This research was supported by the National Institute of Mental Health MH 086960-01A1 (Christa K. McIntyre).

The authors have no competing interests or conflicts.

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 co...

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 border="0" cellpadding="0" cellspacing="0">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Alcohol</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Atropine</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>Hydrogen peroxide&#160;</td>
			<td>CVS</td>
			<td>209478</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ketamine</td>
			<td>Henry Schein&#160;</td>
			<td>1129300</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Marcaine</td>
			<td>Henry Schein</td>
			<td>6312615</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mineral Oil</td>
			<td>CVS</td>
			<td>152355</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Neosporin</td>
			<td>CVS</td>
			<td>629451</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Oxygen</td>
			<td>Home Depot</td>
			<td>304179</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pennicillin</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>PENNA-10MU</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Propane</td>
			<td>Home Depot</td>
			<td>304182</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Xylazine</td>
			<td>Henry Schein</td>
			<td>4019308</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tools</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Jewelery Torch</td>
			<td>Smith Equipment</td>
			<td>23-1001D</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sewing Needle</td>
			<td>Walgreens</td>
			<td>441831</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>#5 Forceps (2)</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>11254-20</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Soldering Iron</td>
			<td>Home Depot&#160;</td>
			<td>203525863</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>AmScope SM-4TX-144A 3.5X-45X Circuit Board Boom Stereo Microscope + 144 LED</td>
			<td>AmScope</td>
			<td>SM-4TX-144A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Helping Hands</td>
			<td>A-M Systems&#160;</td>
			<td>726200</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scalpel Blade Holder</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>10003-12</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Metal File</td>
			<td>Home Depot</td>
			<td>6601</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ruler</td>
			<td>Home Deopt</td>
			<td>202035324</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Curved Hemostats&#160;</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>130009-12</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fine Scissors</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>14058-09</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spatula</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Small Screwdriver</td>
			<td>Home Depot</td>
			<td>646507</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Magnetic Fixator Retraction System</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>18200-04, 18200-01, 18200-05</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heating Pad</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>Sharpie</td>
			<td>Staples</td>
			<td>125328</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ring Forceps</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>11103-09</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Custom Micropipette Glass Tools (J shape and Straight) - Borosilicate glass</td>
			<td>Sutter Instrument</td>
			<td>B150-110-10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Adson Forceps</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>11006-12</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cuffs</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tubing</td>
			<td>Braintree Scientific Inc</td>
			<td>MRE-065</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Platinum Iridium Wire</td>
			<td>Medwire</td>
			<td>10IR9/49T</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gold Pins</td>
			<td>Mill-Max</td>
			<td>1001-0-15-15-30-27-04-0</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Suture Thread</td>
			<td>Henry Schein</td>
			<td>100-5797</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>22 G Needles</td>
			<td>Fisher&#160;</td>
			<td>14-815-525</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Paper Tape</td>
			<td>Fisher&#160;</td>
			<td>03-411-602</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Solder</td>
			<td>Home Deopt</td>
			<td>327793</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Flux&#160;</td>
			<td>Home Deopt</td>
			<td>300142</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scalpel Blade, 10 or 15</td>
			<td>Stoelting</td>
			<td>52173-10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silastic Laboratory Tubing .51 mm ID x .94 mm OD</td>
			<td>Fisher&#160;</td>
			<td>508-002</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Headcaps</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Connector Pieces (male)</td>
			<td>Omnetics Connector Corporation</td>
			<td>A25001-004</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Headcap pieces (female)</td>
			<td>Omnetics Connector Corporation</td>
			<td>A24001-004</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Teets Dental Acrylic, Liquid and Powder</td>
			<td>A-M Systems</td>
			<td>525000, 526000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>26 Gauge Solid Copper Wire</td>
			<td>Staples</td>
			<td>1016882 &#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgery</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bone Screws</td>
			<td>Stoelting+CB33:C61</td>
			<td>51457</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scalpel Blades, 10 or 15</td>
			<td>Stoelting</td>
			<td>52173-10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1 ml syringes</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>14-826-261</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>22 G Needles</td>
			<td>Fisher&#160;</td>
			<td>14-815-525</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>27 G Needles</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>14-826-48</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2&#34; x 2&#34; Gauze</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>22-362-178</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Swabs</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>19-120-472</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Puppy Pads</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></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td colspan="2">Chamber and Behavioral Setting&#160;</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Husky Metal Front Base Cabinet (30WX19DX34H)</td>
			<td>Home Depot</td>
			<td>100607961</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Quiet Barrier&#173; HD Soundproofing Material (Sheet) (PSA)</td>
			<td>soundproofcow.com</td>
			<td>10203041</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Convoluted Acoustic Foam Panel</td>
			<td>soundproofcow.com</td>
			<td>10432400</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isolated Pulse Stimulator Model 2100</td>
			<td>A-M Systems</td>
			<td>720000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Digital Camera - Logitech Webcam 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>Sinometer 10MHz Single Channel Oscilloscope</td>
			<td>Sinometer</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>5k ohm potentiomter</td>
			<td>Alpha Electronics</td>
			<td>B00CTWDHIO</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Extech 407730 40-to-130-Decibel Digital Sound Level Meter</td>
			<td>Extech Instruments</td>
			<td>B000EWY67W</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DSCK-C Dual Output, scrambled shocker</td>
			<td>Kinder Scientific Co</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

vagus nerve stimulation as a tool to induce plasticity in pathways relevant for extinction learning

Extinction describes the process of attenuating behavioral responses to neutral stimuli when they no longer provide the reinforcement that has been maintaining the behavior. There is close correspondence between fear and human anxiety, and therefore studies of extinction learning might provide insight into the biological nature of anxiety-related disorders such as post-traumatic stress disorder, and they might help to develop strategies to treat them. Preclinical research aims to aid extinction learning and to induce targeted plasticity in extinction circuits to consolidate the newly formed memory. Vagus nerve stimulation (VNS) is a powerful approach that provides tight temporal and circuit-specific release of neurotransmitters, resulting in modulation of neuronal networks engaged in an ongoing task. VNS enhances memory consolidation in both rats and humans, and pairing VNS with exposure to conditioned cues enhances the consolidation of extinction learning in rats. Here, we provide a detailed protocol for the preparation of custom-made parts and the surgical procedures required for VNS in rats. Using this protocol we show how VNS can facilitate the extinction of conditioned fear responses in an auditory fear conditioning task. In addition, we provide evidence that VNS modulates synaptic plasticity in the pathway between the infralimbic (IL) medial prefrontal cortex and the basolateral complex of the amygdala (BLA), which is involved in the expression and modulation of extinction memory.

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 aqui...

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

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 ...

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

Research

JoVE Journal

Behavior

22.9K visualizações.  The University of Texas at Dallas.  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. 