉर्ड व्यवहार। देखें और व्यवहार के कमरे के बाहर स्थित एक कंप्यूटर पर सत्र की निगरानी। बाद में विश्लेषण के लिए वीडियो सहेजें।
  • घ्राण संकेतों को खत्म करने से पहले और प्रत्येक सत्र के बाद 70% इथेनॉल के साथ कक्षों साफ कर लें।
  • 2 दिन (चित्रा 3) के लिए चूहों डर हालत। चूहों में नहीं हैं पुष्टिपहले दिन 5 टन (9 kHz, 85 DB, 30 सेकंड) पेश करने से स्वर की nately डर। ठंड का स्तर नगण्य हैं कि सुनिश्चित करें।
    1. लगातार 2 दिनों में से प्रत्येक पर 8 स्वर-footshock (1 सेकंड, 0.5 मा) pairings के साथ प्रारंभिक स्वर प्रस्तुतियों का पालन करें। दूसरे दिन फिर से स्वर-footshock जोड़ी को दोहराएँ। हर परीक्षण के लिए 3 मिनट के औसत, 2 और 4 मिनट के बीच अंतर-उत्तेजना-अंतराल (आईएसआई) बदलती हैं। सदमे टोन के दौरान होता है, जिस पर बिंदु अनियमित करें।
  • तीसरे दिन, स्वर / शॉक संघ की ताकत का परीक्षण करें। Footshocks के अभाव में एक 3 की आईएसआई, 4 या 5 मिनट (4 मिनट औसत) के साथ 4 टन खेलने और स्वर प्रस्तुतियों के दौरान और वातानुकूलित डर प्रतिक्रिया के उपाय के रूप में अंतर-उत्तेजना-अंतराल के दौरान 'जानवरों ठंड व्यवहार को रिकॉर्ड (सीएफआर)।
  • 4 दिन पर, VNS या नकली VNS के साथ विलुप्त होने प्रशिक्षण शुरू करते हैं।
    1. Stimulato से पुरुष कनेक्टर्स डालने से उत्तेजक में चूहों प्लगउत्तेजना इनपुट साइट में आर। कक्ष (2A चित्रा, -2) में जंतुओं। 30 हर्ट्ज पर 0.4 एमए, 500 μs पल्स चौड़ाई के लिए उत्तेजक सेट करें। 30.15 सेकंड की कुल अवधि के लिए सेट उत्तेजना, स्वर की शुरुआत से पहले 150 मिसे शुरू। (कदम 4.6 के रूप में) जानवरों 4 टन खेलने और VNS या नकली VNS के साथ एक स्वर प्रस्तुति जोड़ी।
  • समय-समय पर एक आस्टसीलस्कप का उपयोग कफ और इनपुट साइट के बिजली अखंडता का परीक्षण करें।
    1. सामान्य रूप में पशु प्लग और आस्टसीलस्कप के लिए उत्तेजक से उत्पादन में विभाजित है।
    2. 20 वी -20 वी के रूप में आस्टसीलस्कप पर सीमा निर्धारित करें और उत्तेजना चलाते हैं। 30 हर्ट्ज उत्तेजना की तरंग आस्टसीलस्कप पर दिखाई जानी चाहिए। आकार में 10 वी से अधिक stimulations उच्च प्रतिबाधा और एक अनुचित तरीके से कार्य कर कफ या उत्तेजना इनपुट स्थल पर कनेक्शन का संकेत मिलता है।
  • विलुप्त होने के प्रशिक्षण पर VNS के प्रभाव का परीक्षण करने के लिए (कदम 4.6 के रूप में) एक दूसरे सीएफआर परीक्षण चलानेदिन 5. रिकॉर्ड पर समय स्वर प्रस्तुतियों के दौरान ठंड और पहली सीएफआर टेस्ट (कदम 4.6) के दौरान दर्ज की आधारभूत ठंड के लिए की तुलना में बिताया।
  • उपचार की स्थिति के लिए अंधा होता है, जो एक स्वतंत्र पर्यवेक्षक का उपयोग वीडियो का विश्लेषण करें। एक स्टॉपवॉच का उपयोग कर स्वर प्रस्तुतियों के दौरान ठंड बिताए समय को मापने। बर्फ़ीली चूहे तेजी से श्वसन दर्शाती है जिसके दौरान पूरा गतिहीनता, उतारा प्रमुख के रूप में परिभाषित किया गया है, और पंजे 22 फैला हुआ है। ठंड के व्यवहार का विश्लेषण दो चरणों में विभाजित किया जा सकता है: स्वर प्रस्तुति के दौरान और अंतर-उत्तेजना अंतराल के दौरान।

    • पैदा क्षेत्र क्षमता के vivo रिकॉर्डिंग में 5.

