Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 21/05/2025
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-310992)
Une brûlure superficielle de la peau au point de contact de la sonde, des troubles moteurs possibles, puis vingt jours d’hébergement individuel sans cachette: 450 poissons cichlidés vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère, tous tués pour prélever leur cerveau. Chacun passe cinq tests de comportement avant et après une lésion cérébrale infligée par ultrasons sous anesthésie, sur trois mois au maximum. Il s’agit de savoir à quoi sert le lobe inférieur, une structure propre à ces poissons, chez des espèces qui utilisent des outils, se reconnaissent dans un miroir et identifient leurs congénères. Trois espèces ont été retenues parce que leur cerveau est assez gros pour l’imagerie, celui du poisson zèbre et du médaka ne l’étant pas.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Certains poissons présentent des comportements comme l’utilisation des outils, l’utilisation du miroir (reconnaissance de soi), la reconnaissance individuelle, et une communication multimodale complexe. Notre projet consiste donc à étudier l’organisation du cerveau de ces poissons, qui présentent des origines géographiques, une taille et des comportements différents. Les cerveaux des poissons sont organisés de façon très différente par rapport aux cerveaux des mammifères, et leurs structures et leurs fonctions demeurent peu connus. En particulier, une structure de la partie ventrale du cerveau, le lobe inférieur, n’existe que chez ces poissons, et n’est pas retrouvée chez les mammifères ou les oiseaux. Les fonctions de cette structure demeurent inconnues, et nos travaux précédents suggèrent qu’elle pourrait être impliquée dans les fonctions cognitives remarquables citées précédemment. Mieux connaître la fonction du lobe inférieur chez les poissons permettra de mettre en lumière comment, au cours de l’évolution, des cerveaux aussi différents que ceux des poissons ont pu permettre l’émergence de comportements complexes. Cette étude permettra donc de mieux comprendre comment des cerveaux dont les morphologies diffèrent considérablement, peuvent posséder des capacités cognitives similaires. Ce projet se déroule dans deux établissements utilisateurs différents (EU 1/2 et EU 2/2).
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Cette étude permettra de mieux comprendre comment les cerveaux de tétrapodes et de téléostéens, dont les morphologies diffèrent considérablement, peuvent posséder des capacités cognitives similaires. Ainsi, les bénéfices principaux de cette étude sont d’apporter une meilleure compréhension aux mécanismes biologiques fondamentaux d’évolution du cerveau et des comportements dits « intelligents ». L’étude de poissons permet en outre d’élargir le champ de la connaissance à ce groupe, dont l’anatomie du cerveau demeure peu connue.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Les poissons seront soumis à 5 tests de comportement avant et après une lésion cérébrale pendant une durée maximale totale de 3 mois (durée des tests après la lésion : 3 à 20 jours, avec une à deux sessions d’une heure par jour). Les tests de comportement seront évalués sur animal vigile au sein de l’EU1/2. Les poissons seront soumis à la procédure de lésion cérébrale par ultrasons durant environ une heure sous anesthésie dans l’EU2/2.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Les nuisances attendues sont liées à: – La lésion par ultrasons, qui pourrait créer des problèmes moteurs, et provoquer une brûlure superficielle de la peau au point de contact avec la sonde ultrasons. – L’hébergement individuel et les tests comportementaux, qui nécessitent cet hébergement individuel des individus, et peuvent provoquer un stress pour l’animal. – La manipulation des animaux pour l’anesthésie (stress potentiel).
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
L’euthanasie des individus est nécessaire au prélèvement de leur cerveau pour les études neuroanatomiques prévues dans notre projet, permettant de visualiser précisément le site de chaque lésion.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Dans le cadre de notre projet, les espèces animales utilisées ne peuvent être remplacées par des modèles in silico, puisque nous étudions des comportements complexes. Notre étude nécessite des espèces de poissons téléostéens, qui seuls possèdent la structure cérébrale d’intérêt, le lobe inférieur, et nous avons besoin d’espèces possédant un lobe inférieur développé, ce qui est le cas des cichlidés. Les tests comportementaux prévus ne peuvent être réalisés que sur ces animaux. Les trois espèces que nous souhaitons utiliser, A. nigrofasciata, N. brichardi, P.zebra, ont des comportements très différents et des cerveaux organisés de façon différentes. De ce fait, il est pertinent et nécessaire d’utiliser ces trois espèces de cichlidés. Pour comprendre le rôle du lobe inférieur dans ces comportements, l’étude des lésions permet d’évaluer les déficits qui en résultent et d’établir un lien entre structure et fonction..
2. Réduction
Pour ces expérimentations, le nombre d’animaux utilisés sera limité aux besoins statistiques de nos analyses. Des études IRM précédemment publiées chez les mammifères, oiseaux et amphibiens nous permettent de déterminer le nombre d’individus nécessaires.
3. Raffinement
Dès leur arrivée, les animaux sont pris en charge et leur bien-être est évalué régulièrement par des zootechniciens compétents. La température de la pièce est surveillée. Après la lésion cérébrale, le bien-être des animaux est plus attentivement surveillé jusqu’à euthanasie des animaux (20 jours maximum après la lésion). Aussi, la communication entre le personnel de zootechnie et les expérimentateurs est optimisée pour permettre un suivi adéquat des animaux. Des points limites tels que la nage anormale (sur le dos, sur le côté) ou la rétractation des pigments sont utilisés pour évaluer le bien-être ; ils prennent en compte des comportements ou signes visibles. Dans le cas où des animaux montreraient des signes de mal-être, des actions seront menées afin de réduire le stress ou la douleur. Selon la gravité de ces signes, les animaux pourront être soignés via une analgésie diluée dans l’eau de leur bassin , ou si ce n’est pas possible de soigner, ils seront euthanasiés dans les délais les plus brefs. L’analgésie par bain en post opératoire a été choisie pour réduire le stress de l’animal, puisqu’une injection demanderait la manipulation du poisson, ce qui produirait un stress trop important. En cas de brûlure légère liée à la température de la sonde, un pansement antiseptique sera appliqué que la plaie jusqu’à cicatrisation. Des cachettes (tubes en PVC) seront ajoutées à l’hébergement pour fournir de l’enrichissement, sauf dans les jours suivant la procédure de lésion (durée maximum : 20 jours). Un contact visuel entre les poissons sera possible avant et après l’intervention puisque les aquariums seront placés les uns à côté des autres. Lors du transport des animaux, la température de l’eau sera maintenue par l’utilisation de chaufferettes dans la boîte de transport.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Les poissons utilisés sont reconnus comme des animaux modèles pour les études anatomiques des structures cérébrales qui sous-tendent les fonctions motrices et sensorielles, ainsi que des comportements dits « de fonctions cérébrales supérieures » (émotions, motivation, apprentissage). Ces différents types de comportements ont déjà été observé chez 3 espèces qui ont des comportements propres et des cerveaux anatomiquement différents, mais chaque espèce présente des comportements qui lui sont propres. De plus, leurs cerveaux sont anatomiquement différents. Pour mettre en évidence quelles parties du cerveau de cichlidé sous-tendent ces remarquables capacités cognitives, une étude fonctionnelle de ces espèces est indispensable. De plus, la taille du cerveau des espèces de téléostéens traditionnellement utilisées (poisson zèbre, médaka), ne permet pas de réaliser l’imagerie nécessaire à ce projet avec une résolution suffisante. L’utilisation de cichlidés, et en particulier de ces trois espèces, dont la taille du cerveau permet l’imagerie, semble donc toute indiquée. Nous utilisons dans le cadre de ce projet des poissons adultes, puisqu’il est nécessaire que le cerveau soit mature.