Éthologie / comportement / biologie animale

Jusqu'à cinq chocs électriques d'une seconde en huit minutes, puis une chirurgie du cerveau d'une heure et demie pour injecter des composés et implanter à demeure une fibre de verre : 528 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, tous tués pour vérification histologique. Des séances de rappel de dix minutes suivent le conditionnement, sans nouveaux chocs. Le projet vise à comprendre comment le thalamus antérieur et le cortex transforment un souvenir récent en souvenir durable. Le porteur qualifie le conditionnement de peur d'aversif par définition tout en écrivant que "toute souffrance sera évitée", au motif que le bien-être des rats conditionne la qualité des données comportementales.

Objectifs

Nous cherchons à comprendre où et comment nos souvenirs sont stockés dans le cerveau. Au début, certaines structures comme l’hippocampe sont essentielles pour se souvenir d’événements ou de faits. Avec le temps, ces souvenirs deviennent autonomes et sont conservés dans le cortex. Le Thalamus antérieur aide à rendre les souvenirs durables en reliant l’hippocampe au cortex, qui stocke les souvenirs à long terme. Les connexions entre le thalamus antérieur et le cortex aident à transformer les souvenirs récents en souvenirs durables. Notre projet étudie comment cette interaction entre thalamus et cortex crée des traces mémorielles solides dans le cerveau.

Bénéfices attendus

Ce projet permettra de connaitre l’architecture thalamocorticale et son implication dans la formation de souvenirs à long terme. Ce projet permettra ainsi de mieux comprendre comment le thalamus et le cortex travaillent ensemble pour former et stabiliser nos souvenirs. Ces connaissances seront précieuses pour affiner les modèles de la mémoire qui sont utilisés et dont les limites sont connues. Ce travail pourrait donner une nouvelle grille de lecture des pathologies de la mémoire comme la maladie d’Alzheimer. Ce projet fondamental a donc une claire perspective translationnelle.

Procédures

Tous les animaux seront soumis à une session de conditionnement aux chocs : maximum 5 chocs de 1s en 8 minutes. Et plusieurs séances de rappel (sans chocs) de 10 minutes chacune. Ils subiront une chirurgie d’injection intra cérébrale de composés et d’implantation à demeure d’une fibre de verre très fine d’une durée maximale d’une heure et demie.

Impact sur les animaux

Le protocole de conditionnement de peur au contexte est par définition aversif pour les animaux puisqu’il repose sur la survenue d’un évènement déplaisant qui consiste en un choc électrique faible répété 5 fois maximum. Les chirurgies du cerveau présentent un risque de diminution du bien-être animal dans les moments/jours qui suivent la chirurgie (inconfort, fatigue et parfois douleur). Certains animaux recevront des injections d’un produit ne provoquant pas de douleur. L’animal subira ainsi une restriction de mouvements et l’introduction d’une aiguille, l’ensemble peut provoquer un léger stress ainsi qu’une légère douleur.

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort à la fin de la procédure afin de procéder aux vérifications histologiques et à l'étude de marqueurs neuronaux

Remplacement

Etudier le fonctionnement du cerveau ne peut s’étudier que chez des organismes entiers. L’approche expérimentale chez l’homme n’autorise pas la manipulation fine des circuits neuronaux qui est nécessaire à la compréhension de leur fonctionnement. De même, les approches alternatives faisant appel à la modélisation sont utiles mais restent complémentaires des approches expérimentales sur les animaux qui permettent de valider ces modèles.

Réduction

Le nombre d’animaux utilisés par groupe a été calculé comme étant le nombre minimum nécessaire pour être en mesure de mettre en évidence une différence statistique significative sur les paramètres étudiés grâce à l’utilisation de tests robustes. Cependant le nombre de groupes pourra être réduit en cours de projet : si une des voies étudiées ne montre pas de résultats significatifs sur les premiers lots elle ne sera pas étudiée sur les lots suivants.

Raffinement

Le bien-être animal étant essentiel pour garantir des données comportementales exploitables, toute souffrance sera évitée. Les animaux bénéficieront d’un enrichissement adapté (matériel de nidification, tunnel et barre à ronger) et seront hébergés en cage collective, même après les chirurgies. Les protocoles de chirurgie ont été optimisés afin de garantir des conditions optimales (analgésie centrale, locale, gel oculaire, tapis chauffant, scoring post-opératoire). Des points limites généraux et spécifiques ont été identifiés et des mesures conservatoires mises en place afin de permettre une prise en charge optimale de la douleur et de l’inconfort.

