تاثیر بازی در محیط غنی، تمرین اجباری واختیاری پیش از بلوغ بر حافظه فضایی، عملکرد حرکتی و رفتار شبه اضطرابی رت های نر بالغ

پذیرفته شده برای ارائه شفاهی
شناسه دیجیتال (DOI): 10.48308/ths.2024.10043
کد مقاله : 1406-THS
نویسندگان
دانشگاه شهید بهشتی
چکیده
مقدمه: سال های اول زندگی، یکی از مهم و حساس ترین دوره های رشد مغز به شمار می‌ رود. تجربیات زندگی در سنین اولیه، مانند فعالیت بدنی در کودکی و نوجوانی، می‌تواند منجر به اثرات مغزی طولانی مدت شود. فعالیت بدنی، با افزایش تشکیل نورون های جدید در هیپوکمپ به بهبود یادگیری کمک می‌کند. مطالعات نشان داده اند که سطح بالای فعالیت بدنی در کودکان می‌تواند باعث افزایش عملکرد شناختی و کاهش اضطراب شود همچنین به نظر می‌رسد محیط غنی از طریق تغییر در بیان ژن مرتبط با ساختار نورون باعث بهبود یادگیری و حافظه فضایی شود. اما جنبه های مثبت تمرین و فعالیت بدنی به شدت، حجم و زمان تمرین وابسته است.
روش کار: در پژوهشی طولی برای بررسی اثرات بلند مدت تمرین از۴۰ رت نر از شیر گرفته شده استفاده کردیم که به صورت تصادفی به چهار گروه کنترل، بازی در محیط غنی، تمرین اختیاری و اجباری تقسیم شدند. از ۲۸ تا ۴۹ روزگی (پبش از بلوغ) در شرایط معین شروع به تمرین کردند. حجم و شدت تمرین تا حد امکان برای گروه‌های تمرین اجباری و اختیاری یکسان شده بود. همچنین زمان قرار گیری و مدت بازی در محیط غنی نیز مشابه دو گروه دیگر بود. از ۴۹ تا ۸۵ روزگی رت ها بدون مداخله در قفس های استاندارد جهت عبور از مرحله بلوغ نگهداری شدند و سپس ازآزمودنی‌ها آزمون‌های مازآبی موریس و میدان باز به‌ترتیب برای بررسی حافظه فضایی، عملکرد حرکتی و رفتار شبه اضطرابی گرفته شد.
نتایج:‌ در متغیر حافظه فضایی طبق آزمون آنوای یک طرفه تفاوت معنی داری در زمان قرارگیری در ربع هدف بین گروه‌های تمرین و کنترل یافت شد } {P=0/001 F(3,20)=7. در عملکرد حرکتی تفاوت معنا داری در مسافت طی شده بین سه گروه تمرین و کنترل یافت شد F(3,21)=7} P=0/001 }. در بررسی رفتار شبه اضطرابی در تعداد و زمان ورود به مرکز در دوره بزرگسالی تفاوت معنا دار بین گروه تمرین اجباری و کنترل یافت شد F(3,24)=4} P = 0/01} به نوعی که تمرین اجباری باعث کاهش رفتار شبه اضطرابی شده بود.
بحث و نتیجه گیری: نتایج نشان داد تمرین در دوره کودکی می تواند باعث تاثیرات مثبت و ماندگاری در دوره های سنی بعدی حتی پس از یک دوره بی تمرینی شود. تمرین هوازی صورت گرفته با افزایش دادن سطوح (BDNF) در هیپوکمپ باعث بهبود حافظه فضایی شد و این اثرات مثبت تا دوره بزرگسالی ماندگار بود. همچنین نشان داده شد که تمرین در دوره کودکی می تواند باعث افزایش عملکرد حرکتی در بزرگسالی شود ، که در گروه محیط غنی بیشترین میزان حرکت خود به خودی را شاهد بودیم. کاهش رفتار شبه اضطرابی در گروه تمرین اجباری در دوره بزرگسالی مشاهده شد که احتمالا به واسطه استرس های مثبت دوره تمرین و افزایش تاب آوری بوده است.
کلیدواژه ها
 
Title
The effect of playing in rich environment, forced and voluntary training before puberty on spatial memory, motor performance and anxiety-like behavior of adult male rats.
Authors
mohammad yousefzadeh, elham azimzadeh, rand fayaz milani
Abstract
Introduction: The early years of life are considered one of the most important and sensitive periods of brain development. Life experiences in early ages, such as physical activity during childhood and adolescence, can lead to long-term brain effects. Physical activity contributes to improved learning by increasing the formation of new neurons in the hippocampus. Studies have shown that high levels of physical activity in children can enhance cognitive performance and reduce anxiety. Additionally, it appears that a rich environment can improve spatial learning and memory by altering the expression of genes related to neuron structure. However, the positive aspects of exercise and physical activity strongly depend on the intensity, volume, and duration of the exercise.

Methodology: In a longitudinal study to examine the long-term effects of exercise, we utilized 40 male rats separated from milk and randomly assigned them to four groups: control, play in an enriched environment, voluntary training, and forced training. From day 28 to 49 (prepuberty), they started exercising under specific conditions. The volume and intensity of exercise were matched as much as possible for the forced and voluntary training groups. Additionally, the time spent and duration of play in the enriched environment were similar to the other two groups. From day 49 to 85, the rats were kept in standard cages without intervention to pass through puberty, and then they underwent Morris water maze and open field tests to examine spatial memory, motor performance, and anxiety-like behavior, respectively.

Results: In the spatial memory variable, significant differences were found in the placement time in the target quadrant between the exercise and control groups (P=0.001, F(3,20)=7). In motor performance, a significant difference in the distance traveled was found among the three trainings groups and the control group (F(3,21)=7, P=0.001). In the examination of anxiety-like behavior in terms of the number and time of entry into the center during adulthood, a significant difference was found between the forced exercise and control groups (F(3,24)=4, P=0.01), indicating that forced training reduced anxiety-like behavior.

Discussion and Conclusion: The results showed that exercise during childhood can lead to positive and enduring effects in later stages of life even after a period of inactivity. Aerobic exercise increased levels of brain-derived neurotrophic factor (BDNF) in the hippocampus, improving spatial memory, and these positive effects persisted into adulthood. It was also demonstrated that exercise during childhood can enhance motor performance in adulthood, with the highest level of spontaneous movement observed in the enriched environment group. Reduction in anxiety-like behavior was observed in the forced training group during adulthood, likely due to the positive stressors of the exercise period and increased resilience.
Keywords
Enriched environment-, Voluntary training-Forced training -Spatial memory-Motor performance