Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 31/03/2026
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-988291)
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Chez les primates, comme les singes ou les humains, attraper des objets avec les mains est une action essentielle pour interagir avec l’environnement. Pour y parvenir, le cerveau doit coordonner de nombreux muscles et tenir compte de la position du corps dans l’espace. Notre travail part de l’idée que la posture joue un rôle important dans la façon dont le cerveau représente les interactions possibles avec l’environnement, et la façon dont il prépare et contrôle les mouvements de la main. Nous pensons que cette organisation repose sur la coopération de plusieurs zones du cerveau impliquées dans le toucher et le mouvement. Ces régions échangent des informations pour combiner la position du corps et les actions à réaliser. Pour vérifier cette hypothèse, nous étudierons des singes macaques à l’aide de plusieurs méthodes. Nous observerons d’abord leurs mouvements lorsqu’ils attrapent des objets dans différentes postures (assis ou quadrupède), et lorsque les objets sont placés à différents endroits. Cela permettra de voir comment les contraintes du corps et de la gravité influencent leurs gestes. Nous mesurerons également l’activité de certaines zones du cerveau pendant ces actions, afin de comprendre comment la posture modifie la préparation et l’exécution des mouvements. Enfin, nous utiliserons des techniques de stimulation cérébrale et des anesthésiques pour mieux identifier le rôle précis de chacune de ces régions. L’objectif final de ces recherches est de montrer que la posture joue un rôle clé dans la manière dont les primates, y compris les humains, interagissent avec leur environnement.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
À court et moyen terme, cette recherche vise avant tout à mieux comprendre comment le cerveau combine la posture du corps et les mouvements du bras et de la main pour interagir avec les objets. Plus précisément, nous voulons comprendre comment plusieurs régions du cerveau travaillent ensemble pour adapter les gestes en fonction de la position du corps et de l’objet à attraper. Pour cela, nos objectifs sont les suivants : • Etudier comment les mouvements de la main s’ajustent en fonction de la posture du sujet et de la position de l’objet ; • Observer l’activité des neurones, à la fois individuellement et en groupe, dans plusieurs zones du cerveau impliquées dans le toucher et le mouvement ; • Comprendre comment ces différentes régions du cerveau s’influencent mutuellement, en modifiant localement leur activité ; • Partager l’ensemble de nos données avec la communauté scientifique pour faire progresser la recherche. À plus long terme, ces travaux pourraient avoir des applications importantes. Ils pourraient notamment aider à mieux évaluer et traiter certains troubles liés à la posture et au mouvement chez les patients. Ils pourraient aussi contribuer au développement de robots plus performants et d’interfaces cerveau-machine, capables de mieux prendre en compte la posture du corps pour contrôler des gestes de préhension de manière plus naturelle et efficace.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Les animaux seront soumis aux interventions suivantes : – Déplacement au centre IRM pour acquisition d’images, sous anesthésie, 1 fois pour une durée d’environ 4h. – Chirurgies d’implantation et de désimplantation des matrices multi-électrodes et de la chambre d’enregistrement, sous anesthésie, 2 chirurgies pour une durée d’environ 12h chacune (à répéter pour chaque hémisphère, le cas échéant). – Entraînement aux changements posturaux en cage d’hébergement, ≤30 min, 5 jours par semaine, durant 1 à 4 semaines. – La prise quotidienne de l’animal en chaise pour entraînement et enregistrements électrophysiologiques incluant des sessions avec présentation de vidéos, environ 1h30 (jusqu’à 3h), 5 jours par semaine, durant 14 à 36 mois. – La prise de l’animal en chaise pour microstimulations, 20 sessions d’environ 1h30 (jusqu’à 3h). – La prise de l’animal en chaise pour enregistrements électrophysiologiques sous anesthésie gazeuse ou pharmacologique, 20 sessions (habituation + enregistrement) d’environ 2h (jusqu’à 3h).
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Dans ce projet, les macaques suivront une procédure de sévérité modérée. Les nuisances ou effets indésirables attendus sont le stress pendant les sessions d’entrainement et d’enregistrement et la douleur et les infections en lien avec les procédures chirurgicales. Plus spécifiquement, les sources de stress sont i) Les premières sorties (jusqu’à plusieurs semaines) de la cage vers la chaise d’entrainement ii) La positionnement dans le box expérimental et l’entraînement dans la tâche expérimentale iii) La restriction des mouvements de tête. Pour la connexion des matrices ou le protocole d’anesthésie iv) La restriction hydrique partielle liée au besoin expérimental pouvant engendrer une perte de poids. En lien avec les chirurgies et le protocole IRM, la contention pour l’induction par injection IM est source de stress. L’intubation endotrachéale, la mise sous respiration mécanique et l’anesthésie générale (gaz halogéné) peuvent causer des irritations de la trachée. Les zones cicatricielles et les implants crâniens peuvent constituer une source de douleur et de risques infectieux en post-opératoire.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
À la fin du projet, les animaux seront gardés en vie et après avis vétérinaire, remis à disposition d’un centre de primatologie pour leur réutilisation. Ils pourront soit 1) être réutilisé dans un autre projet basé sur un dispositif expérimental similaire, permettant d’éviter l’utilisation d’autres animaux naïfs (réduction). Les animaux réutilisés seront déjà habitués au contexte expérimental (interactions quotidiennes avec l’homme, mise en chaise, travail dans le dispositif comportemental) ou 2) en particulier les femelles peuvent retourner dans un établissement d’élevage pour être inclues dans un programme de reproduction.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Le projet implique l’utilisation d’animaux car il n’existe pas de méthode alternative permettant de répondre à nos objectifs scientifiques, ici l’analyse de l’activité cérébrale en lien avec la réalisation de comportements complexes. Le macaque représente ici un modèle animal idéal car son répertoire comportemental comprend des postures corporelles fonctionnellement distinctes pour différentes finalités fonctionnelles, et particulièrement la posture assise favorisée pour la manipulation complexe et la posture quadrupède pour les déplacement ou la manipulation plus grossière. Ce projet nécessite également l’enregistrement de l’activité cérébrale avec une grande résolution temporelle et spatiale, ce qu’il est impossible d’obtenir avec des méthodes non invasives.
