ارزیابی استرس مزمن بر حافظه‌ فضایی با بهره‌گیری از آزمون ماز آبی موریس در مدل حیوانی

نوع مقاله : علوم جانوری

نویسندگان

گروه بیوشیمی، پژوهشکده علوم و فناوری های زیستی، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران

چکیده

استرس از مهم ­ترین عوامل ناپایدارکننده درونی، اثرات منفی بر‌جسته‌ای بر کارکردهای شناختی برجای گذاشته است. القاء استرس با بهره ‌گیری از مدل استرس مزمن غیر‌قابل پیش‌بینی به ‌طور گسترده ‌ای به ­منظور بررسی تأثیر قرار گرفتن در معرض استرس، در چندین مدل حیوانی مورد پژوهش قرار گرفته است که شامل مواجهه با عوامل استرس ‌زا به‌ صورت تصادفی، متناوب و غیر‌قابل پیش‌بینی در طی چندین روز می‌ باشد. مطالعات بیان می‌ کنند که استرس مزمن احتمالاً موجب اختلال در عملکرد حافظه می ‌شود. هدف از مطالعه، بررسی بروز اختلال در یادگیری و حافظه فضایی در آزمون ماز آبی موریس پس از القاء استرس مزمن غیر‌قابل پیش ‌بینی در 6 روز متوالی می ‌باشد. موش ­های صحرایی نر بالغ به‌طور تصادفی به دو گروه شاهد (عدم القاء استرس مزمن) و استرس (القاء استرس مزمن غیر‌قابل پیش ‌بینی به‌ مدت 6 روز متوالی) تقسیم شدند. استرس، یادگیری و حافظه فضایی حیوانات به ‌ترتیب توسط ماز به علاوه‌ای شکل مرتفع و ماز آبی موریس مورد بررسی قرار گرفت. استرس مزمن غیر‌قابل پیش ‌بینی موجب کاهش عملکرد در یادگیری و حافظه فضایی شد. مدت زمان و مسافت سپری شده برای رسیدن به سکوی پنهان در گروه استرس در مقایسه با گروه شاهد در مجموع چهار روز آموزشی روندی افزایشی را نشان داد. به‌ طوری ‌که در روزهای چهارم افزایش معنی‌ داری (0/05>p ) در هر دو پارامتر مشاهده شد. هم­ چنین، القاء استرس منجر به کاهش معنی ‌دار در درصد مدت زمان حضور در ربع هدف در مقایسه با گروه شاهد شد (0/01>p ). در آزمون ماز به‌ علاوه‌ای شکل مرتفع، گروه استرس کاهش معنی داری را در درصد زمان ماندن در بازوی باز در مقایسه با گروه شاهد نشان داد (0/05>p ). مطالعه حاضر با قرار‌دادن موش های نر در معرض استرس غیر‌قابل پیش ‌بینی به ­مدت 6 روز بیان داشت که احتمالاً به‌ دلیل کارآمد واقع شدن استراتژی‌ های القاء استرس به ‌کار گرفته شده، دستیابی به مکان سکوی پنهان در ماز آبی موریس در مدت زمان و مسافت بیش ­تری صورت گرفته است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Evaluation of chronic stress on spatial memory using Morris water maze test in animal model

نویسندگان [English]

  • Maryam Ahmadnezhad
  • Sirus Khodadadi
  • Mohammad Ali Nasiri Khalili
  • Narges Maleksabet
Department of Biochemistry, Research Institute of Biological Sciences and Technologies, Malek Ashtar University of Technology, Tehran, Iran
چکیده [English]

Stress is one of the most important internal destabilizing factors and has significant negative effects on cognitive functions. Stress induction using the chronic unpredictable stress (CUS) model has been extensively studied in several animal models to investigate the effect of stress exposure, including exposure to stressors randomly, intermittently and unpredictably. CUS has probably been shown to induce memory dysfunction of the chronic stress response. The aim of this study was to investigate the incidence of learning and spatial memory impairment in the Morris water maze (MWM) test after induction of CUS for 6 consecutive days. Adult male rats were randomly divided into control groups (without CUS) and stress (induction of CUS for 6 consecutive days). Animal stress, learning, and spatial memory were assessed by the elevated plus maze (EPM) and the MWM, respectively. CUS reduced performance in spatial learning and memory. The time and distance spent to reach the hidden platform in the stress group compared to the control group in a total of four training days showed an increasing trend. So that in the fourth days, a significant increase (p < 0.05) was observed in both parameters. Also, induction of stress led to a significant reduction in the percentage of time in the target quadrant compared with the control group (p < 0.01). In the EPM, the stress group showed a significant decrease in the percentage of time spent in the open arm compared to the control group (p < 0.05). The present study, by exposing male mice to unpredictable stress for 6 days, stated that, due to the ineffectiveness of the stress induction strategies used, achieving a hidden platform location in the MWM over time and distance more has been done.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Chronic unpredictable stress
  • Memory
  • Morris water maze
  • Rats

