Açık ve kapalı beceri egzersizlerinin, sporcularda bilişsel yeteneklerin gelişimine ve periferik protein sinyallerin düzeyine etkisi
The effect of open and closed skill exercises on the development of cognitive skills and the level of peripheral protein signals in athletes
Yazar: EVRİM GÖKÇE
Danışman: PROF. DR. ERHAN NALÇACI ; YRD. DOÇ. DR. EMEL GÜNEŞ
Ankara Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Fizyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: Fizyoloji = Physiology
Dizin: Biliş = Cognition ; Bilişsel beceriler = Cognitive abilities ; Egzersiz = Exercise ; Katepsinler = Cathepsins ; Sinir büyüme faktörleri = Nerve growth factors ; Spor = Sports ; Sporcular = Sportsmen ; Çalışma belleği = Working memory

Özet:
Egzersiz, beyinde fiziksel ve işlevsel değişiklikler doğurmaktadır. Bu değişim, bilişsel ve motor beceriler üzerinde  etki gösterir ve periferden gelen sinyallerle ilişkili olabilir. Egzersiz süresi, sıklığı, yoğunluğu gibi faktörlerin yanı sıra, seçilen egzersizin tipi de bu değişiklikler üzerinde etki gösterebilir. 
Bu çalışmanın amacı, açık ve kapalı beceri egzersizlerinin, bilişle ilişkili olduğu düşünülen periferik proteinler ve bilişe etkisindeki farklılıkları incelemektir. Bu amaçla açık beceri egzersizi grubu olarak eskrimciler, kapalı beceri egzersizi grubu olarak yüzücüler, kontrol grubu olarak ise sedanterler seçilmiş, her grupta 18 kişi değerlendirilmiştir. 
Çalışmada 18-25 yaş aralığında, eşlenmiş eğitim düzeylerinde, 27 kadın, 27 erkek yer almıştır. Bilişsel yetenekler için Küp Yerleştirme Testi, İpuçlu Dikkat Testi, Zihinsel Döndürme Testi, Sözel Akıcılık Testi, Parmak Vuru Testi uygulanmış; bilişle ilgili olduğu düşünülen periferik proteinler BDNF ve CatB'nin bazal ve 30 dakika akut ılımlı aerobik egzersiz sonrası serum düzeyleri analiz edilmiştir. İstatiktiksel değerlendirme ANOVA varyans analizi, Kruskal Wallis ile yapılmış, bilişsel testler ve periferik proteinler arasındaki ilişki için Pearson ve Spearmen korelasyon analizleri kullanılmıştır.
Bulgular, görsel uzaysal çalışma belleği skorlarının uzayın sol yarı alanında, eskrim grubunda yüzücü ve sedanter gruba göre anlamlı olarak yüksek olduğunu göstermiştir. Dikkat testi sonuçlarında paralel bulgular izlenmiş, eskrim grubunda tepki sürelerinin yüzücülere göre kısaldığı görülmüştür. Eskrimciler harf akıcılık görevinde diğer gruplardan daha iyi performans göstermiş, kategori akıcılıkta ise daha az hata yapmışlardır. Parmak Vuru Testi sonuçları, sporcu grupları arasında fark göstermemiş, egzersiz gruplarında sedanter gruptan daha yüksek bulunmuştur.
BDNF bazal serum düzeyi, gruplar arasında anlamlı bir fark göstermemiş, CatB ise eskrimcilerde sedanterlerden yüksek bulunmuştur. Egzersiz sonrasında, sporcu gruplarında egzersize yanıt olarak BDNF ve CatB düzeylerinin anlamlı oranda daha fazla yükseldiği görülmüştür. Bazal serum BDNF düzeyleri ile ince motor beceri ve kısa süreli uzaysal bellek skorları arasında anlamlı pozitif bir ilişki; dikkat testleri tepki süresi arasında anlamlı negatif bir ilişki görülmüştür. Egzersizle BDNF değişim oranı ise ince motor beceri, sözel akıcılık harf ve kategori skorları ile anlamlı pozitif bir ilişki; dikkat testleri tepki süresi ile anlamlı negatif bir ilişki göstermiştir.
