Aracı Olarak vagus sinir stimülasyonu Extinction Öğrenme İlgili Pathways Plastisitesi tetikleyebilecek

Bu prosedürün genel amacı, vagus sinirinin stimülasyonu yoluyla koşullu korkunun sönümlenmesini kolaylaştırmaktır. Bu işlem, öncelikle vagus sinirine akım iletimini sağlayacak elektrotların hazırlanmasıyla gerçekleştirilir. Sonraki adımlar, bu elektrotların vagus sinirinin orta servikal bölümüne ve bir iyileşme döneminin ardından başlığın implante edilmesini içerir; ardından hayvanlar, vagus siniri stimülasyonu veya şam stimülasyonu ile birlikte işitsel korku koşullanması ve sönümlenme eğitimine tabi tutulur.

Son adım, koşullu korkunun ifadesini test etmek ve koşullu donma yanıtındaki azalmayı değerlendirmektir. Nihayetinde, vagus sinir stimülasyonu, sönme ağlarında plastisiteyi tetikleyerek sönme öğrenmesini geliştirmek için kullanılır. Bu tekniğin sistemik ilaç tedavisi gibi mevcut yöntemlere göre temel avantajı, devam eden davranışla eşleştirilebilen, nörotransmitterlerin ağa özgü salınımını sağlamak amacıyla tedavinin zamanlamasını hassas bir şekilde düzenleyebilme kapasitesidir.

Bu yöntem, duygusal öğrenme ve bellek alanındaki temel soruların, özellikle epinefrin ve glukokortikoidler gibi stres hormonlarının salınımının uzun süreli belleklerin konsolidasyonunu nasıl etkileyebileceğinin yanıtlanmasına yardımcı olabilir. Bu tekniğin etkileri, anksiyete ve travma ile ilişkili bozuklıkların tedavisinde kullanılan maruz bırakma terapilerinin yanı sıra bağımlılıklardan rehabilitasyonu da kapsamaktadır. Ek olarak, vagus siniri stimülasyonu, inme veya travmatik beyin hasarı sonrası motor öğrenme gibi sinaptik plastisitedeki diğer öğrenme modellerine de uygulanabilir.

Hazırlık aşamasında, bir iğneden delme aleti yapın; manşetin kayması için bir matkap yatağına dört santimetre mikrorenain tüp geçirin. Ardından, iğne matkabı kullanarak, bir karenin köşelerini oluşturacak şekilde iki milimetre arayla dört delik açın. Delikler temiz olmalı ve pürüzlü kenarlar içermemelidir.

Ardından, boruyu delikler arasından boylamasına kesin. Şimdi sütür ipi kullanarak, manşeti her iki tarafta vagus sinirine sabitleyecek donanımı oluşturun. Boru ve ipin bir üçgen oluşturması için sütürleri plastikten yaklaşık iki santimetre uzaklıkta birbirine bağlayın ve her bir sütür uzunluğunu düğümden yaklaşık sekiz santimetre öteye uzatın.

Ardından, yalıtımlı yedi telli platin iridyum teli 70 milimetrelik segmentler halinde kesin. Şimdi, bir kuyumcu pürmüzü kullanarak telin bir ucundan yaklaşık bir santimetre uzunluğundaki yalıtımı soyun.

Ardından, alevi platin meridyumun açıkta kalan kısmını eritmek için kullanın. Bu tekniği kullanarak, açıkta kalan yedi platin meridyum telini tek bir daha güçlü tel haline getirin ve kaynaştırılmış tel segmentinin karşı ucundaki tel ucunu eriterek bir top haline getirin. Platin meridyum teli, yalıtımı minimum düzeyde soyarak küçük bir top şeklinde eritin.

Şimdi, dişli plastik manşeti, kesik kenarı yatay düzlem boyunca gelecek şekilde, dişleri sıkıca çekilmiş ve manşet gerilmiş halde bantlayarak sabitleyin. Pens kullanarak, tel hazırlığının açıkta kalan ucunu sağ alt delikten geçirin ve manşetin ortasına kadar çekin. Ardından teli sağ üst delikten itin ve teli manşetin üzerinden geriye doğru döngü yapacak şekilde geçirin.

