مقایسه بیان ژن arc در هیپوکمپ رات پس از یادگیری فضائی در ماز 8 بازوئی و 12 بازوئی

یکی از با اهمیت ترین چالش ها در علوم اعصاب، شناخت فرایند های سلولی مولکولی است که شالوده ی یادگیری و حافظه بلند مدت را تشکیل می دهد. در دهه اخیر پیشرفت های قابل توجهی در راستای درک تغییرات شکل دهنده یادگیری و حافظه صورت گرفته است که مدیون بکارگیری مدل های حیوانی مناسب، پروب های تعریف شده برای مسیرهای پیام رسانی داخل سلولی و تغییر در رونویسی ‍‍‍‍‍ژن و ابزارهای کارآمد برای مطالعه اشکال مختلف حافظه می باشد. استفاده از انواع ماز برای ارزیابی اساس عصبی رفتار یادگیری و حافظه فضایی در جوندگان، شناخت ژن ها و پروتئین های موثر در این فرایندها و اثرات سودمند داروهای جدید، متداول بوده است. ژن arc یکی از ژن های پاسخ اولیه عمل کننده است که بیان آن به شدت تحت تأثیر فعالیت نورونی است. نقش این ژن در انعطاف سیناپسی و تثبیت حافظه به اثبات رسیده است. در این تحقیق با استفاده از دو نوع ماز شعاعی که از لحاظ دشواری مضمون مورد یادگیری متفاوت هستند، عملکرد رفتاری رات ها و همچنین مقادیر القای بیان ژن arc طی مراحل مختلف یادگیری و حافظه، مورد ارزیابی قرار می گیرد. تعداد 33 رات نر از نژاد ویستار در 5 گروه قرار داده شدند. یک گروه به عنوان کنترل در نظر گرفته شد و 4 گروه دیگر به ترتیب در ماز 8 بازویی، 12بازویی، ابتدا 8 بازویی و سپس 12بازویی، ابتدا 12بازویی و سپس 8 بازویی قرار گرفتند. به منظور ارزیابی عملکرد رات ها و بیان ژن arc در مراحل مختلف یادگیری شامل قرارگیری در محیط جدید، یادگیری یک مهارت جدید به شکل ناقص و یادگیری کامل و بازیابی پایدار حافظه، رات های گروه 2 و 3 به ترتیب به 3 گروه: 1 جلسه یادگیری، 12 جلسه یادگیری و 25 جلسه یادگیری در ماز تقسیم شدند و به منظور بررسی تأثیر قرارگیری در محیط جدید در پی یادگیری قبلی در محیط ساده تر یا پیچیده تر برای اولین بار و یا پس از تکرار وظیفه، گروه 4 و 5 به دو گروه: 1 جلسه یادگیری پس از تغییر نوع ماز و 4 جلسه یادگیری پس از تغییر نوع ماز، تقسیم شدند. 30 دقیقه پس از هر آزمون رات ها قربانی شده و ناحیه هیپوکمپ مغز آنها جداسازی و در دمای c?70- ذخیره گردید. پس از استخراج rna هیپوکمپ و سنتز cdna، واکنش real time pcr به منظور تعیین مقدار بیان ژن در هر گروه انجام گرفت. یافته های این مطالعه نشان داد که در ماز 8 بازویی رسیدن به سطح بهینه عملکرد برای جانور با سهولت امکان پذیر است در صورتیکه افزایش تعداد بازوهای ماز (افزایش پیچیدگی مضمون مورد یادگیری)، و مواجه با چالش بیشتر، یادگیری را در سطح مولکولی و رفتاری متأثر می کند. چنانچه عملکرد مورد انتظار، در رات های ماز 12 بازویی پس از 25 جلسه یادگیری، مشاهده نگردید، علاوه بر اینکه سطح بیان ژن arc که رابطه مستقیم با مهارت در انجام وظیفه دارد در رات های ماز 12 بازویی به سطح قابل مقایسه در ماز 8 بازویی نرسید. تفاوت معنی دار بیان ژن arc در ماز 8 بازویی در گروهی مشاهده گردید که یادگیری کامل صورت گرفته بود اما در ماز 12 بازویی اولین قرارگیری در محیط، بیان این ژن را به طور قابل توجهی در مقایسه با سایر گروهها افزایش داد. همچنین افزایش قابل توجه بیان ژن در رات های منتقل شده از ماز 8 بازویی به ماز 12 بازویی فرضیه وابستگی مقادیر بیان ژن به میزان دشواری وظیفه را مورد تأیید قرار داد.