    नोट: इस चरण को वैकल्पिक है। पैदा क्षेत्र क्षमता (EFPs) मानक प्रक्रियाओं 23,24 के बाद एक stereotaxic तंत्र में मुहिम शुरू की है isoflurane-anesthetized चूहों में बहाली के परीक्षण के बाद 24 घंटा (5 दिन) दर्ज हैं।

    1. इकट्ठा करने और सभी उपकरण बाँझ।
    2. एक स्पष्ट प्लास्टिक कक्ष में isoflurane (5% 100% में ऑक्सीजन, flowrate 1L / मिनट) के साथ संज्ञाहरण प्रेरित। पैर के अंगूठे और / या पूंछ बन्द रखो के जवाब में जानवर की vocalizations और वापसी-सजगता की निगरानी के द्वारा संवेदनाहारी विमान की गहराई का आकलन करें। आंखों की रक्षा करने के लिए खनिज तेल या आंख मरहम का प्रयोग करें।
    3. Marcaine subcutaneously सिर के शीर्ष पर 0.05 मिलीलीटर इंजेक्षन और सांस को तितर-बितर करने के लिए अनुमति देते हैं। खोपड़ी से headcap दूर करने के लिए एक स्केलपेल और hemostats का प्रयोग करें। पर्वबिन्दु obscuring से बचने के लिए जितना संभव हो कम बल का प्रयोग करें।
    4. Stereotaxic साधन में पशु रखें। लैम्ब्डा और पर्वबिन्दु दोनों को बेनकाब करने के लिए चीरा चौड़ा करने के लिए एक स्केलपेल का प्रयोग करें। एक nosecone के माध्यम से isoflurane (100% ऑक्सीजन में 3%, flowrate 1 एल / मिनट) के साथ संवेदनाहारी विमान बनाए रखें।
    5. Infralimbic प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स (आईएल) और basolateral प्रमस्तिष्कखंड (BLA) से ऊपर खोपड़ी में ड्रिल छेद। एक कांच microelectrodes (2 एम KCl, 1-2 MOhms प्रतिरोध) कम BLA में (डी / वी: 7.2, ए / पी: 2.7, एम / एल: पर्वबिन्दु से 4.9) और एक stimulatऔसत दर्जे का प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स के आईएल क्षेत्र में आयन इलेक्ट्रोड (डी / वी: 4.6, ए / पी: 3.0, एम / एल: पर्वबिन्दु से 0.7) (चित्रा -4 ए)।
    6. BLA में EFPs पैदा करने के लिए आईएल उत्तेजित। चित्रा 4 में दिखाया गया डेटा निम्नलिखित सेटिंग्स के साथ प्राप्त कर लिया गया था: एक अधिकतम क्षेत्र प्रतिक्रिया रही है कि कम से कम मौजूदा तीव्रता का 40% के लिए corresponded कि एक उत्तेजना तीव्रता का उपयोग कर, 0.3 मिसे की अवधि का एक उत्तेजना पल्स (पहले निर्धारित एक इनपुट-आउटपुट वक्र पर आधारित आधारभूत डेटा का संग्रह), हर 15 सेकंड दिया।
    7. Synaptic plasticity उत्प्रेरण से पहले 15 मिनट - 10 की एक न्यूनतम के लिए आधारभूत डेटा ले लीजिए।
      नोट: प्रयोगों की आवश्यकताओं के साथ अलग अलग होंगे synaptic plasticity पैदा करने के लिए और ध्यान से प्रत्येक प्रयोगकर्ता के द्वारा चयनित किया जाना चाहिए इस्तेमाल किया प्रोटोकॉल। चित्रा 4C में डाटा आह्वान है कि कम से कम मौजूदा तीव्रता में 20 सेकंड के अंतर-फट अंतराल के साथ 50 हर्ट्ज (2 सेकंड) पर 100 दालों के 3 फटने निम्नलिखित EFP में परिवर्तन, से पता चलता हैअधिकतम क्षेत्र प्रतिक्रिया होगी।
    8. क्षेत्र की क्षमता के नकारात्मक शिखर करने के लिए इसी, 25 मिसे उत्तेजना विरूपण साक्ष्य के बाद - उत्तेजना विरूपण साक्ष्य से पहले एक 5 मिसे खिड़की का मतलब के बीच का अंतर और 20 के आसपास एक 5 मिसे खिड़की का मतलब के रूप में EFP के आयाम को मापने। आधारभूत डेटा मानक और 100% के रूप में एक 10 मिनट के आधारभूत की औसत निर्धारित किया है। EFP आयाम में लंबी अवधि के परिवर्तन का आकलन करने के लिए - (50 मिनट पद प्रेरण जैसे, 40) प्लास्टिसिटी प्रेरण के बाद एक और 10 मिनट की अवधि का औसत निकाला EFP आयाम का प्रयोग करें।
    9. रिकॉर्डिंग के अंत के बाद से anesthetized जानवर सिर काटना और मस्तिष्क निकाल सकते हैं। इलेक्ट्रोड नियुक्ति के histological सत्यापन के लिए ऊतक तैयार करें।

