Vagus तंत्रिका उत्तेजना (VNS) व्यवहार की एक सीमा को संशोधित करने के अग्रमस्तिष्क में लक्षित synaptic plasticity प्रेरित करने के लिए एक उपकरण के रूप में उभरा है। इस प्रोटोकॉल के डर से विलुप्त होने स्मृति के समेकन की सुविधा के लिए VNS लागू करने के लिए कैसे करें।
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.
शास्त्रीय डर कंडीशनिंग चिंता विकारों के जैविक आधार पर अध्ययन करने के लिए एक व्यापक रूप से इस्तेमाल पशु मॉडल प्रदान करता है। डर कंडीशनिंग के दौरान, एक प्रतिकूल प्रोत्साहन (असुविधाजनक उत्तेजना, अमेरिका, उदाहरण के लिए, एक footshock) इस तरह के एक टोन और / या एक संदर्भ (; सीएस वातानुकूलित उत्तेजना) के रूप में, एक तटस्थ उत्तेजना के साथ संयोजन के रूप में प्रस्तुत किया है। डर कंडीशनिंग के दौरान, सीएस और अमेरिका के बीच संघों का गठन कर रहे हैं। आखिरकार सीएस की प्रस्तुति अकेले एक डर प्रतिक्रिया (; सीआर वातानुकूलित प्रतिक्रिया) elicits। डर विलुप्त होने में, सीएस धीरे-धीरे 1 कम करने के लिए सीआर, जिससे अमेरिका के अभाव में बार-बार प्रस्तुत किया है। इस प्रकार, वातानुकूलित डर के विलुप्त होने से वे अब कोई प्रतिकूल परिणाम की भविष्यवाणी जब तटस्थ उत्तेजनाओं को भयभीत व्यवहार प्रतिक्रियाओं तनु कर रहे हैं, जिसमें एक सक्रिय प्रक्रिया है। वातानुकूलित प्रतिक्रियाओं के विलुप्त होने सीखा संघों के साथ प्रतिस्पर्धा है कि नए यादों का समेकन की आवश्यकता है। चिंता विकारों की एक बानगी IMPA हैiRed विलुप्त होने 2-4। इस प्रकार, पशु मॉडल में वातानुकूलित डर के विलुप्त होने निरोधात्मक सीखने के लिए और मानव चिंता विकारों 5,6 के लिए व्यवहार थेरेपी की एक मॉडल के रूप में दोनों एक महत्वपूर्ण प्रतिमान के रूप में कार्य करता है।
भय और मानव चिंता के बीच घनिष्ठ पत्राचार नहीं है, क्योंकि यह इन अध्ययनों में इस तरह के सदमे के बाद तनाव विकार के रूप में चिंता संबंधी विकारों के जैविक प्रकृति में अंतर्दृष्टि प्रदान कर सकते हैं और उन्हें इलाज के लिए रणनीति विकसित करने में मदद मिलेगी कि माना जाता है। पूर्व नैदानिक अनुसंधान का एक महत्वपूर्ण लक्ष्य विलुप्त होने सीखने की सहायता करने के लिए और विलुप्त होने सीखने मजबूत विलुप्त होने सर्किट में लक्षित प्लास्टिसिटी प्रेरित करने के लिए है। Vagus तंत्रिका उत्तेजना (VNS) मस्तिष्क क्षेत्रों और एक चल रहे कार्य में लगे हुए synapses के तंग लौकिक और सर्किट-विशिष्ट मॉडुलन प्रदान करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है कि एक न्यूनतम इनवेसिव neuroprosthetic दृष्टिकोण है। है डलास में टेक्सास विश्वविद्यालय में माइकल Kilgard के समूह से हाल ही के अध्ययन