Teli tekrar sağ üstteki delikten iterek devam edin ve ardından bir çekişle teli sıkılaştırıp sabitlendiğinden emin olun. Akımın yalnızca vagus sinirine gitmesi için, manşetin oluğuna yerleştirilen tel kısmının yalıtımsız olması, manşet dışındaki alt uçtaki telin ise yalıtımlı kalması kritik önem taşır. Ardından, yalıtımsız ucu manşetin içinden sağ alttaki delikten itin.

Bir döngüyü tamamlamak için, telin ucunu manşetin sol tarafına, aynı şekilde yerleştirin ancak manşete sabitlemeyin. Telin çıplak ucunu bir altın pine lehimleyin. İyi bir bağlantı olduğundan emin olmak için lehimi soğutun ve yeniden eritin.

Gerektiğinde daha fazla lehim ekleyin. Şimdi, her giriş alanı için VNS giriş alanı başlık kapağı konnektörlerini hazırlayın. 26 AWG bakır telin 30 milimetrelik iki segmentinin uçlarını soyun ve gevşek bir altın pinin dar ucunu kesin, ardından her bir tel çiftini aşağıdaki gibi bir pine lehimleyin.

Kabloların gevşek uçlarını bir konnektörün iki lehim dişine lehimleyin. Böylece konnektörler hazırlanmış olur. Hayvanı stereotaksik çerçevede cerrahiye hazırladıktan sonra, kafatası üzerindeki deriyi kesmek ve lambda ile bgma noktalarını açığa çıkarmak için bir bistüri kullanın.

Küt uçlu forseps kullanarak, kulağın önündeki kesiden aşağıya, sol taraf boyunca boynun sol yanına doğru deri altına bir tünel açın. Bu yol manşet için olacaktır. Ardından, bir skalpel kullanarak ankraj vidaları için iki küçük başlangıç deliği açın.

Bu delikleri doğrudan orta hattın üzerine getirmeyin. Ardından, bir pens ve tornavida yardımıyla, vidaların altına akriliğin dolması için boşluk bırakarak iki adet kemik vidasını yerleştirin. Sonra, vidaların arasını ve etrafındaki alanı akrilikle doldurun; akriliğin çevre dokulara temas etmemesine dikkat edin ve vidaların arasına fazladan akrilik uygulayın.

Ardından, işaretli tel işaretlenmemiş telin rostralinde kalacak şekilde implantı kavrayın. İmplantı hızlıca akriliğin içine yerleştirin. Altın pinlere, kelepçe bölgesine veya giriş noktasına akrilik bulaşmamasına dikkat edin.

Bunun beş dakika boyunca kurumasına izin verin ve stereoskop altında çalışmaya devam etmek için hazırlık yapın. Çene kemiği ile köprücük kemiği arasından doğrudan sol juguler ven üzerine küçük bir insizyon yapın. İnsizyonu, kaslara kadar künt diseksiyonla genişletin.

Sternal mastoid, sternal hyoid ve omohyoid kaslarını açığa çıkarın. Karotis arterini bulmak için kaslar arasındaki oluklar boyunca künt diseksiyona devam edin. Karotisi içeren kılıf, vagus sinirini de içerir.

Makas kullanarak, vagus sinirinin beş milimetrelik bir uzunluğunu açığa çıkarmak için kılıfı dikkatlice disseke edin. Ardından, baş kesisinden başlayarak, manşetin elektrotların karşı tarafındaki iplerini kullanarak manşeti deri altı tünelden çekip boyun kesi bölgesine getirin. Siniri cam aletlerle nazikçe kaldırın ve manşet iplerini sinirin altına itin.

Sinire sürtünmekten kaçınmaya dikkat edin. Manşetin üst tarafı hayvanın üst kısmına bakmalıdır. Şimdi siniri manşetin ortasına bırakın ve manşeti baş kapağı üzerinde kapatın.