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    Representative Results

    यह खंड चूहों में वातानुकूलित डर प्रतिक्रिया की अभिव्यक्ति को कम करने के विलुप्त होने के लिए सीखने के साथ संयोजन में VNS का उपयोग करके प्राप्त किया जा सकता है कि परिणामों के उदाहरण दिखाता है। दिन 1 और 2 (श्रवण डर कंडीशनिंग) के लिए, चूहों footshocks एक स्वर के साथ रखा गया है जिसमें एक श्रवण डर कंडीशनिंग काम पर प्रशिक्षित किया गया। 3 दिन (प्री उपचार टेस्ट) पर, टन ठंड के स्तर को मापने के लिए और वातानुकूलित डर प्रतिक्रिया अधिग्रहण करने के लिए अनुमान footshocks के अभाव में प्रस्तुत किए गए। 4 दिन (उपचार) चूहों समूह विशेष के विलुप्त होने के प्रशिक्षण और उपचार प्राप्त किया: 4 स्वर प्रस्तुतियों VNS या नकली उत्तेजना या, नकली उत्तेजना के साथ बढ़ाया विलुप्त होने के समूह में, 20 स्वर प्रस्तुतियों या तो साथ रखा गया। बर्फ़ीली स्तरों अकेले सीएस (इलाज के बाद परीक्षण) (चित्रा 3 ए में CF समय) के 4 प्रस्तुतियों के जवाब में दिन 5 पर फिर से परीक्षण किया गया। सह करने के लिए गैर-प्रबलित जोखिम की एक सीमित संख्या (4) प्राप्त किया है कि पशुविलुप्त होने के चरण के दौरान nditioned स्वर निम्नलिखित बहाली के दिन (3B चित्रा) पर वातानुकूलित डर में ही एक छोटी सी कमी दिखाते हैं। इसके विपरीत, VNS इलाज चूहों एक भी विलुप्त होने के प्रशिक्षण सत्र (3B चित्रा) के बाद ठंड में एक महत्वपूर्ण कमी प्रदर्शित करता है। VNS इलाज जानवरों के वातानुकूलित डर प्रतिक्रिया में कमी की मात्रा को विलुप्त होने के प्रशिक्षण (चित्रा 3 बी में समूह ईई) के दौरान गैर प्रबलित जोखिम (20 टन) का 5 गुना राशि प्राप्त किया है कि नकली इलाज पशुओं में देखा है कि के बराबर है। ऊपर उल्लिखित विशिष्ट प्रयोगात्मक सेटअप का उपयोग करना, VNS भी संदर्भ को विलुप्त होने की सुविधा प्रदान कर सकते हैं। चित्रा -3 सी में दिखाया गया है, VNS जानवरों को भी उनके विलुप्त होने प्रशिक्षण भी प्रसंग का सामान्यीकरण करने, सुझाव है कि वातानुकूलित स्वर की प्रस्तुति के बाहर ठंड व्यवहार कम दिखाया। हम यह भी विलुप्त होने के प्रशिक्षण के साथ VNS बाँधना मार्ग betwe में metaplasticity को बदल देता है कि पता चलता हैinfralimbic कॉर्टेक्स (आईएल) और basolateral प्रमस्तिष्कखंड से anesthetized पशुओं में (BLA) (चित्रा 4) एन। विलुप्त होने के प्रशिक्षण, bla में पैदा स्थानीय क्षेत्र के आईएल प्रेरित लिमिटेड की संक्षिप्त फट उत्तेजना (HFS) (चित्रा 4) नहीं गुजरना था जो भय वातानुकूलित पशुओं में। वे एक ही विलुप्त होने के सत्र के दौरान बढ़ाया विलुप्त होने के प्रशिक्षण या VNS दिए गए थे या नहीं, यह अन्तर्ग्रथनी अवसाद वातानुकूलित डर के महत्वपूर्ण विलुप्त होने का प्रदर्शन पशुओं में उलट गया था; विस्तारित विलुप्त होने के समूह में पशुओं HFS के जवाब में कोई परिवर्तन नहीं दिखाया हालांकि, जबकि विलुप्त होने के दौरान VNS के प्रशासन एलटीपी के शामिल होने को बढ़ावा दिया। यह परिणाम भी चार-स्वर विलुप्त होने के समूह में नकली उत्तेजित थे कि पशुओं में मनाया गया। यह एक विलुप्त होने के संदर्भ में दिया गया था जब महत्वपूर्ण बात है, VNS केवल आईएल और bla के बीच मार्ग में नमनीयता ही बदल दिया। इसके विपरीत, VNS उनके घर पिंजरों में अप्रशिक्षित जानवरों के लिए दिया synapti पर कोई प्रभाव नहीं पड़ाआईएल BLA मार्ग (चित्रा 4 बी) में सी प्लास्टिसिटी।

    चित्र 1
    निर्माण Vagus तंत्रिका कफ के चित्र 1। स्थिरता के लिए ड्रिल बिट पर ट्यूबिंग के 4 मिमी टुकड़ा (ए) प्लेसमेंट, ट्यूबिंग में छेद ड्रिल करने के लिए एक संशोधित सुई के इस्तेमाल को दर्शाता है। (बी) छेद में किया गया है ट्यूबिंग, और ट्यूबिंग कफ के छेद के माध्यम से सीवन धागे के बीच। (सी) प्लेसमेंट नीचे कटौती की गई है। धागा कफ के होंठ पर चला जाता है कि ध्यान दें। कफ को प्लैटिनम इरिडियम तारों की (डी) निवेशन। ऊपर से पता चलता है तारों पूरा, नीचे की प्रक्रिया में तारों से पता चलता है। (ई, एफ) तारों के अंत में संलग्न सोने की पिन के साथ पूरा कफ। पैमाने के लिए (एफ) में डालने देखें। (जी) सी दिखाता हैचरण 3 में वर्णित सर्जरी के दौरान खोपड़ी से जुड़ी हो जाता है कि orresponding headcap टुकड़ा इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

    चित्र 2
    चित्रा 2. vagus तंत्रिका उत्तेजना और प्रयोगात्मक सेट अप। (ए) वेगस तंत्रिका उत्तेजना (VNS) के लिए इस्तेमाल किया सेट अप के योजनाबद्ध। पशु 2 प्लैटिनम iridum तारों वेगस तंत्रिका चारों ओर लपेटा जाता है कि कस्टम बनाया कफ-इलेक्ट्रोड के लिए subcutaneously नेतृत्व जिसमें से एक headcap के माध्यम से एक उत्तेजना अलगाव इकाई से जुड़े हैं। वेगस तंत्रिका आसपास कफ-इलेक्ट्रोड (बी) प्लेसमेंट। के लिए इस्तेमाल की स्थापना के शल्य चीरा और कफ इलेक्ट्रोड से पहले उजागर वेगस तंत्रिका की सूक्ष्मदर्शीफ़ोटोग्राफ़ इसके चारों ओर sutured है। (सी) तस्वीरउत्तेजक से जुड़ा जानवर के साथ श्रवण डर कंडीशनिंग,। (संदर्भ में 20 से संशोधित चित्रा)। इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

    चित्र तीन
    चित्रा 3. VNS श्रवण डर कंडीशनिंग के विलुप्त होने को बढ़ाता है। (ए) प्रायोगिक समय। दिन 1 और 2: श्रवण डर कंडीशनिंग, 8 स्वर (सीएस) / प्रति दिन सदमे pairings के (अमेरिका)। दिन 3:, भय टेस्ट प्री वातानुकूलित 4 अयुगल स्वर प्रस्तुतियों के दौरान मापा जाता है ठंड। 4 दिन: उपचार, 3 समूहों: VNS के साथ रखा 4 स्वर प्रस्तुतियों, 4 स्वर प्रस्तुतियों नकली उत्तेजना, नकली उत्तेजना (ई) के साथ रखा 20 स्वर प्रस्तुतियों के साथ रखा। दिन 5: 4 अयुगल स्वर प्रस्तुतियों के दौरान मापा ठंड, डर टेस्ट पोस्ट वातानुकूलित (बी)। (सी) समय का प्रतिशत दिवस 3 (डी 3, सफेद सलाखों पर अंतर-स्वर अंतराल (आईटीआई) के दौरान ठंड खर्च बी VNS जानवरों में दिखाया गया है एक ही समूह के लिए) और 5 दिन (D5) भी वातानुकूलित स्वर की प्रस्तुति के बाहर ठंड व्यवहार कम दिखाया। (* पी <0.05, त्रुटि सलाखों के मतलब की मानक त्रुटि का प्रतिनिधित्व करते हैं)। (संदर्भ में 20 से संशोधित चित्रा)। इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।