की एक श्रृंखलाअसतत संवेदी या मोटर उत्तेजनाओं के साथ कि बाँधना VNS दिखाया (उदाहरण के लिए, एक स्वर या एक लीवर खींच) टिनिटस 7 के इलाज के लिए, या स्ट्रोक 8-10 निम्नलिखित मोटर घाटे पर काबू पाने के लिए cortical प्लास्टिसिटी को बढ़ावा देने में बहुत प्रभावी है। इसके अलावा, VNS गैर आकस्मिक इसी तरह कॉर्टिकल प्लास्टिसिटी को बढ़ावा देता है और चूहों में और मनुष्यों 11-13 में स्मृति समेकन बढ़ाता सीखने के बाद एक कम समय खिड़की के भीतर होता है।
परानुकंपी मार्ग में वेगस तंत्रिका की भूमिका को देखते हुए, यह यह यादें और synaptic plasticity के नियमन में भाग लेने सकता है कि आश्चर्य की बात नहीं है। बेहद भावनात्मक घटनाओं गैर भावनात्मक यादें तुलना में मजबूत यादों का उत्पादन करते हैं। इस वजह से स्मृति समेकन पर तनाव हार्मोन के प्रभाव की संभावना है। तनाव हार्मोन एड्रेनालाईन का Posttraining प्रशासन मानव और गैर मानव जानवरों में स्मृति समेकन को बढ़ाता है, लेकिन एड्रेनालाईन, 15 रक्त मस्तिष्क बाधा 14 को पार नहीं करता </sup>। इसलिए, तनाव प्रेरित एड्रेनालाईन रिहाई स्मृति समेकन बढ़ाने के लिए परोक्ष रूप से मस्तिष्क को प्रभावित करना चाहिए। पुख्ता सबूत वेगस तंत्रिका परिसंचारी एड्रेनालाईन और मस्तिष्क के बीच की कड़ी हो सकता है कि पता चलता है। Miyashita और विलियम्स 16 एड्रेनालाईन के प्रणालीगत प्रशासन vagal तंत्रिका फायरिंग में वृद्धि हुई है, और प्रमस्तिष्कखंड 17 में norepinephrine के स्तर में वृद्धि हुई है पाया। Β एड्रीनर्जिक रिसेप्टर्स वेगस तंत्रिका लंबी अवधि यादों में भावनात्मक रूप से arousing अनुभवों चला है कि मार्ग में एक भूमिका निभाता है, सुझाव है कि प्रमस्तिष्कखंड 18 में अवरुद्ध कर रहे हैं जब एड्रेनालाईन के प्रणालीगत प्रशासन स्मृति समेकन में वृद्धि नहीं करता है।
इस प्रकार, प्रशिक्षण के साथ VNS बाँधना चूहों 19,20 में विलुप्त होने सीखने का समेकन को बढ़ाता है सुदृढीकरण के अभाव में वातानुकूलित संकेतों को स्मृति समेकन और जोखिम का समर्थन करने वाले मस्तिष्क में परिवर्तन बढ़ाने की क्षमता है। यहाँ हम VNS एक के उपयोग का वर्णनSA उपकरण कॉर्टिकल प्लास्टिसिटी को बढ़ावा देने और एक वातानुकूलित डर प्रतिक्रिया के विलुप्त होने की सुविधा के लिए।
हम यहाँ वातानुकूलित संकेतों 19 के लिए जोखिम का एक सत्र के दौरान वातानुकूलित डर के विलुप्त होने की सुविधा के लिए और infralimbic कोर्टेक्स और विलुप्त होने के 20 सीखने मध्यस्थता कर सकते हैं कि basolateral प्रमस्त?…
The authors have nothing to disclose.
This research was supported by the National Institute of Mental Health MH 086960-01A1 (Christa K. McIntyre).