مراجع

  1. Alfarez, D.N.; Joëls, M. and Krugers, H.J., 2003. Chronic unpredictable stress impairs long‐term potentiation in rat hippocampal CA1area and dentate gyrus in vitro. European Journal of Neuroscience. Vol. 17, pp: 1928-1934.
  2. Beck, K.D. and Luine, V.N., 2002. Sex differences in behavioral and neurochemical profiles after chronic stress: role of housing conditions. Physiology & behavior. Vol. 75, pp: 661-673.
  3. Bliss, T.V. and Collingridge, G.L., 1993. A synaptic model of memory: long-term potentiation in the hippocampus. Nature. Vol. 361, pp: 31-39.
  4. Bliss, T.V. and Lømo, T., 1973. Long‐lasting potentiation of synaptic transmission in the dentate area of the anaesthetized rabbit following stimulation of the perforant path. The Journal of physiology. Vol. 232, pp: 331-356.
  5. Bodnoff, S.R.; Humphreys, A.G.; Lehman, J.C.; Diamond, D.M.; Rose, G.M. and Meaney, M.J., 1995. Enduring effects of chronic corticosterone treatment on spatial learning, synaptic plasticity, and hippocampal neuropathology in young and mid-aged rats. Journal of Neuroscience. Vol. 15, pp: 61-69.
  6. Cerqueira, J.J.; Mailliet, F.; Almeida, O.F.; Jay, T.M. and Sousa, N., 2007. The prefrontal cortex as a key target of the maladaptive response to stress. Journal of Neuroscience. Vol. 27, pp: 2781-2787.
  7. Conrad, C.D.; Galea, L.A.; Kuroda, Y. and McEwen, B.S., 1996. Chronic stress impairs rat spatial memory on the Y maze, and this effect is blocked by tianeptine treatment. Behavioral neuroscience. Vol. 110, p: 1321.
  8. de Kloet, E.R.; Oitzl, M.S. and Joëls, M., 1999. Stress and cognition: are corticosteroids good or bad guys? Trends in neurosciences. Vol. 22, pp: 422-426.
  9. Gould, E.; Tanapat, P.; Rydel, T. and Hastings, N., 2000. Regulation of hippocampal neurogenesis in adulthood.   Biological psychiatry. Vol. 48, pp: 715-720.
  10. Hammen, C., 2005. Stress and depression. Annu. Rev. Clin. Psychol. Vol. 1, pp: 293-319.
  11. Herbert, J.; Goodyer, I.M.; Grossman, A.B.; Hastings, M.H.; De Kloet, E.R.; Lightman, S.L.; Lupien, S.J.; Roozendaal, B. and Seckl, J.R., 2006. Do corticosteroids damage the brain? Journal of neuroendocrinology. Vol. 18, pp: 393-411.
  12. Isgor, C.; Kabbaj, M.; Akil, H. and Watson, S.J., 2004. Delayed effects of chronic variable stress during peripubertal juvenile period on hippocampal morphology and on cognitive and stress axis functions in rats. Hippocampus. Vol. 14, pp: 636-648.
  13. Jangra, A.; Sriram, C.S.; Dwivedi, S.; Gurjar, S.S.; Hussain, M.I.; Borah, P. and Lahkar, M., 2017. Sodium phenylbutyrate and edaravone abrogate chronic restraint stress-induced behavioral deficits: implication of oxido nitrosative, endoplasmic reticulum stress cascade, and neuroinflammation. Cellular and molecular neurobiology. Vol. 37, pp: 65-81.
  14. Kleen, J.K.; Sitomer, M.T.; Killeen, P.R. and Conrad, C.D., 2006. Chronic stress impairs spatial memory and motivation for reward without disrupting motor ability and motivation to explore. Behavioral neuroscience. Vol. 120, pp: 842.
  15. Luine, V.; Martinez, C.; Villegas, M.; Magariños, A.M. and McEwen, B.S., 1996. Restraint stress reversibly enhances spatial memory performance. Physiology and behavior. Vol. 59, pp: 27-32.
