Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 30/06/2025
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-028315)
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
De nombreuses espèces de mammifères, d’oiseaux, et même de poissons, possédant des cerveaux bien différents, présentent des capacités cognitives complexes comme la résolution de problème. Ces capacités sont apparues dans un petit nombre d’espèces de chaque groupe de façon indépendante au cours de l’évolution. Cette étude, utilisant le rat comme modèle mammifère, nous servira de point de comparaison avec les données chez les oiseaux et les poissons, et permettra ainsi de mieux comprendre comment les cerveaux de rongeurs, d’oiseaux et de poissons, bien différents morphologiquement, peuvent posséder des capacités cognitives similaires Notre projet consiste à identifier les régions du cerveau impliquées dans ces comportements. En parallèle d’un projet en cours visant à étudier la résolution de problèmes chez les oiseaux et les poissons téléostéens (un très grand groupe de poissons osseux), nous souhaitons étudier les bases neuroanatomiques de la résolution de problèmes chez les mammifères en utilisant le rat (Rattus norvegicus) comme modèle. En effet, ces rongeurs sont connus comme étant capables d’accéder à des sources de nourriture pourtant bien protégées, notamment en utilisant leur intelligence. Pour tester ces capacités, nous avons mis au point un test comportemental (ouverture de boite puzzle munie de plusieurs loquets pouvant être assemblés les uns aux autres pour augmenter la complexité de la tâche ; et nécessitant la manipulation fine de ces objets ainsi que la compréhension du lien logique entre chaque élément de la boite pour résoudre le problème). Nous voulons désormais identifier les régions cérébrales activées chez le rat lors de la résolution de plusieurs versions, plus ou moins complexes, de ce test, en utilisant l’IRM fonctionnelle comme modalité d’imagerie.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Les projets sur la neuroanatomie fonctionnelle de la résolution de problèmes chez les oiseaux et les poissons téléostéens montrent qu’il existe plusieurs organisations cérébrales différentes susceptibles de produire des comportements similaires. En élargissant notre étude à un modèle rongeur, le rat, nous complèterons les connaissances fondamentales sur l’évolution du cerveau et de la cognition chez les vertébrés, en identifiant les structures cérébrales impliquées dans la résolution de problèmes chez les mammifères. Cette étude sera à mettre en miroir avec des études similaires chez les primates (y compris l’Homme) pour identifier les potentielles différences entre les rongeurs et les primates.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Entrainement à la tache de comportement : jusqu’à 20 sessions (1 heure par session, une session par jour). Contention puis injection de manganèse (moins de 5 minutes), indispensable pour l’acquisition d’images d’IRM fonctionnelle, test comportemental (une session d’1 heure) et, à la suite de la session de comportement, imagerie par résonance magnétique (IRM) sous anesthésie générale durant environ 2 heures. Chaque animal est soumis à la procédure une seule fois.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Les nuisances attendues sont le stress lié à l’hébergement individuel, de l’injection de manganèse et à l’anesthésie, ainsi qu’à la douleur potentielle liée à l’injection de manganèse
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Etant donné la toxicité potentielle à moyen terme du manganèse, les animaux sont euthanasiés à la fin de l’acquisition IRM. Leur réutilisation, adoption ou replacement n’est pas possible, le risque d’une dégradation rapide de l’état de santé de l’animal dans les semaines suivant la fin de la procédure étant très important.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Dans le cadre de notre projet, l’usage d’animaux est essentiel, puisque nous étudions l’évolution du système nerveux et de la cognition. Le rat est un modèle rongeur adapté à notre question scientifique, étant donné ses capacités cognitives (capable de résoudre le test comportemental) et la possibilité de réaliser de l’imagerie fonctionnelle par résonance magnétique.
2. Réduction
Pour ces expérimentations, le nombre d’animaux utilisés sera limité aux stricts besoins de nos analyses statistiques. Des études IRM précédemment publiées chez les rongeurs nous ont permis de déterminer le nombre d’individus nécessaire et suffisant.
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. Aussi, la communication entre le personnel de zootechnie et les expérimentateurs est optimisée pour permettre un suivi adéquat des animaux. Pour cela nous utilisons une grille d’évaluation des points limites qui prend en compte des comportements ou signes visibles tels que la présence d’un pelage sale, de posture anormale ou de comportements susceptibles d’indiquer une douleur. En cas de douleur, une analgésie est appliquée (injection d’antidouleurs), mais l’animal devra être sorti de la procédure, l’analgésique pouvant impacter les résultats d’imagerie fonctionnelle Enfin, la présence de lésions visibles (plaies, fracture) sera également surveillée. De nombreux éléments permettant la construction de nids seront ajoutés à l’hébergement pour fournir de l’enrichissement. Les animaux étant isolés afin de suivre la performance individuelle de chaque rat (la boite puzzle ne doit être accessible qu’à un seul rat à la fois), les cages seront placées les unes à côté des autres pour permettre un contact visuel entre les animaux et réduire les effets du stress qu’un isolement serait susceptible de causer. De plus, il sera possible aux animaux d’entendre les vocalisations de leurs congénères, ainsi que de sentir leur odeur. Les IRMs, non invasives et indolores, seront réalisées sous anesthésie par un opérateur qualifié.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Nous utilisons des rats pour plusieurs raisons : d’une part, il s’agit d’une espèce connue pour son intelligence et la facilité avec laquelle elle peut être entrainée à réaliser une tâche comportementale. D’autre part, notre scanner IRM est adapté aux rongeurs et plusieurs articles précédemment publiés attestent de la possibilité d’utiliser ce type d’imagerie chez le rat. Enfin, des atlas et outils de traitement d’images IRM spécialement développés pour le rat nous permettent d’analyser nos résultats de façon optimale et de les comparer facilement aux données de la littérature. Nous travaillons sur des animaux adultes, car il nous est nécessaire d’étudier un cerveau pleinement développé.