Alcohol | |||
Atropine | Fisher | A0132-5G | |
Betadine | Henry Schein | 69066950 | |
Hydrogen peroxide | CVS | 209478 | |
Ketamine | Henry Schein | 1129300 | |
Marcaine | Henry Schein | 6312615 | |
Mineral Oil | CVS | 152355 | |
Neosporin | CVS | 629451 | |
Oxygen | Home Depot | 304179 | |
Pennicillin | Fisher | PENNA-10MU | |
Propane | Home Depot | 304182 | |
Xylazine | Henry Schein | 4019308 | |
Tools | |||
Jewelery Torch | Smith Equipment | 23-1001D | |
Sewing Needle | Walgreens | 441831 | |
#5 Forceps (2) | Fine Science Tools | 11254-20 | |
Soldering Iron | Home Depot | 203525863 | |
AmScope SM-4TX-144A 3.5X-45X Circuit Board Boom Stereo Microscope + 144 LED | AmScope | SM-4TX-144A | |
Helping Hands | A-M Systems | 726200 | |
Scalpel Blade Holder | Fine Science Tools | 10003-12 | |
Metal File | Home Depot | 6601 | |
Ruler | Home Deopt | 202035324 | |
Curved Hemostats | Fine Science Tools | 130009-12 | |
Fine Scissors | Fine Science Tools | 14058-09 | |
Spatula | Fine Science Tools | ||
Small Screwdriver | Home Depot | 646507 | |
Magnetic Fixator Retraction System | Fine Science Tools | 18200-04, 18200-01, 18200-05 | |
Heating Pad | Walgreens | 30294 | |
Clippers | Walgreens | 277966 | |
Sharpie | Staples | 125328 | |
Ring Forceps | Fine Science Tools | 11103-09 | |
Custom Micropipette Glass Tools (J shape and Straight) – Borosilicate glass | Sutter Instrument | B150-110-10 | |
Adson Forceps | Fine Science Tools | 11006-12 | |
Cuffs | |||
Tubing | Braintree Scientific Inc | MRE-065 | |
Platinum Iridium Wire | Medwire | 10IR9/49T | |
Gold Pins | Mill-Max | 1001-0-15-15-30-27-04-0 | |
Suture Thread | Henry Schein | 100-5797 | |
22 G Needles | Fisher | 14-815-525 | |
Paper Tape | Fisher | 03-411-602 | |
Solder | Home Deopt | 327793 | |
Flux | Home Deopt | 300142 | |
Scalpel Blade, 10 or 15 | Stoelting | 52173-10 | |
Silastic Laboratory Tubing .51 mm ID x .94 mm OD | Fisher | 508-002 | |
Headcaps | |||
Connector Pieces (male) | Omnetics Connector Corporation | A25001-004 | |
Headcap pieces (female) | Omnetics Connector Corporation | A24001-004 | |
Teets Dental Acrylic, Liquid and Powder | A-M Systems | 525000, 526000 | |
26 Gauge Solid Copper Wire | Staples | 1016882 | |
Surgery | |||
Bone Screws | Stoelting+CB33:C61 | 51457 | |
Scalpel Blades, 10 or 15 | Stoelting | 52173-10 | |
1 ml syringes | Fisher | 14-826-261 | |
22 G Needles | Fisher | 14-815-525 | |
27 G Needles | Fisher | 14-826-48 | |
2" x 2" Gauze | Fisher | 22-362-178 | |
Swabs | Fisher | 19-120-472 | |
Puppy Pads | PetCo | 1310747 | |
Kim Wipes | Fisher | 06-666-A | |
Chamber and Behavioral Setting | |||
Husky Metal Front Base Cabinet (30WX19DX34H) | Home Depot | 100607961 | |
Quiet Barrier HD Soundproofing Material (Sheet) (PSA) | soundproofcow.com | 10203041 | |
Convoluted Acoustic Foam Panel | soundproofcow.com | 10432400 | |
Isolated Pulse Stimulator Model 2100 | A-M Systems | 720000 | |
Digital Camera – Logitech Webcam C210 | Logitech | B003LVZO88 | |
MatLab | Mathworks.com | ||
Sinometer 10MHz Single Channel Oscilloscope | Sinometer | CQ5010C | |
OxyLED T-01 DIY Stick-on Anywhere 4-LED Touch Tap Light | OXYLED | B00GD8OKY0 | |
5k ohm potentiomter | Alpha Electronics | B00CTWDHIO | |
Extech 407730 40-to-130-Decibel Digital Sound Level Meter | Extech Instruments | B000EWY67W | |
DSCK-C Dual Output, scrambled shocker | Kinder Scientific Co |