دوره 21، شماره 1 - ( دوماهنامه طب جنوب 1397 )
جلد 21 شماره 1 صفحات 53-40 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Tekieh E, Kazemi M, Tavakoli H, Saberi M, Ghanaati H, Hajinasrollah M, et al . The Effect of Extremely Low Frequency Electromagnetic Fields on Visual Learning, Memory and Anatomical
Structures of the Brain in Male Rhesus Monkeys. Iran South Med J 2018; 21 (1) :40-53
URL: http://ismj.bpums.ac.ir/article-1-913-fa.html
URL: http://ismj.bpums.ac.ir/article-1-913-fa.html
تکیه الهه، کاظمی معصومه، توکلی حسن، صابری مهدی، قناعتی حسین، حاجی نصراله مصطفی، و همکاران.. بررسی اثر میدان‌های الکترومغناطیس با فرکانس بسیار پایین بر یادگیری و حافظه بینایی و ساختار آناتومیکی مغز در میمون‌های رزوس نر. مجله طب جنوب. 1397; 21 (1) :40-53
الهه تکیه1 
، معصومه کاظمی1 ، حسن توکلی1 ، مهدی صابری2 ، حسین قناعتی3 ، مصطفی حاجی نصراله4 ، مریم صالحی1 ، حامد علی یاری5 ، هدایت صحرایی* 6
، معصومه کاظمی1 ، حسن توکلی1 ، مهدی صابری2 ، حسین قناعتی3 ، مصطفی حاجی نصراله4 ، مریم صالحی1 ، حامد علی یاری5 ، هدایت صحرایی* 6
1- مرکز تحقیقات علوم اعصاب، دانشگاه علوم پزشکی بقیه الله، تهران، تهران، ایران
2- گروه فارماکولوژی و سم‌شناسی، دانشکده داروسازی، دانشگاه علوم پزشکی بقیه‌الله، تهران، تهران، ایران
3- گروه رادیولوژی، مرکز تصویربرداری پزشکی بیمارستان امام خمینی، دانشگاه علوم پزشکی تهران، تهران، ایران
4- مرکز تحقیقات حیوانات، مرکز تحقیقات زیست پزشکی تولید مثل، پژوهشکده بیوتکنولوژی رویان، تهران، تهران، ایران
5- دانشکده مهندسی پزشکی، برق و مکاترونیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد قزوین، قزوین، ایران
6- مرکز تحقیقات علوم اعصاب، دانشگاه علوم پزشکی بقیه الله، تهران، تهران، ایران ،hsahrei1343@gmail.com
2- گروه فارماکولوژی و سم‌شناسی، دانشکده داروسازی، دانشگاه علوم پزشکی بقیه‌الله، تهران، تهران، ایران
3- گروه رادیولوژی، مرکز تصویربرداری پزشکی بیمارستان امام خمینی، دانشگاه علوم پزشکی تهران، تهران، ایران
4- مرکز تحقیقات حیوانات، مرکز تحقیقات زیست پزشکی تولید مثل، پژوهشکده بیوتکنولوژی رویان، تهران، تهران، ایران
5- دانشکده مهندسی پزشکی، برق و مکاترونیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد قزوین، قزوین، ایران
6- مرکز تحقیقات علوم اعصاب، دانشگاه علوم پزشکی بقیه الله، تهران، تهران، ایران ،
چکیده: (6333 مشاهده)
زمینه: انسان در جوامع مدرن در معرض سطوح قابل ملاحظه‌ای از انتشار میدان‌های الکترومغناطیس (EMF) با فرکانس‌های مختلف قرار دارد. اثرات نوروبیولوژیکی میدان‌های الکترومغناطیس موضوع بحث و تحقیقات بسیار گسترده‌ای در طول چند دهه گذشته بوده است. بنابراین ما اثرات EMF را برروی یادگیری بینایی و تغییرات آناتومیکی نواحی هیپوکمپ و پره فرونتال (PFA) را در میمون‌های رزوس نر مورد مطالعه قرار دادیم.