Manşona bağlı pinleri, manşonun doğru şekilde yerleştirildiğini doğrulamak için stimülasyon giriş bölgesindeki pinlere takın. Solunumu durdurma işlemini gerçekleştirin. Test solunumu kısa süreliğine durmalı ve kalp hızı da düşmelidir.

Manşetin konumunu onayladıktan sonra, pinleri akrilik ile stimülasyon giriş bölgesine sabitleyin. Ardından cerrahi bölgeyi kapatın ve hayvanı Marcaine ve topikal antibiyotikler ile tedavi edin. Hayvanın, oda arkadaşları olmadan beş gün boyunca iyileşmesini sağlayın.

Testleri yürütmeden önce, operant koşullanma kutusunu video kamera gözetimi altında kurun. Davranışsal eğitimin ilk gününde, tona karşı doğuştan gelen bir korku olmadığını göstermek için tonu beş kez 30 saniye boyunca sunun. İlk ton sunumundan sonra, birinci ve ikinci günlerde sıçanlarda korku koşullanması sağlayın.

Rastgele yerleştirilmiş bir saniyelik, 0,5 milliamp ayak şokuyla birlikte 32. tonu çalın. Her gün, ton sunumları arasında üç ila beş dakika olacak şekilde sekiz ton-şok eşleşmesi uygulayın. Üçüncü günde ton-şok ilişkisinin gücünü test edin.

Tonu dört kez, üç ila beş dakika aralıklarla tek başına verin. Hayvanın donma davranışını dördüncü ve beşinci günde kaydedin. Sönme eğitimini vagus siniri stimülasyonu veya sham stimülasyonu ile gerçekleştirin.

Sıçaganı stimülatöre bağlayın ve operant koşullama kutusuna yerleştirin. 150 milisaniye. Her tondan önce vagus sinirini 30 saniye boyunca stimüle edin.

Üç ila beş dakikalık aralıklarla dört stimülasyon ton eşleşmesi gerçekleştirin. VNS manşetinin ve giriş bölgesinin elektriksel bütünlüğünü, açıklanan protokolü kullanarak bir osiloskop yardımıyla periyodik olarak kontrol edin. Sıçanlar, sönme sırasında vagus siniri stimülasyonu ile işitsel korku koşullanma görevinde eğitilmiştir.

Sönme evresi sırasında koşullandırılmış tona sınırlı sayıda pekiştirilmemiş maruziyetle karşı karşıya kalan hayvanlarda koşullu korkuda bir azalma görülmez. Buna karşılık, BNS uygulanan sıçanlar, uzun süreli sönme eğitimi alan sham uygulanan hayvanlarda görülenle benzer şekilde, donma davranışında büyük bir azalma sergiler. BNS uygulanan hayvanlar ayrıca koşullandırılmış tonun sunumu dışında da azalmış donma davranışı göstermiştir; bu durum, sönme eğitimlerinin bağlama genellendiğini göstermektedir.

Daha ileri araştırmalar, VNS'nin sönme eğitimi ile eşleştirilmesinin, infralimbik korteks ile bazolateral amigdala arasındaki yolaktaki metaplastisiteyi değiştirdiğini göstermiştir. Koşullanmayı söndüremeyen şam stimüle edilmiş anestezi altındaki hayvanlarda, infralimbik korteksin tekrarlı kısa süreli stimülasyonu, bazolateral amigdaladaki uyarılmış yerel alan potansiyelinde uzun süreli depresyona neden olmuştur.

Bu sinaptik depresyon, koşullu korku tepkisinde belirgin sönme sergileyen hayvanlarda tersine döndürülmüştür. Dahası, tek bir sönme oturumu sırasında VNS uygulanması, uzun süreli potansiyalizasyon indüklemesini teşvik etmiştir. Bu videoyu izledikten sonra, VNS'nin davranışsal eğitimle birlikte nasıl kullanılacağı konusunda iyi bir anlayışa sahip olmalısınız.

VNS bileşeni yapımı ve cerrahi işlemde uzmanlaşıldığında, prosedür uygun şekilde gerçekleştirilirse yaklaşık üç saatte tamamlanabilir. Bu işlemi uygularken elektrik bağlantılarının bozulmadan korunduğunu hatırlamak önemlidir.