Name: vagus nerve stimulation as a tool to induce plasticity in pathways relevant for extinction learning
Uploaded: 2015-08-21T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Vagus Nerve Stimulation as a Tool to Induce Plasticity in Pathways Relevant for Extinction Learning at JoVE.com

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

تتم جميع الإجراءات الموضحة في هذا البروتوكول وفقا لدليل المعاهد الوطنية للصحة للرعاية واستخدام الحيوانات المختبرية، والتي وافق عليها لجنة رعاية واستخدام الحيوان المؤسسي من جامعة تكساس في دالاس. 1. بناء VNS الكفات <ol style=";text-align:righ...

نقدم هنا البروتوكول الذي يستخدم لتسهيل انقراض الخوف مشروط خلال جلسة واحدة من التعرض للمنبهات مشروطة 19 و لتعديل اللدونة في مسار بين القشرة infralimbic واللوزة basolateral التي قد توسط الانقراض التعلم 20. خطوة حاسمة لنجاح هذا البروتوكول هو تسليم مناسب من VNS خلال التدر?...

يوفر تكييف الخوف الكلاسيكية نموذج حيواني تستخدم على نطاق واسع لدراسة الأساس البيولوجي للاضطرابات القلق. خلال تكييف الخوف، ويقدم حافز مكره (المثير غير الشرطي، الولايات المتحدة، على سبيل المثال، وهو footshock) بالتزامن مع التحفيز محايد، مثل لهجة و / أو سياق (التحفيز مكيفة، CS). خلال تكييف الخوف، تتشكل جمعيات بين CS والولايات المتحدة. في نهاية المطاف تقديم CS يتسبب وحده استجابة الخوف (استجابة مشروطة؛ CR). في خوف الانقراض، وقدم CS مرارا وتكرارا في غياب الولايات المتحدة، مما تسبب في CR للحد تدريجيا 1. وبالتالي، انقراض الخوف مشروط هو عملية نشطة التي يتم الموهن الاستجابات السلوكية مخيفة للمثيرات محايدة عندما لم يعد التنبؤ بالنتائج مكره. انقراض الردود مشروطة يتطلب ثبات الذكريات الجديدة التي تتنافس مع الجمعيات المستفادة. ومن السمات المميزة لاضطرابات القلق هي IMPAانقراض IRED 2-4. وبالتالي، انقراض الخوف مشروط في النماذج الحيوانية تعد بمثابة نموذج هام لكل من التعلم المثبطة وكنموذج من العلاج السلوكي لاضطرابات القلق الإنسان 5،6. لأن هناك تطابقا وثيقا بين الخوف والقلق البشري، ويعتقد أن هذه الدراسات يمكن أن توفر نظرة ثاقبة لطبيعة بيولوجية من الاضطرابات المتعلقة القلق مثل اضطراب ما بعد الصدمة، وسوف تساعد على وضع استراتيجيات للتعامل معها. هدف مهم من البحوث قبل السريرية هو لمساعدة التعلم والانقراض للحث على اللدونة المستهدفة في الدوائر الانقراض لتعزيز التعلم الانقراض. تحفيز العصب المبهم (VNS) هو نهج neuroprosthetic الغازية الحد الأدنى التي يمكن استخدامها لتوفير التشكيل الزماني ودائرة محددة ضيقة من مناطق الدماغ ونقاط الاشتباك العصبي تشارك في مهمة مستمرة. وكانت سلسلة من الدراسات التي أجريت مؤخرا من مجموعة مايكل Kilgard في جامعة تكساس في دالاس ديكأظهرت أن الاقتران VNS مع منفصلة المنبهات الحسية أو الحركية (على سبيل المثال، لهجة أو سحب رافعة) فعالة للغاية في تعزيز اللدونة القشرية لعلاج طنين 7، أو للتغلب على العجز الحركي التالية السكتة الدماغية 10/08. بالإضافة إلى ذلك، غير الوحدة VNS أن يحدث في غضون فترة زمنية قصيرة النافذة بعد التعلم يعزز بالمثل اللدونة القشرية ويعزز توطيد الذاكرة في الفئران والبشر 11-13. النظر في دور العصب المبهم في مسار غير المتجانسة، فإنه ليس من المستغرب أنه يمكن أن تشارك في تحوير الذكريات واللدونة متشابك. درجة عالية من الأحداث العاطفية تميل إلى إنتاج ذكريات أقوى من ذكريات غير عاطفية. هذا هو الأرجح بسبب تأثير هرمونات التوتر على توطيد الذاكرة. Posttraining إدارة هرمون التوتر الأدرينالين يعزز توطيد الذاكرة في الحيوانات البشرية وغير البشرية، ولكن الأدرينالين لا يعبر الدم في الدماغ من العوائق 14، 15 </suP&gt;. لذلك، يجب أن الإجهاد الناجم عن إطلاق الأدرينالين يؤثر على الدماغ بطريقة غير مباشرة لتعزيز توطيد الذاكرة. وتشير أدلة قوية على أن العصب المبهم قد يكون الرابط بين تعميم الأدرينالين والدماغ. وجدت مياشيتا ويليامز 16 أن إدارة النظامية من الأدرينالين زيادة المبهم اطلاق العصبية، وزيادة مستويات بافراز في اللوزة 17. إدارة النظامية من الأدرينالين لا يعزز توطيد الذاكرة عندما يتم حظر مستقبلات β الأدرينالية في اللوزة 18 مما يدل على أن العصب المبهم يلعب دورا في مسار الذي يحول التجارب إثارة عاطفيا إلى الذاكرة الطويلة الأمد. وبالتالي، الاقتران VNS مع التدريب لديه القدرة على تعزيز تغيرات في الدماغ التي تدعم تعزيز الذاكرة والتعرض للمنبهات مكيفة في غياب التعزيز يعزز توطيد التعلم الانقراض في الفئران 19،20. نحن هنا وصف استخدام VNS لأداة سا لتعزيز اللدونة القشرية وتسهيل انقراض استجابة الخوف مشروطة.