مواد و روش‌ها: در این پژوهش، 4 میمون رزوس نر گونه ماکاکا مولاتا در معرض میدان‌های الکترومغناطیس با فرکانس‌های 5 و 30 هرتز با شدت 7/0 میکروتسلا به مدت 30 روز، روزانه 4 ساعت قرار داده شدند. تغییرات حافظه و یادگیری بینایی یک هفته قبل و یک هفته بعد از دوره پرتودهی با استفاده از باکس طراحی شده که حیوانات را برای به‌دست آوردن پاداش به چالش می‌کشد، مورد آزمایش قرار گرفت. همچنین تغییرات آناتومیکی مغز میمون‌ها با استفاده از تکنیک تصویربرداری تشدید مغناطیسی (MRI) یک هفته قبل و یک هفته بعد از پرتودهی اسکن شد. میمون‌ها با تزریق داخل عضلانی کتامین هیدروکلراید (20-10 میلی‌گرم بر کیلوگرم) و زایلوزین (4/0-2/0 میلی‌گرم بر کیلوگرم) بیهوش شده و با استفاده از دستگاه تصویربرداری در سه سطح کرونال، آگزیال و ساجیتال در فاز T2 و اسلایس‌های با ضخامت 3 میلی‌متر اسکن شدند. تغییرات آناتومیکی نواحی هیپوکمپ و پره فرونتال با تکنیک حجم سنجی مورد بررسی و مطالعه قرار گرفت.
یافته‌ها: قرارگیری در معرض میدان الکترومغناطیس با فرکانس 30 هرتز موجب کاهش تعداد پاسخ‌های صحیح در فرایند یادگیری و تأخیر در شکل‌گیری حافظه در دو میمون مورد آزمایش شد. در حالی که فرکانس 5 هرتز تأثیری بر تغییرات یادگیری و حافظه بینایی نداشت. هیچ تغییر آناتومیکی در ناحیه پره فرونتال و هیپوکمپ در هر دو فرکانس مشاهده نشد.
نتیجه‌گیری: میدان الکترومغناطیس با فرکانس 30 هرتز موجب اختلال در فرایند یادگیری و حافظه بینایی می‌شود، که احتمالاً این تغییرات را از طریق تأثیر بر فاکتورهای دیگری به غیر از تغییر در ساختار و آناتومی مغزی اعمال می‌کند.
مواد و روش‌ها: در این پژوهش، 4 میمون رزوس نر گونه ماکاکا مولاتا در معرض میدان‌های الکترومغناطیس با فرکانس‌های 5 و 30 هرتز با شدت 7/0 میکروتسلا به مدت 30 روز، روزانه 4 ساعت قرار داده شدند. تغییرات حافظه و یادگیری بینایی یک هفته قبل و یک هفته بعد از دوره پرتودهی با استفاده از باکس طراحی شده که حیوانات را برای به‌دست آوردن پاداش به چالش می‌کشد، مورد آزمایش قرار گرفت. همچنین تغییرات آناتومیکی مغز میمون‌ها با استفاده از تکنیک تصویربرداری تشدید مغناطیسی (MRI) یک هفته قبل و یک هفته بعد از پرتودهی اسکن شد. میمون‌ها با تزریق داخل عضلانی کتامین هیدروکلراید (20-10 میلی‌گرم بر کیلوگرم) و زایلوزین (4/0-2/0 میلی‌گرم بر کیلوگرم) بیهوش شده و با استفاده از دستگاه تصویربرداری در سه سطح کرونال، آگزیال و ساجیتال در فاز T2 و اسلایس‌های با ضخامت 3 میلی‌متر اسکن شدند. تغییرات آناتومیکی نواحی هیپوکمپ و پره فرونتال با تکنیک حجم سنجی مورد بررسی و مطالعه قرار گرفت.
یافته‌ها: قرارگیری در معرض میدان الکترومغناطیس با فرکانس 30 هرتز موجب کاهش تعداد پاسخ‌های صحیح در فرایند یادگیری و تأخیر در شکل‌گیری حافظه در دو میمون مورد آزمایش شد. در حالی که فرکانس 5 هرتز تأثیری بر تغییرات یادگیری و حافظه بینایی نداشت. هیچ تغییر آناتومیکی در ناحیه پره فرونتال و هیپوکمپ در هر دو فرکانس مشاهده نشد.
نتیجه‌گیری: میدان الکترومغناطیس با فرکانس 30 هرتز موجب اختلال در فرایند یادگیری و حافظه بینایی می‌شود، که احتمالاً این تغییرات را از طریق تأثیر بر فاکتورهای دیگری به غیر از تغییر در ساختار و آناتومی مغزی اعمال می‌کند.
نوع مطالعه: پژوهشي |
موضوع مقاله:
دستگاه اعصاب
دریافت: 1396/2/6 | پذیرش: 1396/7/3 | انتشار: 1396/12/7
دریافت: 1396/2/6 | پذیرش: 1396/7/3 | انتشار: 1396/12/7
فهرست منابع
1. Repacholi MH, editor An overview of WHO's EMF project and the health effects of EMF exposure. Proceedings of the International Conference on Non-Ionizing Radiation at UNITEN (ICNIR 2003) Electromagnetic Fields and Our Health; October 2003: 20-22.
2. Lacy-Hulbert A, Metcalfe JC, Hesketh R. Biological responses to electromagnetic fields. FASE J. 1998;12(6):395-420. [DOI:10.1096/fasebj.12.6.395]
3. Legros A, Modolo J, Brown S, et al. Effects of a 60 Hz Magnetic Field Exposure Up to 3000 μT on Human Brain Activation as Measured by Functional Magnetic Resonance Imaging. PloS one. 2015;10(7):1-27. [DOI:10.1371/journal.pone.0132024]
4. Gajšek P, Ravazzani P, Grellier J, et al. Review of Studies Concerning Electromagnetic Field (EMF) Exposure Assessment in Europe: Low Frequency Fields (50 Hz-100 kHz). International Journal of Environmental Research and Public Health. 2016;13(9):875. [DOI:10.3390/ijerph13090875]
5. Hannay G, Leavesley D, Pearcy M. Timing of pulsed electromagnetic field stimulation does not affect the promotion of bone cell development. Bio electro magnetics. 2005;26(8):670-6. [DOI:10.1002/bem.20166]
6. De Mattei M, Caruso A, Traina GC, et al. Correlation between pulsed electromagnetic fields exposure time and cell proliferation increase in human osteosarcoma cell lines and human normal osteoblast cells in vitro. Bio electro magnetics. 1999;20(3):177-82.
https://doi.org/10.1002/(SICI)1521-186X(1999)20:3<177::AID-BEM4>3.0.CO;2-# [DOI:10.1002/(SICI)1521-186X(1999)20:33.0.CO;2-#]
7. Baker LL, Chambers R, DeMuth SK, et al. Effects of electrical stimulation on wound healing in patients with diabetic ulcers. Diabetes care. 1997;20(3):405-12. [DOI:10.2337/diacare.20.3.405]
8. Trock DH, Bollet AJ, Dyer RH, et al. double-blind trial of the clinical effects of pulsed electromagnetic fields in osteoarthritis. Journal of rheumatol. 1993;20:456-60. [DOI:10.1097/00002508-199303000-00013]
9. Okano H, Ohkubo C. Modulatory effects of static magnetic fields on blood pressure in rabbits. Bio electro magnetics. 2001;22(6):408-18. [DOI:10.1002/bem.68]
10. Benzel EC, Hart BL, Ball PA, et al. Magnetic resonance imaging for the evaluation of patients with occult cervical spine injury. Journal of neurosurgery. 1996;85(5):824-9. [DOI:10.3171/jns.1996.85.5.0824]
11. Hardell L, Sage C. Biological effects from electromagnetic field exposure and public exposure standards. Biomedicine & pharmacotherapy. 2008;62(2):104-9. [DOI:10.1016/j.biopha.2007.12.004]
12. Mostafa RM, Mostafa YM, Ennaceur A. Effects of exposure to extremely low-frequency magnetic field of 2 G intensity on memory and corticosterone level in rats. Physiology & behavior. 2002;76(4-5):589-95. [DOI:10.1016/S0031-9384(02)00730-8]
13. Hao D, Yang L, Chen S, et al. Effects of long-term electromagnetic field exposure on spatial learning and memory in rats. Neurological Sciences. 2013; 34(2):157-64. [DOI:10.1007/s10072-012-0970-8]
14. Liu T, Wang S, He L, et al. Chronic exposure to low-intensity magnetic field improves acquisition and maintenance of memory. Neuroreport. 2008;19(5):549-52. [DOI:10.1097/WNR.0b013e3282f8b1a0]
15. Liu X, Zuo H, Wang D, Peng R, Song T, Wang S, et al. Improvement of spatial memory disorder and hippocampal damage by exposure to electromagnetic fields in an Alzheimer's disease rat model. PloS one. 2015;10(5):e0126963. [DOI:10.1371/journal.pone.0126963]
16. Akhtary Z, Rashidy-Pour A, Vafaei AA, et al. Effects of extremely low-frequency electromagnetic fields on learning and memory and anxiety-like behaviors in rats. Koomesh 2011;12(4):435-46. (Persian)
17. Delaney RC, Rosen AJ, Mattson RH, et al. Memory function in focal epilepsy: a comparison of non-surgical, unilateral temporal lobe and frontal lobe samples. Cortex 1980;16(1):103-17. [DOI:10.1016/S0010-9452(80)80026-8]
18. Wheeler MA, Stuss DT, Tulving E. Toward a theory of episodic memory: the frontal lobes and autonoetic consciousness. Psychological bulletin. 1997; 121(3): 331-54. [DOI:10.1037/0033-2909.121.3.331]
19. Prabhakaran V, Narayanan K, Zhao Z, et al. Integration of diverse information in working memory within the frontal lobe. Nature neuroscience. 2000; 3(1):85-90. [DOI:10.1038/71156]
20. Kolb B, Fantie B. Development of the child's brain and behavior. Handbook of clinical child neuropsychology: Springer; 1997; 17-41. [DOI:10.1007/978-1-4757-5351-6_2]
21. Rojas DC, Peterson E, Winterrowd E, et al. Regional gray matter volumetric changes in autism associated with social and repetitive behavior symptoms. BMC psychiatry. 2006; 6(1):56. [DOI:10.1186/1471-244X-6-56]
22. Hazlett HC, Poe M, Gerig G, et al. Magnetic resonance imaging and head circumference study of brain size in autism: birth through age 2 years. Archives of general psychiatry. 2005; 62(12): 1366-76. [DOI:10.1001/archpsyc.62.12.1366]
23. Koivisto M, Krause CM, Revonsuo A, et al. The effects of electromagnetic field emitted by GSM phones on working memory. Neuroreport. 2000;11(8): 1641-3. [DOI:10.1097/00001756-200006050-00009]
24. Rola R, Raber J, Rizk A, Otsuka S, VandenBerg SR, Morhardt DR, et al. Radiation-induced impairment of hippocampal neurogenesis is associated with cognitive deficits in young mice. Experimental neurology. 2004; 188(2): 316-30. [DOI:10.1016/j.expneurol.2004.05.005]
25. Lyons DM, Buckmaster PS, Lee AG, et al. Stress coping stimulates hippocampal neurogenesis in adult monkeys. Proceedings of the National Academy of Sciences. 2010; 107(33): 14823-7. [DOI:10.1073/pnas.0914568107]
26. Saleem KS, Logothetis NK. Atlas of the rhesus monkey brain in stereotaxic coordinates: a combined mri and histology: Academic Press; 2006.
27. Shanthi V, Singh D. Estimation of Hippocam-pus Volume from MRI Using ImageJ for Alz-heimer's Diagnosis. Atlas Journal of Medical & Biological Sciences 2011; 1 (1): 15-20. [DOI:10.5147/ajmbs.2011.0045]
28. Morey RA, Gold AL, LaBar KS, et al. Amygdala volume changes in posttraumatic stress disorder in a large case-controlled veterans group. Archives of general psychiatry. 2012; 69(11):1169-78. [DOI:10.1001/archgenpsychiatry.2012.50]
29. Shamy JL, Habeck Ch, Hof PR, et al. Volumetric correlates of spatiotemporal working and recognition memory impairment in aged rhesus monkeys. Cerebral cortex 2011; 21(7): 1559-73. [DOI:10.1093/cercor/bhq210]
30. Agarwal A, Desai NR, Makker K, et al. Effects of radiofrequency electromagnetic waves (RF-EMW) from cellular phones on human ejaculated semen: an in vitro pilot study. Fertility and sterility. 2009; 92(4): 1318-25. [DOI:10.1016/j.fertnstert.2008.08.022]
31. Atli E, Ünlü H. The effects of microwave frequency electromagnetic fields on the fecundity of Drosophila melanogaster. Turkish Journal of Biology. 2007; 31(1):1-5.
32. McKay BE, Persinger MA, Koren SA. Exposure to a theta-burst patterned magnetic field impairs memory acquisition and consolidation for contextual but not discrete conditioned fear in rats. Neuroscience Letters. 2000;292(2):99-102. [DOI:10.1016/S0304-3940(00)01437-3]
33. Chung YH, Lee YJ, Lee HS, et al. Extremely low frequency magnetic field modulates the level of neurotransmitters. The Korean journal of physiology & pharmacology. 2015;19(1): 15-20. [DOI:10.4196/kjpp.2015.19.1.15]
34. Davanipour Z, Sobel E. Long-term exposure to magnetic fields and the risks of Alzheimer's disease and breast cancer: Further biological research. Pathophysiology. 2009;16(2): 149-56. [DOI:10.1016/j.pathophys.2009.01.005]
35. J O. de LorgeJ. D. Grissett. Behavioral effects in monkeys exposed to extremely low frequency electromagnetic fields .International Journal of Biometeorology 1977; 21(4): 357- 65. [DOI:10.1007/BF01555197]
36. Nooshinfar E, Rezaei-Tavirani M, Khodakarim S. Long-term exposure to low frequency electro-magnetic fields of 50-and 217-Hz leads to learning and memory deficits in mice. Journal of Paramedical Sciences. 2012; 3(3): 30 -37
37. Foroozandeh E, Ahadi H, Askari P, et al. Effects of single, brief exposure to an 8 mT electromagnetic field on avoidance learning in male and female mice. Psychology & Neuroscience. 2011;4(1): 143-48 [DOI:10.3922/j.psns.2011.1.016]
38. Zhao QR, Lu JM, Yao JJ, et al. Neuritin reverses deficits in murine novel object associative recognition memory caused by exposure to extremely low-frequency (50 Hz) electromagnetic fields. Scientific reports. 2015; 5: 11768. [DOI:10.1038/srep11768]
39. He L, Shi H, Liu T, Xu Y, et al. Effects of extremely low frequency magnetic field on anxiety level and spatial memory of adult rats. Chinese medical journal. 2011;124(20): 3362-6.
40. Manikonda PK, Rajendra P, Devendranath D, et al. Influence of extremely low frequency magnetic fields on Ca 2+ signaling and NMDA receptor functions in rat hippocampus. Neuroscience letters. 2007; 413(2): 145-9. [DOI:10.1016/j.neulet.2006.11.048]
41. Liu X, Zuo H, Wang D, et al. Improvement of spatial memory disorder and hippocampal damage by exposure to electromagnetic fields in an Alzheimer's disease rat model. PloS one. 2015; 10(5): e0126963. [DOI:10.1371/journal.pone.0126963]
42. Zatorre RJ, Fields RD, Johansen-Berg H. Plasticity in gray and white: neuroimaging changes in brain structure during learning.Nature neuroscience. 2012; 15(4): 528-36. [DOI:10.1038/nn.3045]
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