  16. Luine, V.; Villegas, M.; Martinez, C. and McEwen, B.S., 1994. Repeated stress causes reversible impairments of spatial memory performance. Brain research. Vol. 639, pp: 167-170.
  17. Lynch, J.W.; Kaplan, G.A. and Shema, S.J., 1997. Cumulative impact of sustained economic hardship on physical, cognitive, psychological, and social functioning.   New England Journal of Medicine. Vol. 337, pp: 1889-1895.
  18. Magarin, A.M. and McEwen, B.S., 1995. Stress-induced atrophy of apical dendrites of hippocampal CA3c neurons: involvement of glucocorticoid secretion and excitatory amino acid receptors. Neuroscience. Vol. 69, pp: 89-98.
  19. McEwen, B.S. and Sapolsky, R.M., 1995. Stress and cognitive function. Current opinion in neurobiology. Vol. 5, pp: 205-216.
  20. McLaughlin, K.J.; Gomez, J.L.; Baran, S.E. and Conrad, C.D., 2007. The effects of chronic stress on hippocampal morphology and function: an evaluation of chronic restraint paradigms. Brainresearch. Vol. 1161, pp: 56-64.
  21. Mizoguchi, K.; Yuzurihara, M.; Ishige, A.; Sasaki, H.; Chui, D.H. and Tabira, T., 2000. Chronic stress induces impairment of spatial working memory because of prefrontal dopaminergic dysfunction. Journal of Neuroscience. Vol. 20, pp: 1568-1574.
  22. Nishimura, J.I.; Endo, Y. and Kimura, F., 1999. A long term stress exposure impairs maze learning performance in rats. Neuroscience letters. Vol. 273, pp: 125-128.
  23. Park, C.R.; Campbell, A.M. and Diamond, D.M., 2001. Chronic psychosocial stress       impairs learning and memory and increases sensitivity to yohimbine in adult rats. Biological psychiatry. Vol. 50, pp: 994-1004.
  24. Sapolsky, R.M., 2003. Stress and plasticity in the limbic system. Neurochemical research. Vol. 28, pp: 1735-1742.
  25. Sauro, M.D.; Jorgensen, R.S. and Teal Pedlow, C., 2003. Stress, glucocorticoids, and memory: a meta-analytic review. Stress. Vol. 6, pp: 235-245.
  26. Shors, T.J., 2004. Learning during stressful times. Learning & memory. Vol. 11, pp: 137-144.
  27. Sousa, N.; Lukoyanov, N.V.; Madeira, M.D.; Almeida, O.F.X. and Paula-Barbosa, M.M., 2000. Reorganization of the morphology of hippocampal neurites and synapses after stress-induced damage correlates with behavioral improvement. Neuroscience. Vol. 97, pp: 253-266.
  28. Venero, C.; Tilling, T.; Hermans-Borgmeyer, I.; Schmidt, R.; Schachner,    M. and Sandi, C., 2002. Chronic stress induces opposite changes in the mRNA expression of the cell adhesion molecules NCAM and L1. Neuroscience. Vol. 115, pp: 1211-1219.
  29. Wright, R.L.; Lightner, E.N.; Harman, J.S.; Meijer, O.C. and Conrad, C.D., 2006. Attenuating corticosterone levels on the day       of memory assessment prevents chronic stress‐induced impairments in spatial memory. European Journal of Neuroscience. Vol. 24, pp: 595-605.
  30. Watanabe, Y.; Gould, E.; Cameron, H.A.; Daniels, D.C. and McEwen, B.S., 1992. Phenytoin prevents stress‐and corticosterone‐induced atrophy of CA3 pyramidal neurons. Hippocampus. Vol. 2, pp: 431-435.
  31. Zhang, Y.; Liu, W.; Zhou, Y.; Ma, C.; Li, S. and Cong, B., 2014. Endoplasmic reticulum stress is involved in restraint stress-induced hippocampal apoptosis and cognitive impairments in rats. Physiology and behavior. Vol. 131, pp: 41-48.
فصلنامه محیط زیست جانوری
دوره 12، شماره 4
دی 1399
صفحه 179-186

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار