رشد و یادگیری حرکتی ورزشی

مجله علمی

شماره جاری

بر اساس شماره‌های نشریه

بر اساس نویسندگان

بر اساس موضوعات

نمایه نویسندگان

نمایه کلیدواژه ها

درباره نشریه

اهداف و چشم انداز

اعضای هیات تحریریه

فرایند پذیرش مقالات

بانک ها و نمایه نامه ها

پرسش‌های متداول

اخبار و اعلانات

اطلاعات آماری نشریه

پیوندهای مفید

سیاست های دسترسی آزاد

سیاست کپی رایت

سیاست های مربوط به سرقت ادبی

سیاست های مربوط به آرشیو مقالات

سیاست های مربوط به محرمانه بودن

سیاستهای مالی

داوران

راهنمای عضویت و ثبت داوری در Publons

نقش چندریختی عامل نوروتروفیکی مشتق از مغز دریادگیری یک مهارت توالی‌دار حرکتی: چالش سیستم های هماهنگی بینایی-فضایی و هماهنگی حرکتی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی Released under CC BY-NC 4.0 license I Open Access I

نویسندگان

1 . گروه علوم ورزشی، دانشکده ادبیات و علوم انسانی، دانشگاه جهرم، جهرم، ایران.

2 گروه رفتار حرکتی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران.

3 گروه تربیت بدنی و علوم ورزشی، دانشگاه فنی و حرفه ای، تهران، ایران.

4 مرکز تحقیقاتی علوم تشریحی، گروه آموزشی علوم پایه، دانشگاه علوم پزشکی و خدمات بهداشتی درمانی کاشان، کاشان، ایران.

چکیده

مقدمه: عامل نوروتروفیکی مشتق از مغز (BDNF)، پروتئینی است که به میزان زیادی در ساختارهای دستگاه عصبی مرکزی بیان می شود و شکل­پذیری سیناپسی و فراگیری مهارت­های حرکتی و شناختی را تحت تاثیر قرار می­دهد. این درحالیست که چندریختی val66met مقدار و بیان BDNF را مختل می کند.لذا محققان در تحقیق حاضر درصدد بررسی تاثیر چندریختی مذکور بر یادگیری یک مهارت توالی­ دار حرکتی بودند.
روش پژوهش: بدین منظور  صد نفر از دانشجویان مرد دانشگاه کاشان (میانگین سنی2.20±21.60) تحت مطالعه قرار گرفتند. پس از استخراج DNA ژنومیک، ­انجام واکنش زنجیره پلی­­مراز (PCR) با استفاده از پرایمر رو به جلو 3- ATACTGTCACACACGCTG-5 و پرایمر معکوس 3- ACTCTGGAGAGCGTGA-5 تایید صحت محصول PCR با استفاده از ژل اکتروفرز 1.5 درصد و در نهایت تعیین توالی با استفاده از آنالیزگر Sequencing، مشخص شد 46 نفر فاقد چندریختی مذکور و 54 نفر حامل متیونین (دچار چندریختی) هستند. سپس با استفاده از تکلیف حرکتی بازوی دینامیک، یادداری، انتقال بینایی- فضایی و انتقال حرکتی در مهارت توالی دار حرکتی آزمون شد.
یافته‌ها: نتایج نشان داد،  افراد فاقد چندریختی با سرعت بیشتری نسبت به حاملان متیونین پیشرفت کردند و در آزمون یادداری هم بهتر عمل کردند (0/001 =p ). آنها در آزمون انتقال حرکتی نیز از حاملان متیونین بهتر بودند (0/001 =p) ولی در آزمون انتقال بینایی- فضایی تفاوت معناداری بین دو گروه نبود (0/176 =p ).
نتیجه‌گیری: بنابراین به نظر می­ رسد حاملان متیونین به هرصورت از مراحل اولیه یادگیری حرکتی عبور می کنند ولی با توجه به مشکلات احتمالی ایجاد­شده توسط چندریختی، در تکمیل فرایند یادگیری دچار ضعف می­ باشند.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

The Role of BDNF Val66met Polymorphism on the Learning of a Motor Sequence Task: The Challenge of Visual-Spatial and Motor Coordination Systems

نویسندگان [English]

  • Abolfazl Shayan 1
  • Hamideh Iranmanesh 2
  • Mehdi Yazdanpanah 3
  • Mohammad Ali Dowlati 4

1 Department of Sport Sciences, Faculty of literature and humanities, Jahrom University, Jahrom, Iran.

2 Department of Motor Behavior, Faculty of Sport Sciences, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran.

3 Department of Physical Education and Sport Science, Technical and Vocational University (TVU), Tehran, Iran.

4 Anatomical Sciences Research Center, Institute for Basic Sciences, Kashan University of Medical Sciences, Kashan, Iran.

چکیده [English]

Introduction: Brain-derived neurotrophic factor (BDNF) is a protein that is highly expressed in the structures of the central nervous system and affects synaptic plasticity and the acquisition of motor and cognitive skills. This is while val66met polymorphism disrupts the amount and expression of BDNF. So, in the present study, the researchers aimed to investigate the effect of polymorphism on the learning of a motor sequence task.
Methods: One hundred students from Kashan University (mean age 21.60 ± 2.60) participated in the study. After extraction of Genomic DNA, implementation of the polymerase chain reaction (PCR) by forwarding primer 5-ACTCTGGAGAGCGTGAAT-3 and reverse primer 5-ATACTGTCACACACGCTG-3, analyzing PCR by 1.5 percent Electrophoresis Gel, and eventually, DNA sequencing by Sequencing Analyzer, 46 participants were identified without the polymorphism and 54 participants were identified met-carriers (affected by the polymorphism). Then, retention, visual-spatial transfer, and motor transfer of the motor sequence task were tested by the Dynamic Arm Movement Task.
Results: Results showed people without the polymorphism progressed faster than met-carriers and also performed the task better on the retention test (P=0/001). They were also better than met-carriers in the motor transfer test (P=0/001), but there was no significant difference between the two groups in the visual-spatial transfer test (P=0/176).
Conclusion: It seems that met-carriers, in any way, go through the early stages of motor learning, but due to possible problems caused by the polymorphism, they are weak in completing the learning process.

کلیدواژه‌ها [English]

  • BDNF
  • Val66met polymorphism
  • Motor sequence task
  • Visual-spatial transfer
  • Motor transfer
مراجع
Albouy, G., Fogel, S., Pottiez, H., Nguyen, V. A., Ray, L., Lungu, O., Carrier, J., Robertson, E., & Doyon, J. (2013). Daytime sleep enhances consolidation of the spatial but not motoric representation of motor sequence memory. PLoS One, 8(1), e52805.
Antal, A., Chaieb, L., Moliadze, V., Monte-Silva, K., Poreisz, C., Thirugnanasambandam, N., Nitsche, M. A., Shoukier, M., Ludwig, H., & Paulus, W. (2010). Brain-derived neurotrophic factor (BDNF) gene polymorphisms shape cortical plasticity in humans. Brain stimulation, 3(4), 230-237.
Beste, C., Baune, B., Domschke, K., Falkenstein, M., & Konrad, C. (2010). Paradoxical association of the brain-derived-neurotrophic-factor val66met genotype with response inhibition. Neuroscience, 166(1), 178-184.
Boutin, A., Fries, U., Panzer, S., Shea, C. H., & Blandin, Y. (2010). Role of action observation and action in sequence learning and coding. Acta psychologica, 135(2), 240-251.
Boutin, A., Panzer, S., & Blandin, Y. (2013). Retrieval practice in motor learning. Human movement science, 32(6), 1201-1213.
Carbone, D. L., & Handa, R. J. (2013). Sex and stress hormone influences on the expression and activity of brain-derived neurotrophic factor. Neuroscience, 239, 295-303.
Cash, R., Udupa, K., Gunraj, C., Mazzella, F., Daskalakis, Z., Wong, A., Kennedy, J., & Chen, R. (2021). Influence of BDNF Val66Met polymorphism on excitatory-inhibitory balance and plasticity in human motor cortex. Clinical Neurophysiology, 132(11), 2827-2839.
Dowlati, M. A., Shayan, A., & Zar, A. (2020). The Effect of Brain-Derived Neurotrophic Factor Single Nucleotide Polymorphism on Cognitive Factors. Middle East Journal of Rehabilitation and Health Studies, 7(3).
Egan, M. F., Kojima, M., Callicott, J. H., Goldberg, T. E., Kolachana, B. S., Bertolino, A., Zaitsev, E., Gold, B., Goldman, D., & Dean, M. (2003). The BDNF val66met polymorphism affects activity-dependent secretion of BDNF and human memory and hippocampal function. Cell, 112(2), 257-269.
Eker, Ç., Kitis, Ö., Ozan, E., Okur, H., Eker, O. D., Ersoy, M. A., Akdeniz, F., Vahip, S., Akarsu, N., & Gonul, A. S. (2005). BDNF Gene Val66met Polymorphism Associated Grey Matter Changes in Human Brain. Klinik Psikofarmakoloji Bulteni, 15(3).
Freundlieb, N., Philipp, S., Schneider, S. A., Brüggemann, N., Klein, C., Gerloff, C., & Hummel, F. C. (2012). No association of the BDNF val66met polymorphism with implicit associative vocabulary and motor learning. PLoS One, 7(11), e48327.
Gajewski, P. D., Hengstler, J. G., Golka, K., Falkenstein, M., & Beste, C. (2011). The Met-allele of the BDNF Val66Met polymorphism enhances task switching in elderly. Neurobiology of aging, 32(12), 2327. e2327-2327. e2319.
Giordano, A., Clarelli, F., Cannizzaro, M., Mascia, E., Santoro, S., Sorosina, M., Ferrè, L., Leocani, L., & Esposito, F. (2022). BDNF Val66Met Polymorphism Is Associated With Motor Recovery After Rehabilitation in Progressive Multiple Sclerosis Patients. Frontiers in neurology, 13.
Griffin, E. W., Bechara, R. G., Birch, A. M., & Kelly, Á. M. (2009). Exercise enhances hippocampal‐dependent learning in the rat: evidence for a BDNF‐related mechanism. Hippocampus, 19(10), 973-980.
Griffin, É. W., Mullally, S., Foley, C., Warmington, S. A., O'Mara, S. M., & Kelly, Á. M. (2011). Aerobic exercise improves hippocampal function and increases BDNF in the serum of young adult males. Physiology & behavior, 104(5), 934-941.
Hariri, A. R., Goldberg, T. E., Mattay, V. S., Kolachana, B. S., Callicott, J. H., Egan, M. F., & Weinberger, D. R. (2003). Brain-derived neurotrophic factor val66met polymorphism affects human memory-related hippocampal activity and predicts memory performance. Journal of Neuroscience, 23(17), 6690-6694.
Harrisberger, F., Spalek, K., Smieskova, R., Schmidt, A., Coynel, D., Milnik, A., Fastenrath, M., Freytag, V., Gschwind, L., & Walter, A. (2014). The association of the BDNF Val66Met polymorphism and the hippocampal volumes in healthy humans: a joint meta-analysis of published and new data. Neuroscience & Biobehavioral Reviews, 42, 267-278.
Hikosaka, O., Nakahara, H., Rand, M. K., Sakai, K., Lu, X., Nakamura, K., Miyachi, S., & Doya, K. (1999). Parallel neural networks for learning sequential procedures. Trends in neurosciences, 22(10), 464-471.
Hikosaka, O., Nakamura, K., Sakai, K., & Nakahara, H. (2002). Central mechanisms of motor skill learning. Current opinion in neurobiology, 12(2), 217-222.
Ho, B.-C., Milev, P., O’Leary, D. S., Librant, A., Andreasen, N. C., & Wassink, T. H. (2006). Cognitive and magnetic resonance imaging brain morphometric correlates of brain-derived neurotrophic factor Val66Met gene polymorphism in patients with schizophrenia and healthy volunteers. Archives of general psychiatry, 63(7), 731-740.
Iranmanesh, H. (2022). The effect of sleep, type of instructions and motor sequence structure in retention and transfer of motor task: Motor memory consolidation in children Ferdowsi University of Mashhad.Iran]. [In Persion]
Iranmanesh, H., Kakhki, A. S., Taheri, H., & Shea, C. H. (2022). Motor memory consolidation in children: The role of awareness and sleep on offline general and sequence-specific learning. Biomedical Human Kinetics, 14(1), 83-94. [In Persion].
Joundi, R. A., Lopez-Alonso, V., Lago, A., Brittain, J.-S., Fernandez-del-Olmo, M., Gomez-Garre, P., Mir, P., Jenkinson, N., Cheeran, B., & Brown, P. (2012). The effect of BDNF val66met polymorphism on visuomotor adaptation. Experimental brain research, 223(1), 43-50.
Keele, S. W., Ivry, R., Mayr, U., Hazeltine, E., & Heuer, H. (2003). The cognitive and neural architecture of sequence representation. Psychological review, 110(2), 316.
Kim, A., Fagan, A. M., Goate, A. M., Benzinger, T. L., Morris, J. C., & Head, D. (2015). Lack of an association of BDNF Val66Met polymorphism and plasma BDNF with hippocampal volume and memory. Cognitive, Affective, & Behavioral Neuroscience, 15(3), 625-643.
Kovacs, A. J., Mühlbauer, T., & Shea, C. H. (2009). The coding and effector transfer of movement sequences. Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance, 35(2), 390.
Masters, R., Poolton, J. M., Maxwell, J. P., & Raab, M. (2008). Implicit motor learning and complex decision making in time-constrained environments. Journal of motor behavior, 40(1), 71-79.
McHughen, S. A., Pearson-Fuhrhop, K., Ngo, V. K., & Cramer, S. C. (2011). Intense training overcomes effects of the Val66Met BDNF polymorphism on short-term plasticity. Experimental brain research, 213(4), 415-422.
McHughen, S. A., Rodriguez, P. F., Kleim, J. A., Kleim, E. D., Crespo, L. M., Procaccio, V., & Cramer, S. C. (2010). BDNF val66met polymorphism influences motor system function in the human brain. Cerebral cortex, 20(5), 1254-1262.
Meier, B., & Cock, J. (2014). Offline consolidation in implicit sequence learning. cortex, 57, 156-166.
Ou, L.-C., & Gean, P.-W. (2006). Regulation of amygdala-dependent learning by brain-derived neurotrophic factor is mediated by extracellular signal-regulated kinase and phosphatidylinositol-3-kinase. Neuropsychopharmacology, 31(2), 287-296.
Panzer, S., Gruetzmacher, N., Fries, U., Krueger, M., & Shea, C. H. (2011). Age-related effects in interlimb practice on coding complex movement sequences. Human movement science, 30(3), 459-474.
Panzer, S., Muehlbauer, T., Krueger, M., Buesch, D., Naundorf, F., & Shea, C. H. (2009). Short article: Effects of interlimb practice on coding and learning of movement sequences. Quarterly Journal of Experimental Psychology, 62(7), 1265-1276.
Park, J.-H., & Shea, C. H. (2005). Sequence learning: Response structure and effector transfer. The Quarterly Journal of Experimental Psychology Section A, 58(3), 387-419.
Pezawas, L., Verchinski, B. A., Mattay, V. S., Callicott, J. H., Kolachana, B. S., Straub, R. E., Egan, M. F., Meyer-Lindenberg, A., & Weinberger, D. R. (2004). The brain-derived neurotrophic factor val66met polymorphism and variation in human cortical morphology. Journal of Neuroscience, 24(45), 10099-10102.
Rybakowski, J., Borkowska, A., Skibinska, M., & Hauser, J. (2006). Illness-specific association of val66met BDNF polymorphism with performance on Wisconsin Card Sorting Test in bipolar mood disorder. Molecular psychiatry, 11(2), 122-124.
Sakai, K., Hikosaka, O., Miyauchi, S., Takino, R., Sasaki, Y., & Pütz, B. (1998). Transition of brain activation from frontal to parietal areas in visuomotor sequence learning. Journal of Neuroscience, 18(5), 1827-1840.
Shayan Nooshabadi, A., Dowlati, M. A., & Zar, A. (2020). The effect of brain-derived neurotrophic factor single nucleotide polymorphism on memory of university students. Advances in Cognitive Science, 22(1), 61-69. [In Persion]
Von dem Bussche, M. (2007). The role of brain-derived neurotrophic factor in cortical motor learning. University of California, San Diego.
Zhou, J., Zhang, H., Cohen, R. S., & Pandey, S. C. (2005). Effects of estrogen treatment on expression of brain-derived neurotrophic factor and cAMP response element-binding protein expression and phosphorylation in rat amygdaloid and hippocampal structures. Neuroendocrinology, 81(5), 294-310.
رشد و یادگیری حرکتی ورزشی
دوره 14، شماره 2
شهریور 1401
صفحه 118-135
فایل ها
سابقه مقاله
  • تاریخ دریافت: 12 خرداد 1401
  • تاریخ بازنگری: 26 تیر 1401
  • تاریخ پذیرش: 20 شهریور 1401
هم رسانی
ارجاع به این مقاله
آمار