Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 27/03/2025
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-044940)
Opérés du cerveau sous anesthésie générale pendant une heure à une heure trente, 350 rats enchaînent ensuite jusqu’à douze semaines d’entraînement, cinq jours sur sept, sous restriction alimentaire maintenue à 90 ou 95 % de leur poids de forme pour garantir leur motivation à obtenir une récompense. Tous sont tués à l’issue pour analyse des cerveaux, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Le porteur annonce que cette étude servira surtout de pilote afin de cibler les régions cérébrales visées lors de « procédures plus lourdes et invasives » prévues ensuite. La tâche imposée aux rats n’est jamais décrite, désignée seulement comme un changement de règle spatiotemporelle et une tâche comportementale que le porteur juge non stressante en soi.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
L’objectif général du projet est de déterminer les réseaux neuronaux mis en jeu lors d’une adaptation comportementale suite à des changements de règles spatiotemporelles. L’objectif premier est d’évaluer, par imagerie moléculaire, l’implication d’un réseau entre deux zones du cortex. Cette étude nous apportera des informations importantes et nouvelles sur le rôle de ces régions cérébrales dans la flexibilité comportementale, mais elle servira également de pilote pour pouvoir cibler précisément les régions cérébrales impliquées lors de procédures plus lourdes et invasives qui auront lieu dans une prochaine étude.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Ce projet apportera une information précieuse sur les réseaux neuronaux impliqués dans la flexibilité comportementale. Outre son intérêt en recherche fondamentale, ce projet devrait fournir des indications précieuses en recherche translationnelle dans la mesure où des dysfonctionnements préfrontaux et de flexibilité cognitive ont été décrits dans plusieurs maladies du cerveau (ex : Schizophrénie, addictions).
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Dans ce projet, tous les rats subiront une intervention chirurgicale sous anesthésie générale (durée ~1h-1h30) pour une injection dans le cerveau et un entraînement comportemental, qui nécessite un apport de nourriture contrôlé pour une durée maximale de 12 semaines, à raison d’une séance d’au maximum 1h, à un rythme d’au minimum 5 jours sur 7.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
La tâche comportementale n’est pas stressante en soi, mais nécessite que l’animal ait une certaine motivation pour explorer l’environnement et chercher le renforcement positif (récompense). Pour être au plus près du comportement naturel et favoriser la motivation, nous procéderons à une alimentation contrôlée, en donnant la nourriture immédiatement après la séance comportementale en quantité suffisante (90-95% de la ration normale), de façon à ce qu’il n’y ait pas de reste de nourriture le lendemain, mais que l’animal ait une légère sensation de faim garantissant la motivation des animaux à obtenir une récompense alimentaire. Le poids de l’animal est vérifié régulièrement et ne doit pas descendre en-dessous de 90-95% de son poids de forme théorique pour plus de deux jours consécutifs. Cette restriction temporaire est en partie compensée par la nourriture obtenue au cours de la tâche comportementale et impacte très peu leur bien-être. Un autre point de vigilance concerne la chirurgie. La chirurgie d’injection cérébrale de composés est faite sous antalgique et anesthésie générale, mais présente un risque de diminution du bien-être animal dans les moments/jours qui suivent la chirurgie (inconfort, fatigue et parfois douleur).
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Tous les animaux seront mis à mort à la fin de la procédure (pour analyse des cerveaux).
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Ce projet de recherche fondamentale s’inscrit dans le champ des Neurosciences comportementales. En effet, l’évaluation comportementale et neurobiologique en réponse à un changement de règle spatiotemporelle nécessite l’utilisation d’organismes entiers et vivants. L’utilisation d’animaux dans ce projet est nécessaire car nous ne pouvons pas mener ces expériences sur des sujets humains. De plus, les espèces d’invertébrés n’ont pas la capacité pour les comportements décisionnels étudiés dans ce projet et, à l’heure actuelle, ces comportements n’ont été démontrés que chez les mammifères et les corvidés. De même, l’approche neurocomputationelle faisant appel à la modélisation est utile, mais complémentaire des approches invasives in vivo permettant de vérifier la véracité des modèles prédictifs. Dans ce contexte il demeure nécessaire d’avoir recours à l’expérimentation animale.
2. Réduction
Le nombre d’animaux utilisés sera minimisé autant que possible grâce à l’étude de plusieurs paramètres chez le même animal. Nous avons calculé le nombre de rats minimal par groupe pour obtenir des résultats significatifs et exploitables, en tenant compte de la perte de certains animaux (comportement temporel instable, perte à la chirurgie, mauvaise incorporation du traceur). Pour l’ensemble des données, une analyse statistique classique dans le domaine sera utilisée.
3. Raffinement
Après quelques jours d’acclimatation à leur arrivée dans l’animalerie, les rats sont manipulés et pesés au moins 2-3 jours avant la chirurgie, afin de les habituer à l’expérimentateur. Pour la procédure chirurgicale initiale, des protocoles appropriés d’analgésie et d’anesthésie seront appliqués. Le suivi postopératoire sera effectué quotidiennement par l’expérimentateur ou les zootechniciens pour s’assurer de la récupération complète des rats. Des points limites associés à des actions sont identifiés pour le cas où les mesures de prises en charge de la douleur et de l’inconfort pouvant résulter de l’étape chirurgicale ne seraient pas suffisantes, selon une grille de score et de suivi post-opératoire. Concernant la perfusion intracardiaque, nous utilisons une overdose d’euthanasiant et vérifions que les réflexes sont abolis avant de procéder à l’incision de la cage thoracique. En pilote, nous tentons une technique de raffinement (ajout d’un anesthésiant à l’euthanasiant, qui peut être douloureux au point d’injection) et vérifierons qu’elle ne compromet pas les résultats immunohistochimiques. Cette méthode pourra ensuite être généralisée. En pilote également, dans l’optique d’une future DAP avec des procédures plus invasives, nous évaluerons l’utilisation d’un équipement comportemental plus adapté pour des animaux porteurs d’implants cérébraux. Nous réduirons au maximum les techniques douloureuses ou stressantes. Chaque animal sera suivi tout au long de l’expérience afin de détecter tout indicateur de souffrance et déterminer si besoin l’arrêt de l’expérimentation en accord avec le SBEA et les conseils vétérinaires.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
D’une façon générale, les rongeurs sont un bon modèle d’étude des circuits neuronaux des processus cognitifs. Les principes fonctionnels à l’œuvre dans ces circuits sont en effet largement conservés le long du phylum. De plus, de nombreuses épreuves comportementales spécifiques permettent de modéliser chez le rongeur des aptitudes cognitives complexes. Les rats ont été sélectionnés pour ce projet car ils sont grégaires, intelligents et présentent de nombreuses capacités comportementales similaires aux sujets humains. De plus, la littérature sur l’apprentissage temporel, dont nos propres publications, est majoritairement basée sur des études chez le rat, fournissant une base de connaissances solide. Les analyses anatomiques et fonctionnelles dans ces expériences s’appuient sur une richesse de connaissances sur la structure anatomique et la neurochimie du rat. Par ailleurs, le rat est généralement considéré comme ayant des capacités cognitives plus évoluées que la souris et la taille supérieure du rat nous permet de réaliser des interventions plus spécifiques au niveau central. Ce modèle animal est donc le plus approprié à la fois pour les études comportementales et neurobiologiques. Nous utilisons pour ce projet de jeunes adultes âgés de trois mois environ au début des expériences, âge auquel les structures cérébrales sont matures.