Stimolazione del nervo vago come strumento per indurre plasticità Percorsi rilevanti per l'apprendimento Extinction

Classica paura condizionata fornisce un modello animale ampiamente usato per studiare le basi biologiche dei disturbi d'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'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'ansia è impaestinzione ired ^2-4. Così, l'estinzione della paura condizionata in modelli animali costituisce un paradigma importante sia per l'apprendimento inibitorio e come modello di terapia comportamentale per i disturbi d'ansia umani ^5,6.

Perché vi sia una stretta corrispondenza tra la paura e l'ansia umana, si pensa che questi studi possono fornire informazioni sulla natura biologica dei disturbi d'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'apprendimento estinzione e di indurre la plasticità mirato nei circuiti di estinzione a consolidare l'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'Università del Texas a Dallas averedimostrato che l'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'ictus ^8-10. Inoltre, non contingente VNS che avviene all'interno di una breve finestra temporale dopo l'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'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'adrenalina non attraversa la barriera emato-cerebrale-barriera ^{14, 15} </sup>. 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'amigdala ^17. La somministrazione sistemica di adrenalina non aumenta il consolidamento della memoria quando i recettori β-adrenergici sono bloccate nell'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'associazione SNV con la formazione ha il potenziale per migliorare i cambiamenti del cervello che supportano il consolidamento della memoria e l'esposizione ai segnali condizionati in assenza del rinforzo migliora il consolidamento dell'apprendimento estinzione in ratti ^19,20. Qui si descrive l'uso di un VNSstrumento sa per promuovere la plasticità corticale e facilitare l'estinzione di una risposta di paura condizionata.