Katılımcıların bazal serum CatB bulguları ile dikkat testi doğruluk sayıları arasında anlamlı pozitif; tepki süresi arasında anlamlı negatif bir ilişki izlenmiştir. Egzersiz sonrası serum CatB düzeyleri ile tepki süresi arasında anlamlı negatif bir ilişki görülmüştür.
Kadın ve erkekler ayrı değerlendirildiğinde ise, kadınların uzaysal çalışma belleği ve sözel akıcılık skorlarının, egzersiz tipine daha fazla yanıt gösterdiği ve eskrimci kadınlarda daha fazla iyileşme gösterdiği bulunmuştur.
Bulgular daha az öngörülebilir bir çevrede daha fazla uyaranı kontrol ederek yapılan eskrimin, özellikle sağ hemisfer kontrolündeki alanlar için bilişsel işlevleri yüzmeye göre daha fazla geliştirdiğini göstermiştir. 
Bu sonuçlar, bilişsel işlevleri geliştirmek için egzersizin önemine işaret etmekte, nörodejenerasyonu önleyici ve tedavi edici egzersiz programlarının planlanmasında, daha fazla bilişsel talebi olan açık beceri egzersiz modellerinin tercih edilebileceğini düşündürmektedir.

Abstract:
Exercise creates physical and functional changes in the brain. This change affects cognitive and motor skills and may be related to signals from the periphery. In addition to factors such as exercise duration, frequency, intensity, exercise type may also affect these changes.
This study aims to investigate the differences between the effects of open and closed skill exercises on cognition and proteins which are thought to be related to cognition. For this purpose, fencers were selected as open skill exercise group, swimmers as closed skill exercise group, and sedentary as the control group, 18 people were evaluated in each group.
The study included 27 women and 27 men, aged 18-25, at matched education levels. Corsi's Block tapping Test, Posner's CueingTest, Mental Rotation Test, Verbal Fluency Test, Finger Tapping Test were applied for cognitive abilities;  serum levels of BDNF and CatB which are thought to be related to cognition were analyzed basal and after 30-minute acute moderate aerobic exercise. Statistical analysis was made with ANOVA variance analysis, Kruskal Wallis, Pearson and Spearmen correlation analyses were used for the relationship between cognitive tests and peripheral proteins.
Results showed that visual-spatial working memory scores were significantly higher in the left hemispace in the fencing group compared to the swimmer and sedentary group. In the attention test results, parallel findings were observed, and the response times in the fencing group were short compared to the swimmers. Fencers outperformed the other groups in the letter fluency and made fewer mistakes in category fluency. Finger tapping test results did not differ between the athletes but athletes outperformed the sedanteries.
Basal serum BDNF  level did not show a significant difference between the groups whereas CatB was higher in fencers than sedentaries. BDNF and CatB levels increased significantly in athletes' responses to exercise. There was a significant positive correlation between basal serum BDNF levels, fine motor skills, and short-term spatial memory scores; but a significant negative correlation between reaction times of cueing test. There was a significant positive correlation between BDNF change rate with exercise and fine motor skills, verbal fluency, letter and category scores whereas the response time of the cueing test showed a significant negative correlation.
There was a significant positive correlation between basal serum CatB levels and cueing test accuracy but was a significant negative correlation between the response time. There was a significant negative correlation between serum CatB levels and response time after exercise.
When women and men were evaluated separately, it was found that women's spatial working memory and verbal fluency scores showed more responses to the type of exercise and improved more in fencer women.
Findings showed that fencing which is played in a less predictable environment with controlling more complex stimuli improves cognitive functions more than swimming, especially for areas under the right hemisphere control.
These results point to the importance of exercise to improve cognitive functions and suggest that open skill exercise which has more cognitive demands may be preferred in the planning of preventive and therapeutic exercise programs.