    चित्रा 4. VNS आईएल BLA मार्ग में metaplasticity को बदल देता है। (ए) प्रतिनिधि उत्तेजना और आईएल और bla और आईएल के BLA निम्नलिखित उत्तेजना में दर्ज क्षेत्र क्षमता। के एक इनपुट-आउटपुट वक्र के प्रतिनिधि निशान में रिकॉर्डिंग साइटों (बी चूहों के 4 समूहों में छोटी फट उत्तेजना के जवाब में आईएल BLA मार्ग में) synaptic plasticity। शीर्ष सही: भय वातानुकूलित चूहों में आईएल का संक्षिप्त फट उत्तेजना BLA में लिमिटेड लाती है। मध्य वाम: नकली उत्तेजना के साथ 4 स्वर विलुप्त होने प्रशिक्षण प्राप्त किया है कि चूहों भी लिमिटेड दिखा। नीचे बाएं: नकली उत्तेजना के साथ विस्तारित विलुप्त होने प्रशिक्षण प्राप्त किया है, जो चूहों कोई बदलाव नहीं आया है, या डर वातानुकूलित केवल समूह और नकली उत्तेजना समूह में प्रेरित किया गया था कि लिमिटेड की एक वसूली दिखा। मध्य सही: VNS के साथ इलाज चूहों में एक भी ext के दौरानinction सत्र, अन्तर्ग्रथनी शक्ति आगे एलटीपी के लिए अग्रणी potentiated है। नीचे सही: घर पिंजरे में दिया VNS प्लास्टिसिटी में कोई परिवर्तन का कारण बनता है। लघुरूप: आईएल, infralimbic कॉर्टेक्स; पी एल, prelimbic कॉर्टेक्स; Bla, प्रमस्तिष्कखंड, ला, प्रमस्तिष्कखंड के पार्श्व नाभिक की basolateral नाभिक; सीई, प्रमस्तिष्कखंड के केंद्रीय नाभिक। (* पी <0.05, त्रुटि सलाखों के मतलब की मानक त्रुटि का प्रतिनिधित्व करते हैं)। (संदर्भ में 20 से संशोधित चित्रा)। इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

    चित्रा 5
    चित्रा 5. वेगस तंत्रिका और दूसरे या उच्च आदेश के अनुमानों से brainstem के विन्यास का योजनाबद्ध सरलीकृत। मोनोअमाइन नाभिक की अपनी अप्रत्यक्ष मॉडुलन के माध्यम से brainstem में, ठिकाना coeruleus (नियंत्रण रेखा) और raphe Nucle सहितमैं (DRN), वेगस तंत्रिका प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स (पीएफसी), प्रमस्तिष्कखंड (Amyg) शामिल हैं जो विलुप्त होने के circuitry के महत्वपूर्ण घटक है, न्यूनाधिक कर सकते हैं, हिप्पोकैम्पस (Hipp) और नाभिक accumbens (एनएसी)। देखने के लिए यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण।

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    Discussion

    हम यहाँ वातानुकूलित संकेतों 19 के लिए जोखिम का एक सत्र के दौरान वातानुकूलित डर के विलुप्त होने की सुविधा के लिए और infralimbic कोर्टेक्स और विलुप्त होने के 20 सीखने मध्यस्थता कर सकते हैं कि basolateral प्रमस्तिष्कखंड के बीच मार्ग में नमनीयता मिलाना लिए किया जाता है कि एक प्रोटोकॉल उपस्थित थे। इस प्रोटोकॉल की सफलता के लिए एक महत्वपूर्ण कदम विलुप्त होने के प्रशिक्षण के दौरान VNS के समुचित वितरण है। इसलिए, विशेष देखभाल कफ इलेक्ट्रोड के निर्माण और वेगस तंत्रिका आसपास कफ की नियुक्ति को दी जानी चाहिए। कफ इलेक्ट्रोड के निर्माण की प्रक्रिया में यह तारों के संपर्क में भाग सही जगह में हैं कि यह सुनिश्चित करने के लिए महत्वपूर्ण है। इसी तरह, सर्जरी के दौरान, विशेष प्रयास उचित स्थिति में कफ स्थान के लिए और कफ और उत्तेजक के बीच सर्किट प्रयोग के पाठ्यक्रम पर बरकरार है कि इतनी जगह में पर्याप्त रूप से यह लंगर के लिए किया जाना चाहिए। कफ के समुचित कार्य ख चाहिए(कदम 4.8 में उल्लिखित) व्यवहार परीक्षण के बाद फिर से (कदम 3.2.20 में बताया गया है) और ई सर्जरी के बाद जाँच की।

