Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 30/05/2023
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-775902)
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
La capacité d’apprendre des programmes moteurs précis et coordonnés et de les adapter à un environnement changeant est essentielle à la survie de tous les animaux. Élucider les interactions cellulaires et réseau au cours de l’adaptation motrice nécessite un paradigme comportemental qui permet l’observation simultanée de l’adaptation neuronale et comportementale aux changements entre la réafférence perçue et attendue. Dans une expérience classique chez l’homme, la réafférence perçue est découplée de la réafférence attendue à l’aide de lunettes à prisme qui déplacent le champ visuel de plusieurs degrés tandis que les gens utilisent des mouvements balistiques pour localiser une cible dans l’espace. Chez les sujets en bonne santé, l’échec initial à localiser une cible informe les tentatives futures, et les sujets adaptent les programmes moteurs pour localiser de manière fiable les cibles extrêmement rapidement. Cependant, les patients présentant des déficits cérébelleux ne parviennent pas à adapter les programmes moteurs à la nouvelle réafférence sensorielle produite par les lunettes, vraisemblablement parce que la comparaison entre la réafférence perçue et attendue ne peut être réalisée sans le cervelet. Nous avons récemment développé une nouvelle tâche comportementale chez des souris à tête fixe qui nous permet d’utiliser l’électrophysiologie et l’imagerie pour observer l’activité de cellules individuelles dans le cerveau, et récapitule les composants essentiels de l’expérience des lunettes à prisme chez l’homme : les souris à tête fixe utilisent un membre antérieur pour contrôler un joystick qui déplace un distributeur d’eau. Nous utiliserons des techniques d’électrophysiologie et d’imagerie pour observer comment divers types de cellules du cervelet et cortex perçoivent, apprennent, et stockent la réafférence attendue générée par des perturbations de la réafférence attendue.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Notre recherche vise à comprendre les bases fonctionnelles qui permettent au cerveau d’effectuer des tâches motrices. Nous serons ainsi en mesure, à terme, de démontrer comment divers types de cellules du cervelet et cortex perçoivent, apprennent, et stockent des mémoires nécessaires pour adapter nos mouvements dans un environnement qui change. Une meilleure compréhension du fonctionnement des neurones dans les structures concernées est nécessaire pour permettre de diagnostiquer et traiter des pathologies neurologiques liées à des dysfonctionnements moteurs.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Les souris de cette étude subiront 4 procédures. Les animaux subiront 1 chirurgie de < 1 heure et environ 10 séances (< 2 heures chacune) de comportement couplé à des enregistrements de mouvement d'un membre anterieur, d'imagerie calcique, et d'electrophysiologie.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Les chirurgies prévues par le protocole impliquent des dommages osseux et tissulaires. En conséquence, les animaux peuvent être potentiellement exposés à la douleur combinée à une perte de poids, à l’immobilité ou à un comportement anormal. Avant, pendant et après la chirurgie, nous traitons ces problèmes potentiels par l’administration de médicaments analgésiques et anti-inflammatoires. La durée typique de récupération après une opération est de 1 à 2 jours, période pendant laquelle les animaux sont traités avec ces médicaments. La fixation crânienne sur la tête va initialement induire un stress chez l’animal et réduire très légèrement sa mobilité. Après que l’animal se soit habitué et afin de s’assurer que les souris boivent au cours des expériences de comportement, les souris seront restreintes en eau. Si il y a une réduction du poids corporel qui dépasse 15 % par rapport au poids initial, le souris est donné de l’eau tout de suite.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Tous les animaux sont mises à mort après anaesthésie pour prélèvement d’organes et analyses microscopique des cerveaux. L’étude des cellules post-mortem nous permet d’identifier la localisation et l’identité des neurones qui ont été enregistrés pendant les expériences.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
L’intégration des informations sensorimotrices pendant les perturbations sensorielles implique de multiples régions et réseaux cérébraux. Afin de comprendre le rôle des neurones dans le comportement moteur, il est donc primordial de réaliser des expériences sur animal vivant et libre de ses movement afin de conserver la structure et l’activité des réseaux neuronaux sous-jacents. : Il s’agit d’un projet de neurophysiologie intégrative qui ne peut être conduit que sur animal vivant.
2. Réduction
A fin de réduire le nombre d’animaux, cette étude d’imagerie in vivo est réalisée avec des implants chroniques. Une fois implantés, les animaux sont maintenus en vie et utilisés pour de nombreuses sessions d’enregistrement. L’optimisation des soins aux animaux contribue en outre à l’utilisation d’animaux pour plusieurs sessions d’enregistrement. Enfin, nous utiliserons les tests statistiques appropriés afin d’obtenir des résultats exploitables à partir du plus petit nombre d’animaux possible.
3. Raffinement
Les animaux sont gardés dans des cages dans l’animalerie avec leurs congénères. Les cages seront enrichies de roues de course et des rouleaux pour se cacher. Les souris seront maintenues avec nourriture ad libitum. Leur état général sera surveillé de façon quotidienne pendant toute la durée du protocole. Pour éviter toute souffrance, tout signe de douleur, angoisse ou stress chez les animaux sera soulagé avec des analgésiques et anti-inflammatoires. Une grille précise d’évaluation des points limites sera utilisée. La surveillance régulière de l’animal permettra d’arrêter toute procédure expérimentale en cas de signes d’anxiété ou de souffrance définis dans l’échelle d’évaluation.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
La souris a été choisie car nous pouvons utiliser des techniques génétiques qui ne sont pas possible avec d’autres espèces. Nous serons en mésure de mésurer et perturber l’activité dans le cerveau pendant une tâche motrice. Il s’agit de mammifères dont le fonctionnement du cerveau peut être comparé à celui de l’homme pour les questions abordées dans ce projet. Les animaux seront utilisés à partir de l’âge où structures cérébrales impliquées dans le mouvement sont maturées, au-déla de 30 jours après la naissance.