<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.

يوضح هذا القسم أمثلة من النتائج التي يمكن الحصول عليها باستخدام VNS في تركيبة مع التعلم الانقراض للحد من التعبير عن استجابة الخوف مكيفة في الفئران. ليوم 1 و 2 (السمعية تكييف الخوف)، تم تدريب الفئران على مهمة تكييف الخوف السمعية التي تم إقران footshocks مع لهجة. في يوم 3 (قبل اخ?...

Watch this Scientific Journal Video about Vagus Nerve Stimulation as a Tool to Induce Plasticity in Pathways Relevant for Extinction Learning at JoVE.com

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

وقد برز تحفيز العصب المبهم (VNS) كأداة للحث على اللدونة متشابك المستهدفة في الدماغ الأمامي لتعديل مجموعة من السلوكيات. يصف هذا البروتوكول كيفية تنفيذ VNS لتسهيل توطيد الذاكرة الخوف الانقراض.

تحفيز العصب المبهم كأداة للحث على اللدونة في مسارات ذات الصلة من أجل التعلم الانقراض

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

Research

JoVE Journal

Behavior

The Crossmodal Congruency Task as a Means to Obtain an Objective Behavioral Measure in the Rubber Hand Illusion Paradigm

المهام التطابق Crossmodal كوسيلة للحصول على قياس الهدف السلوكي في المطاط اليد بارادايم الوهم

The rubber hand illusion (RHI) is a popular experimental paradigm. Participants view touch on an artificial rubber hand while the participants' own hidden ...

Quantifying Learning in Young Infants: Tracking Leg Actions During a Discovery-learning Task

قياس التعلم في الرضع يونغ: تطبيقات تتبع الساق خلال مهمة للتعلم ديسكفري

Task-specific actions emerge from spontaneous movement during infancy. It has been proposed that task-specific actions emerge through a discovery-learning ...

A Treatment Package without Escape Extinction to Address Food Selectivity

A حزمة العلاج دون الهروب الانقراض لمعالجة الأغذية الانتقائية

Feeding difficulties and feeding disorders are a commonly occurring problem for young children, particularly children with developmental delays including ...

Combined Shuttle-Box Training with Electrophysiological Cortex Recording and Stimulation as a Tool to Study Perception and Learning

جنبا إلى جنب المكوك بوكس ​​التدريب مع الكهربية اللحاء تسجيل وتحفيز كأداة لدراسة الإدراك والتعلم

Shuttle-box avoidance learning is a well-established method in behavioral neuroscience and experimental setups were traditionally custom-made; the ...

Using a Split-belt Treadmill to Evaluate Generalization of Human Locomotor Adaptation

استخدام حلقة مفرغة سبليت-حزام لتقييم تعميم التكيف الحركي البشري

Understanding the mechanisms underlying locomotor learning helps researchers and clinicians optimize gait retraining as part of motor rehabilitation. ...

Using a Virtual Store As a Research Tool to Investigate Consumer In-store Behavior

استخدام متجر الظاهري كأداة بحثية للتحقيق في سلوك المستهلك في المتجر

People&#39;s responses to products and/or choice environments are crucial to understanding in-store consumer behaviors. Currently, there are various ...

Large Volume, Behaviorally-relevant Illumination for Optogenetics in Non-human Primates

حجم كبير، الإضاءة ذات الصلة سلوكيا أوبتوجينيتيكس في المقدمات غير البشرية

This protocol describes a large-volume illuminator, which was developed for optogenetic manipulations in the non-human primate brain. The illuminator is a ...

Using the FishSim Animation Toolchain to Investigate Fish Behavior: A Case Study on Mate-Choice Copying In Sailfin Mollies

Using the FishSim Animation Toolchain to Investigate Fish Behavior: A Case Study on Mate-Choice Copying In Sailfin Mollies

استخدام Toolchain الرسوم المتحركة فيشسيم للتحقيق في سلوك الأسماك: دراسة حالة عن رفيقه-خيار النسخ في مليس سيلفين

Over the last decade, employing computer animations for animal behavior research has increased due to its ability to non-invasively manipulate the ...

Applying an eMASS Customization Program as a Research Tool to Evaluate Consumer Benefits

تطبيق برنامج تخصيص eMASS كاداه بحثيه لتقييم فوائد المستهلك

As many scholars and practitioners study personalization and relationship marketing, it is important to provide personalization such as mass customization ...

A Methodology for Capturing Joint Visual Attention Using Mobile Eye-Trackers

منهجيه للتقاط الانتباه البصري المشترك باستخدام متتبع العين المتنقل

With the advent of new technological advances, it is possible to study social interactions at a microlevel with unprecedented accuracy. High frequency ...