2. Réduction
Nous prévoyons d’inclure jusqu’à 3 animaux dans le projet. Toutefois, si les objectifs scientifiques du projet sont atteints avec 2 animaux, nous n’inclurons pas de 3e animal. Cette approche permet d’anticiper certains aléas. En effet, les interventions chirurgicales comportent toujours un risque, la qualité des enregistrements peut varier selon la manière dont l’implant s’intègre au cerveau, et les réactions au stress ou l’apprentissage des tâches peuvent différer d’un animal à l’autre. Si les données recueillies chez deux animaux sont suffisantes pour obtenir des résultats fiables, le troisième animal ne sera pas inclus dans l’étude. Pour chaque animal, des dispositifs d’enregistrement permettent de mesurer l’activité de nombreuses cellules nerveuses dans différentes zones du cerveau en même temps. Le nombre de cellules effectivement enregistrées peut varier selon la réussite de l’implantation. Le fait d’utiliser ces dispositifs permet de recueillir une grande quantité d’informations, à différentes échelles, au fil du temps. Les séances d’enregistrement pourront être répétées sur une période allant d’un à trois ans. Cela permet d’augmenter progressivement la quantité de données recueillies et de vérifier la stabilité des résultats dans le temps. La durée exacte dépendra de la qualité des premiers enregistrements et de leur stabilité. Dans des conditions optimales, le suivi peut se poursuivre sur plusieurs années. Enfin, les données obtenues dans ce projet alimenteront une base de données partagée avec d’autres équipes de recherche. Cette mise en commun permettra, à moyen et long terme, de limiter le recours à de nouveaux animaux pour des études similaires.
3. Raffinement
Conformément à la législation, les animaux du projet sont hébergés avec un congénère pour favoriser les interactions sociales. Les cages et volières sont enrichies de perchoirs, de cordes et de jeux suspendus, pour encourager les comportements exploratoires, ainsi que le retour à une activité normale en période post-chirurgicale. Après chirurgie, un délai minimal d’une semaine sera observé et selon l’état de récupération, l’animal sera sorti en chaise afin de reprendre une routine qui lui est familière. Les méthodes de renforcement positif (entraînement et habituation) seront utilisées afin de réduire le stress des sujets. L’IRM anatomique pré-chirurgicale permet de mieux planifier l’implantation des matrices chroniques, pour bien atteindre les aires corticales ciblées. Les matrices multi-électrodes de nouvelle génération permettent des enregistrements simultanés de neurones dans différentes aires et couches corticales en limitant les contraintes sur les animaux (pas de fixation de la tête, temps de préparation de l’animal pour les enregistrement très court, limitation des risques d’infection).
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Les macaques sont des primates non humains fréquemment utilisés en recherche en raison de la similitude de leur système visuomoteur et de l’anatomie fonctionnelle de leur cerveau avec ceux de l’humain. Plus spécifiquement, notre projet requiert un modèle animal dont le répertoire comportemental inclut des postures corporelles fonctionnellement associées à des niveaux de dextérité différents du membre supérieur. Le macaque possède la capacité d’effectuer aussi bien des saisies de puissance pendant la locomotion, que des mouvements de manipulation fine en position assise, ce qui en fait un modèle idéal pour ce projet. L’utilisation répandue des macaques en neuroscience a permis l’optimisation des procédures d’entraînement, de la gestion de leur alimentation, de leur hébergement et des soins vétérinaires. Dans ce projet, nous utiliserons indifféremment des macaques rhésus ou fascicularis en fonction de la disponibilité des animaux, leurs comportements de préhension et l’organisation fonctionnelle de leurs cerveaux étant très similaires. Les animaux seront utilisés au stade de jeune adulte/adulte. A ce stade de développement, ils ne sont plus en croissance et leurs besoins physiologiques sont stabilisés. Cela permet un contrôle plus précis des protocoles expérimentaux, que ce soit en termes de volume des récompenses pour l’apprentissage par renforcement, de contrôle du régime alimentaire dans la cage ou de localisation des structures cérébrales cibles pour les implants chirurgicaux. Par ailleurs, les animaux étant encore jeunes, ils présentent une meilleure tolérance aux procédures expérimentales et une meilleure récupération suite aux procédures nécessitant une anesthésie.