BACKGROUND Recent experiments in rats have demonstrated significant effects of VNS on hippocampal excitability but were partially attributed to hypothermia, induced by the applied VNS parameters. OBJECTIVE To allow meaningful preclinical research on the mechanisms of VNS and translation of rodent results to clinical VNS trials, we aimed to identify non-hypothermia inducing VNS parameters that significantly affect hippocampal excitability. METHODS VNS was administered in cycles of 30 seconds including either 0.1, 0.16, 0.25, 0.5, 1.5, 3 or 7 seconds of VNS ON time (biphasic pulses, 250μs/phase, 1 mA, 30 Hz) and the effect of different VNS ON times on brain temperature was evaluated. VNS paradigms with and without hypothermia were compared for their effects on hippocampal neurophysiology in freely moving rats. RESULTS Using VNS parameters with an ON time/OFF time of up to 0.5 seconds/30 seconds did not cause hypothermia, while clear hypothermia was detected with ON times of 1.5, 3 and 7 seconds/30 seconds. Relative to SHAM VNS, the normothermic 0.5 second VNS condition significantly decreased hippocampal EEG power and changed dentate gyrus evoked potentials with an increased field excitatory postsynaptic potential slope and a decreased population spike amplitude. CONCLUSION VNS can be administered in freely moving rats without causing hypothermia, while profoundly affecting hippocampal neurophysiology suggestive of reduced excitability of hippocampal neurons despite increased synaptic transmission efficiency.

中文翻译：

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无温度影响影响大鼠海马电生理的迷走神经刺激参数的鉴定

背景最近在大鼠中的实验已经证明了 VNS 对海马兴奋性的显着影响，但部分归因于由应用的 VNS 参数诱导的体温过低。目的 为了对 VNS 的机制进行有意义的临床前研究，并将啮齿动物结果转化为临床 VNS 试验，我们旨在确定显着影响海马兴奋性的非低温诱导 VNS 参数。方法 VNS 以 30 秒为周期进行管理，包括 0.1、0.16、0.25、0.5、1.5、3 或 7 秒的 VNS ON 时间（双相脉冲，250μs/相位，1 mA，30 Hz）和不同 VNS ON 的影响对大脑温度的时间进行了评估。比较了有和没有低温的 VNS 范式对自由运动大鼠海马神经生理学的影响。结果 使用开启时间/关闭时间高达 0.5 秒/30 秒的 VNS 参数不会导致体温过低，而使用 1.5、3 和 7 秒/30 秒的开启时间检测到明显的体温过低。相对于 SHAM VNS，常温 0.5 秒 VNS 条件显着降低了海马脑电图功率并改变了齿状回诱发电位，增加了场兴奋性突触后电位斜率和降低了种群峰值幅度。结论 VNS 可以在自由活动的大鼠中给药而不会引起体温过低，同时深刻影响海马神经生理学，表明尽管突触传递效率增加，但海马神经元的兴奋性降低。3 和 7 秒/30 秒。相对于 SHAM VNS，常温 0.5 秒 VNS 条件显着降低了海马脑电图功率并改变了齿状回诱发电位，增加了场兴奋性突触后电位斜率和降低了种群峰值幅度。结论 VNS 可以在自由活动的大鼠中给药而不会引起体温过低，同时深刻影响海马神经生理学，表明尽管突触传递效率增加，但海马神经元的兴奋性降低。3 和 7 秒/30 秒。相对于 SHAM VNS，常温 0.5 秒 VNS 条件显着降低了海马脑电图功率并改变了齿状回诱发电位，增加了场兴奋性突触后电位斜率和降低了人口峰值幅度。结论 VNS 可以在自由活动的大鼠中给药而不会引起体温过低，同时深刻影响海马神经生理学，表明尽管突触传递效率增加，但海马神经元的兴奋性降低。