    VNS केंद्रीय तंत्रिका तंत्र में गतिविधि modulates के माध्यम से जो तंत्र को पूरी तरह समझ नहीं रहे हैं। ग्रीवा वेगस तंत्रिका क्रमश: 25, लगभग 4-टू-1 के अनुपात में अभिवाही संवेदी और अपवाही मोटर तंतुओं से बना है। Vagal फिर परियोजनाओं नाभिक, हाइपोथैलेमस, चेतक, प्रमस्तिष्कखंड, और हिप्पोकैम्पस 26,27 parabrachial जो नाभिक tractus solitarius (एनटीएस), रिले संकेतों afferents। महत्वपूर्ण बात है, मोनोअमाइन नाभिक brainstem में, ठिकाना coeruleus (नियंत्रण रेखा) और raphe नाभिक, एनटीएस से प्रत्यक्ष और / या अप्रत्यक्ष अनुमानों (चित्रा 5) प्राप्त करते हैं। इस प्रकार VNS कई neuromodulators के synergistic कार्रवाई के माध्यम से कॉर्टिकल plasticity और स्मृति मिलाना सकता है। Vagal उत्तेजना से संबंधित प्रस्तावित प्रभाव को एनटीएस से अनुमानों से नोरेपिनेफ्रिने (पूर्वोत्तर) रिहाई के परिवर्तन शामिलनियंत्रण रेखा, निरोधात्मक गाबा का ऊंचा स्तर है, और जालीदार प्रणाली सक्रियण 28,29,30 द्वारा न्यायपालिका cortical गतिविधि के निषेध। एसीटाइलकोलीन, सेरोटोनिन, और मस्तिष्क व्युत्पन्न neurotrophic कारक के लिए महत्वपूर्ण भूमिका भी 31-35 दिखाया गया है। सामान्य रूप में भय यादों के मॉडुलन और विलुप्त होने के लिए, प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स में ट्रांसमीटर रिहाई पर VNS के प्रभाव (पीएफसी), प्रमस्तिष्कखंड, और हिप्पोकैम्पस 36,37 विशेष रूप से प्रासंगिक होने की संभावना है। एक्यूट VNS औसत दर्जे का पीएफसी 33,38 और प्रमस्तिष्कखंड 39,30 दोनों में norepinephrine और सेरोटोनिन रिहाई बढ़ जाती है। एक्यूट VNS भी नोरेपिनेफ्रिने 38 का स्तर बढ़ता है और हिप्पोकैम्पस 40-42 में synaptic प्रसारण को बढ़ाती है। Norepinephrine पहले से डर अभिव्यक्ति के मॉडुलन में शामिल होने के लिए दिखाया गया है। अग्रमस्तिष्क के लिए नियंत्रण रेखा से पूर्वोत्तर के अनुमानों के घावों मूल के अधिग्रहण या प्रतिधारण फेरबदल के बिना सक्रिय परिहार के विलुप्त होने के ख़राबinal 43,44 सीखने। वातानुकूलित भय का समेकन BLA 43 भीतर β-adrenoceptor सक्रियण पर निर्भर करता है, और कई रिपोर्टों दोनों दवा और भय-विलुप्त होने के प्रशिक्षण 46-49 की स्मृति समेकन में औसत दर्जे का पीएफसी में α- और β एड्रीनर्जिक रिसेप्टर्स दोनों के लिए एक भूमिका सुझाव देते हैं। VNS, पूर्वोत्तर या 5 हिंदुस्तान टाइम्स की तरह neuromodulators के VNS प्रेरित रिलीज के साथ विलुप्त होने के प्रशिक्षण बाँधना इस प्रकार, जब विलुप्त होने का बढ़ाया समेकन के लिए अग्रणी अकेले प्रशिक्षण का परिणाम है कि synaptic plasticity की सुविधा के लिए प्रकट होता है।

    VNS का एक प्रमुख लाभ अपने अस्थायी और स्थानिक विशिष्टता में निहित है। अक्सर एक धीमी शुरुआत की है और कार्रवाई की भरपाई जो प्रणालीगत या यहां तक ​​कि स्थानीय दवा आवेदन, के विपरीत, VNS चुनिंदा ब्याज के व्यवहार को नियंत्रित करने वाले उन सक्रिय नेटवर्क में synaptic plasticity के सुगम बनाने के लिए विशिष्ट व्यवहार के साथ जोड़ा जा सकता है। हम यहाँ भी treatme के लिए चिकित्सकीय इस्तेमाल किया मापदंडों का उपयोग करता है कि एक VNS प्रोटोकॉल का वर्णनमानव में मिर्गी के NT (30 हर्ट्ज पर 0.4 एमए, 500 μs पल्स चौड़ाई, पर 30 सेकंड और 5 मिनट के लिए रवाना की उत्तेजना चक्र)। Microdialysis प्रयोगों VNS इन मापदंडों का उपयोग प्रमस्तिष्कखंड 39 में पूर्वोत्तर रिलीज के एक लंबे समय से स्थायी, लगभग 2 गुना वृद्धि की ओर जाता है कि पता चलता है। विलुप्त होने के प्रशिक्षण के साथ रखा VNS, स्वयं के द्वारा विस्तारित विलुप्त होने के प्रशिक्षण के विपरीत भी वातानुकूलित उत्तेजना की प्रस्तुति (intertrial अंतराल) के बाहर व्यवहार ठंड के विलुप्त होने में मदद की क्यों पूर्वोत्तर में इस बड़े और अपेक्षाकृत धीमी गति से वृद्धि की व्याख्या कर सकते हैं। हमारे प्रयोगों में पशुओं श्रवण डर कंडीशनिंग के रूप में ही संदर्भ में विलुप्त होने के प्रशिक्षण लिया है, क्योंकि आईटीआई के दौरान व्यवहार ठंड की कमी VNS प्रसंग को विलुप्त होने सीखने का सामान्यीकरण में मदद की है कि इंगित करता है।

