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).

Tutte le procedure descritte in questo protocollo sono effettuati in conformità con la guida NIH per la cura e l&#39;uso di animali da laboratorio, e sono stati approvati dalla cura e l&#39;uso degli animali Comitato istituzionale di L&#39;Università del Texas a Dallas. 1. Costruzione di VNS polsini <ol><li> Creare uno strumento di perforazione per segare la punta di un ago 22 G ½. </li><li> Eseguire la fine ormai smussata del 22 ½ G ago su un file di metallo più volte per appiattirla...

Presentiamo qui un protocollo utilizzato per facilitare l&#39;estinzione della paura condizionata durante una singola sessione di esposizione a stimoli condizionata 19 e per modulare la plasticità nel percorso tra la corteccia infralimbica e basolaterale che possono mediare estinzione apprendimento 20. Un passo cruciale per il successo di questo protocollo è la corretta consegna dei VNS durante l&#39;allenamento estinzione. Pertanto, particolare attenzione deve essere data alla costruzione degli ...

Classica paura condizionata fornisce un modello animale ampiamente usato per studiare le basi biologiche dei disturbi d&#39;ansia. Durante la paura condizionata, uno stimolo avversivo (lo stimolo incondizionato, US, ad esempio, un footshock) è presentato in combinazione con uno stimolo neutro, quale un tono e / o di un contesto (stimolo condizionato; CS). Durante la paura condizionata, si formano associazioni tra il CS e gli Stati Uniti. Alla fine la presentazione del CS sola provoca una risposta di paura (la risposta condizionata; CR). In timore estinzione, la CS è presentato ripetutamente in assenza degli Stati Uniti, causando il CR a diminuire gradualmente 1. Così, l&#39;estinzione della paura condizionata è un processo attivo in cui le risposte comportamentali a stimoli paurosi neutri vengono attenuate quando si prevedono più esiti avversi. Estinzione di risposte condizionate richiede il consolidamento di nuovi ricordi che competono con le associazioni apprese. Un tratto distintivo di disturbi d&#39;ansia è impaestinzione ired 2-4. Così, l&#39;estinzione della paura condizionata in modelli animali costituisce un paradigma importante sia per l&#39;apprendimento inibitorio e come modello di terapia comportamentale per i disturbi d&#39;ansia umani 5,6. Perché vi sia una stretta corrispondenza tra la paura e l&#39;ansia umana, si pensa che questi studi possono fornire informazioni sulla natura biologica dei disturbi d&#39;ansia legati come il disturbo da stress post-traumatico e contribuiranno a sviluppare strategie per il trattamento di loro. Un importante obiettivo di ricerca preclinica è quello di aiutare l&#39;apprendimento estinzione e di indurre la plasticità mirato nei circuiti di estinzione a consolidare l&#39;apprendimento estinzione. Stimolazione del nervo vago (VNS) è un approccio neuroprosthetic minimamente invasiva che potrebbe essere utilizzato per fornire stretto modulazione temporale e specifico circuito di aree cerebrali e sinapsi impegnati in un compito permanente. Una serie di studi recenti del gruppo di Michael Kilgard presso l&#39;Università del Texas a Dallas averedimostrato che l&#39;abbinamento VNS con stimoli sensoriali o motorie discreti (per esempio, un tono o un pull leva) è altamente efficace nel promuovere la plasticità corticale per trattare il tinnito 7, o per superare i deficit motori dopo l&#39;ictus 8-10. Inoltre, non contingente VNS che avviene all&#39;interno di una breve finestra temporale dopo l&#39;apprendimento promuove simile plasticità corticale e migliora consolidamento della memoria nei ratti e negli esseri umani 11-13. Considerando il ruolo del nervo vago nel percorso parasimpatico, non è sorprendente che poteva partecipare nella modulazione memorie e la plasticità sinaptica. Altamente eventi emotivi tendono a produrre memorie più forte di memorie non-emozionali. Ciò è probabilmente dovuto all&#39;influenza degli ormoni dello stress sul consolidamento della memoria. Posttraining somministrazione di adrenalina ormone dello stress aumenta il consolidamento della memoria in animali umani e non umani, ma l&#39;adrenalina non attraversa la barriera emato-cerebrale-barriera 14, 15 </sup&gt;. Pertanto, il rilascio di adrenalina indotta da stress deve influenzare il cervello indirettamente a migliorare il consolidamento della memoria. Esistono sempre più prove che il nervo vago può essere il legame tra circolante adrenalina e il cervello. Miyashita e Williams 16 hanno trovato che la somministrazione sistemica di adrenalina è aumentata vagale cottura dei nervi, e aumento dei livelli di noradrenalina nell&#39;amigdala 17. La somministrazione sistemica di adrenalina non aumenta il consolidamento della memoria quando i recettori β-adrenergici sono bloccate nell&#39;amigdala 18 suggerendo che il nervo vago ha un ruolo nel percorso che trasforma le esperienze emotivamente suscitando in memoria a lungo termine. Così, l&#39;associazione SNV con la formazione ha il potenziale per migliorare i cambiamenti del cervello che supportano il consolidamento della memoria e l&#39;esposizione ai segnali condizionati in assenza del rinforzo migliora il consolidamento dell&#39;apprendimento estinzione in ratti 19,20. Qui si descrive l&#39;uso di un VNSstrumento sa per promuovere la plasticità corticale e facilitare l&#39;estinzione di una risposta di paura condizionata.

<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.

Questa sezione illustra esempi di risultati ottenibili utilizzando SNV in combinazione con l&#39;apprendimento estinzione per ridurre l&#39;espressione della risposta di paura condizionata in ratti. Per giorni 1 e 2 (Auditory paura condizionata), ratti sono stati addestrati su un compito condizionamento alla paura uditivo in cui footshocks sono stati associati con un tono. Il giorno 3 (Pre trattamento Test), i toni sono stati presentati, in assenza di footshocks per misurare i livelli di congelamento e dedurre la paura ...

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Vagus Nerve Stimulation as a Tool to Induce Plasticity in Pathways Relevant for Extinction Learning (Video) | JoVE

La stimolazione del nervo vago (VNS) è emerso come uno strumento per indurre mirato plasticità sinaptica nel proencefalo di modificare una serie di comportamenti. Questo protocollo descrive come implementare VNS per facilitare il consolidamento della memoria paura dell&#39;estinzione.

Stimolazione del nervo vago come strumento per indurre plasticità Percorsi rilevanti per l&#39;apprendimento Extinction

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

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