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).

このプロトコルで説明されているすべての手順は、実験動物の管理と使用に関するNI​​Hガイドに従って実施されており、これらはテキサス大学ダラス校の施設内動物管理使用委員会によって承認されました。 VNS袖口の1建設<ol><li> 22½G針の鋭い端をソーイングすることにより掘削ツールを作成します。 </li><li>金属ファイルの上に平らに数回22½G針のようになりまし平?...

ここでは、馴化の合図への曝露19の単一のセッション中に馴化恐怖の絶滅を容易にし、infralimbic皮質および20の学習消滅を媒介することができる基底外側扁桃体との間の経路における可塑性を調節するために使用されるプロトコルを提示します。このプロトコルの成功のための重要なステップは、絶滅のトレーニング中VNSの適切な配信です。そのため、特別なケアは、カフ電極...

古典的恐怖条件付けは、不安障害の生物学的基礎を研究するために広く使用されている動物モデルを提供します。恐怖条件付け、嫌悪刺激（無条件刺激、米国、 例えば、フットショック）中にこのようなトーンおよび/ ​​またはコンテキスト（; CS条件刺激）として、中性刺激と一緒に提示されています。恐怖条件付けの間、CSと米国との間の関連が形成されています。最終的にはCSの提示だけでは恐怖反応（; CR条件反応）を誘発します。恐怖消去では、CSは、CRが徐々に1を減少させる、米国の非存在下で繰り返し提示されています。このように、条件付け恐怖の絶滅は、彼らはもはや嫌悪結果を予測する際、中性刺激に恐ろしい行動反応が減衰していないされているアクティブなプロセスです。馴化応答の消滅を学習団体と競合新しい思い出の統合を必要とします。不安障害の特徴はIMPAですIRED絶滅2-4。このように、動物モデルでの馴化恐怖の絶滅は、阻害学習と人間の不安障害5,6のための行動療法のモデルとしての両方の重要なパラダイムとして機能します。 恐怖と人間の不安との間に密接な対応があるので、これらの研究は、このような心的外傷後ストレス障害などの不安関連障害の生物学的性質への洞察を提供することができ、それらを扱うための戦略を開発するために役立つと考えられています。前臨床研究の重要な目標は、絶滅の学習を支援するために絶滅の学習を統合するために絶滅回路にターゲットを絞った可塑性を誘導することです。迷走神経刺激（VNS）の継続的な作業に従事した脳領域およびシナプスの緊密な時間的および回路固有の変調を提供するために使用されるかもしれない低侵襲neuroprostheticアプローチです。持っているテキサス大学ダラス校のMichael Kilgardのグループからの最近の一連の研究個別の感覚や運動刺激とその対VNSを示す（ 例えば、音やレバープル）が耳鳴り7を治療するため、または脳卒中8-10次の運動障害を克服するために皮質の可塑性を促進する上で非常に有効です。また、同様に、学習後の短い時間窓内で発生する非偶発VNS、皮質可塑性を促進し、ラットおよびヒト11-13でメモリの統合を強化します。 副交感神経経路における迷走神経の役割を考慮すると、それはメモリとシナプス可塑性の調節に関与することができることは驚くべきことではありません。非常に感情的なイベントは、非感情的な思い出よりも強い思い出を生成する傾向があります。これは、メモリの統合のストレスホルモンの影響に起因する可能性が高いです。ストレスホルモンのアドレナリンの訓練後の投与は、ヒトおよび非ヒト動物における記憶の固定を強化するが、アドレナリンは、15血液脳関門14を通過しません</suP&gt;。そのため、ストレス誘導アドレナリン放出は、メモリの統合を強化するために、間接的に脳に影響を与える必要があります。強力な証拠が迷走神経は、アドレナリンと脳循環との間のリンクであることを示唆しています。宮下とウィリアムズ16は、アドレナリンの全身投与は迷走神経発火を増加し、扁桃体17にノルエピネフリンのレベルを増加させたことがわかりました。 βアドレナリン受容体は迷走神経が長期メモリに感情的に喚起する経験をオン経路の役割を果たしていることを示唆している扁桃体18にブロックされているときにアドレナリンの全身投与は、メモリの統合を強化していません。 このように、訓練をVNSをペアリングすると、ラット19,20における絶滅学習の統合を強化する補強材の存在しない状態で条件付け手がかりにメモリの統合と露出をサポートする脳の変化を強化する可能性を秘めています。ここでは、VNS ​​Aの使用を記載していますSAツールは、皮質の可塑性を促進し、条件付け恐怖応答の消滅を容易にします。

<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.

このセクションでは、ラットにおける条件付け恐怖応答の発現を減少させるために消光学習と組み合わせてVNSを用いることにより得ることができる結果の例を示します。 1日目及び2日目（聴覚恐怖条件付け）のために、ラットをfootshocksがトーンと​​ペアにされた聴覚恐怖条件付け作業に訓練しました。 3日目（前処理試験）で、トーンが凍結レベルを測定し、条件付け恐怖反応の獲得を推?...

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

迷走神経刺激（VNS）は、行動の範囲を変更するには、前脳にターゲットを絞ったシナプス可塑性を誘導するためのツールと​​して浮上しています。このプロトコルは、恐怖の絶滅メモリの統合を容易にするためにVNSを実装する方法について説明します。

ツールとしての迷走神経刺激は、絶滅の学習のための関連経路の可塑性を誘導するために

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

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