    हालांकि, पूर्वोत्तर रिहाई पर संभावित लंबे समय तक चलने वाले प्रभाव के बावजूद, व्यवहार या synaptic plasticity पर VNS के प्रभाव वे डब्ल्यू बनती हैं जब केवल स्पष्ट कर रहे हैंएक विशिष्ट व्यवहार रबर। शीघ्र ही डर विलुप्त होने के प्रशिक्षण के बाद उनकी homecages में चूहों को VNS के अनुप्रयोग विलुप्त होने के 20 की सुविधा नहीं किया था, और इसी तरह, VNS आईएल BLA मार्ग (CF चित्रा -3 सी) में synaptic plasticity के बदल नहीं किया था एक विशिष्ट व्यवहार के संदर्भ से बाहर आवेदन किया। वे आकस्मिक वितरित कर रहे हैं जब दूसरी ओर, VNS का भी संक्षिप्त आवेदन पत्र (जैसे, 0.8 मा 15 दालों, 500 मिसे के लिए 30 हर्ट्ज पर 100 μsec पल्स चौड़ाई की एक ट्रेन के रूप में) का संवेदी या मोटर नेटवर्क में विशिष्ट और लंबे समय से स्थायी परिवर्तन का कारण चल रहे व्यवहार के साथ।

    माइकल Kilgard के समूह 7 द्वारा एक मौलिक कागज एक भी स्वर की प्रस्तुति के साथ VNS की अस्थायी सटीक बाँधना टोन आवृत्ति के श्रवण प्रांतस्था मानचित्र में नमनीयता की ओर जाता है कि पता चला है। इन प्रभावों को पहले से ही टिनिटस 50 के इलाज के लिए श्रवण प्रांतस्था में रोग प्लास्टिसिटी रिवर्स करने के लिए चिकित्सकीय इस्तेमाल किया गया है। इसी प्रकारएक मोटर व्यवहार के साथ VNS के दोहराया बाँधना मोटर कॉर्टेक्स 8 पुनर्निर्माण करने के लिए दिखाया गया है और इस लक्षित प्लास्टिसिटी स्ट्रोक 9,10 के विभिन्न पशु मॉडल में समारोह की वसूली में अत्यधिक प्रभावी किया गया है।

    हालांकि, VNS ठीक समय पर VNS 51 की तुलना में अपेक्षाकृत कम सुधार के परिणामस्वरूप पुनर्वास प्रशिक्षण सत्र या VNS के कई गुना बड़ी मात्रा में होने के बाद 2 घंटा वितरित देरी की। इस प्रकार, भविष्य के अध्ययन के समय और चिकित्सीय लाभ को अधिकतम करने के VNS की राशि दोनों का अनुकूलन की जरूरत है। हमारे परिणाम यह के विलुप्त होने पर जोखिम के प्रभाव को बढ़ाने के लिए सीखने-विशिष्ट प्लास्टिसिटी modulates क्योंकि चिकित्सकीय बहुऔषध प्रतिरोधी मिर्गी और उपचार प्रतिरोधी अवसाद के उपचार के लिए मंजूरी दे दी है जो VNS, लोगों तक पहुंचाने के उपचार के लिए एक सहायक उपचार के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है कि पता चलता है वातानुकूलित डर जवाब।

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    Materials

    Name Company Catalog Number Comments
    Alcohol
    Atropine Fisher A0132-5G
    Betadine Henry Schein 69066950
    Hydrogen peroxide  CVS 209478
    Ketamine Henry Schein  1129300
    Marcaine Henry Schein 6312615
    Mineral Oil CVS 152355
    Neosporin CVS 629451
    Oxygen Home Depot 304179
    Pennicillin Fisher PENNA-10MU
    Propane Home Depot 304182
    Xylazine Henry Schein 4019308
    Tools
    Jewelery Torch Smith Equipment 23-1001D
    Sewing Needle Walgreens 441831
    #5 Forceps (2) Fine Science Tools 11254-20
    Soldering Iron Home Depot  203525863
    AmScope SM-4TX-144A 3.5X-45X Circuit Board Boom Stereo Microscope + 144 LED AmScope SM-4TX-144A
    Helping Hands A-M Systems  726200
    Scalpel Blade Holder Fine Science Tools 10003-12
    Metal File Home Depot 6601
    Ruler Home Deopt 202035324
    Curved Hemostats  Fine Science Tools 130009-12
    Fine Scissors Fine Science Tools 14058-09
    Spatula Fine Science Tools
    Small Screwdriver Home Depot 646507
    Magnetic Fixator Retraction System Fine Science Tools 18200-04, 18200-01, 18200-05
    Heating Pad Walgreens 30294
    Clippers Walgreens 277966
    Sharpie Staples 125328
    Ring Forceps Fine Science Tools 11103-09
    Custom Micropipette Glass Tools (J shape and Straight) - Borosilicate glass Sutter Instrument B150-110-10
    Adson Forceps Fine Science Tools 11006-12
    Cuffs
    Tubing Braintree Scientific Inc MRE-065
    Platinum Iridium Wire Medwire 10IR9/49T
    Gold Pins Mill-Max 1001-0-15-15-30-27-04-0
    Suture Thread Henry Schein 100-5797
    22 G needles Fisher  14-815-525
    Paper Tape Fisher  03-411-602
    Solder Home Depot 327793
    Flux  Home Depot 300142
    Scalpel Blade, 10 or 15 Stoelting 52173-10
    Silastic Laboratory Tubing .51 mm ID x .94 mm OD Fisher  508-002
    Headcaps
    Connector Pieces (male) Omnetics Connector Corporation A25001-004
    Headcap pieces (female) Omnetics Connector Corporation A24001-004
    Teets Dental Acrylic, Liquid and Powder A-M Systems 525000, 526000
    26 Gauge Solid Copper Wire Staples 1016882  
    Surgery
    Bone Screws Stoelting+CB33:C61 51457
    Scalpel Blades, 10 or 15 Stoelting 52173-10
    1 ml syringes Fisher 14-826-261
    22 G Needles Fisher  14-815-525
    27 G Needles Fisher 14-826-48
    2" x 2" Gauze Fisher 22-362-178
    Swabs Fisher 19-120-472
    Puppy Pads PetCo 1310747
    Kim Wipes Fisher 06-666-A
    Chamber and Behavioral Setting 
    Husky Metal Front Base Cabinet (30WX19DX34H) Home Depot 100607961
    Quiet Barrier­ HD Soundproofing Material (Sheet) (PSA) soundproofcow.com 10203041
    Convoluted Acoustic Foam Panel soundproofcow.com 10432400
    Isolated Pulse Stimulator Model 2100 A-M Systems 720000
    Digital Camera - Logitech Webcam C210 Logitech B003LVZO88
    MatLab Mathworks.com
    Sinometer 10 MHz Single Channel Oscilloscope Sinometer CQ5010C
    OxyLED T-01 DIY Stick-on Anywhere 4-LED Touch Tap Light OXYLED B00GD8OKY0
    5k ohm potentiomter Alpha Electronics B00CTWDHIO
    Extech 407730 40-to-130-Decibel Digital Sound Level Meter Extech Instruments B000EWY67W
    DSCK-C Dual Output, scrambled shocker Kinder Scientific Co

    DOWNLOAD MATERIALS LIST

    References

    1. Quirk, G. J., Mueller, D. Neural mechanisms of extinction learning and retrieval. Neuropsychopharmacol. 33 (1), 56-72 (1038).
    2. Milad, M. R., Orr, S. P., Lasko, N. B., Chang, Y., Rauch, S. L., Pitman, R. K. Presence and acquired origin of reduced recall for fear extinction in PTSD: results of a twin study. J Psychiat Res. 42 (7), 515-520 (2008).
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    एक उपकरण के रूप में Vagus तंत्रिका उत्तेजना विलुप्त होने सीखने के लिए प्रासंगिक रास्ते में Plasticity प्रेरित करने के लिए
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    Childs, J. E., Alvarez-Dieppa, A.… More

    Childs, J. E., Alvarez-Dieppa, A. C., McIntyre, C. K., Kroener, S. Vagus Nerve Stimulation as a Tool to Induce Plasticity in Pathways Relevant for Extinction Learning. J. Vis. Exp. (102), e53032, doi:10.3791/53032 (2015).

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