Choix des espèces

D’une façon générale, les rongeurs sont un bon modèle d’étude du système nerveux. Les principes fonctionnels à l’œuvre dans ces circuits sont transposables à l'homme. De plus, de nombreuses épreuves comportementales spécifiques permettent de modéliser chez le rat des aptitudes cognitives complexes. Les animaux utilisés pour ce projet seront des jeunes adultes âgés d’environ 3 mois au début des expériences afin de limiter la variabilité de taille entre individus.

Maintenus autour de 90 % de leur poids de forme pour rester motivés par la récompense alimentaire, 114 rats sont utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, tous tués à la fin pour analyse de leur cerveau. Ils apprennent une tâche une heure par jour, au moins cinq jours sur sept pendant deux à trois mois, avant une opération d'une heure trente pour implanter des électrodes dans deux régions cérébrales, puis un à deux mois d'enregistrement. Le porteur qualifie cette restriction de temporaire et affirme qu'elle "impacte très peu" leur bien-être, tout en ajustant la ration dès que le poids passe deux jours de suite sous le seuil. L'objectif premier reste fondamental, comprendre quand le cerveau décide d'agir, les indications sur les troubles cognitifs humains venant en second et sans échéance.

Objectifs

Le comportement est adapté s'il est géré correctement et de façon flexible dans le temps, et décider quand agir est un processus fondamental dont la base neurobiologique reste largement inconnue. Le projet vise à analyser l'organisation fonctionnelle de deux zones du cerveau, et leur modulation, dans le contrôle flexible de l'action dans le temps. Sur la base de données récentes, nous faisons l'hypothèse que la coordination d'un comportement adapté dans le temps nécessite une interaction précise au sein des circuits neuronaux. L’objectif général de ce projet est d’évaluer l’implication de ces réseaux grâce à l’enregistrement de neurones de deux régions du cerveau afin de caractériser la signature neuronale et l’interaction entre les deux zones cérébrales lors de l’adaptation comportementale à différentes règles spatiotemporelles. Cette étude nous apportera des informations importantes et nouvelles sur le rôle de ces circuits dans la flexibilité temporelle.

Bénéfices attendus

Ce projet apportera une information précieuse sur les réseaux neuronaux impliqués dans la flexibilité comportementale. Outre son intérêt en recherche fondamentale (objectif premier de l’étude), ce projet devrait fournir des indications précieuses en recherche translationnelle dans la mesure où des dysfonctionnements préfrontaux avec des altérations des fonctions exécutives (dont les flexibilités cognitives) ont été décrits dans plusieurs maladies du cerveau (ex : Schizophrénie, addictions).

Procédures

Dans ce projet, tous les rats seront entraînés à réaliser une tâche comportementale qui nécessite une légère restriction alimentaire initiale (~1 semaine) suivie d'un apport de nourriture contrôlé quotidien (2-3 mois). L'apprentissage est réalisé à raison d’une séance d’une heure par jour au moins 5 jours sur 7, puis subiront une intervention chirurgicale sous anesthésie générale (durée environ 1h30) pour implanter des électrodes dans deux régions d’intérêt. Les animaux sont isolés d'un à trois jours maximum après la chirurgie pour permettre une bonne cicatrisation, puis remis en cages collectives. Après une semaine de récupération post-chirurgie, ils seront ré-entrainés à la même tâche comportementale (2 semaines) puis enregistrés pendant la réalisation de cette dernière (un à deux mois).

Impact sur les animaux

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 alimentaire). 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. Cependant, pour amorcer leur motivation à effectuer la tâche, les animaux seront restreints dans les premiers jours de la tâche comportementales de façon à les maintenir autour de 90% de leur poids. Le poids de l’animal est vérifié quotidiennement juste avant la tâche (donc au moment le plus éloigné de la dernière ration) et la quantité de nourriture est ajustée si le poids descend en dessous de 90% deux jours consécutifs, critère basé sur nos expériences précédentes. La nourriture sera ensuite progressivement augmentée de manière à ce que les rats réatteignent leur poids de forme théorique. 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’implantation des électrodes 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).

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort à la fin de la procédure (pour analyse des cerveaux).

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 déterminer les codes neuronaux sous-tendant le comportement sans faire appel à l’implantation d’électrodes qui ne peut se faire chez 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 oiseaux. 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.

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 localisation des électrodes, mauvais signal d’enregistrement).

Raffinement

Après quelques jours d’acclimatation à leur arrivée dans l’animalerie, les rats sont manipulés et pesés quotidiennement au moins une semaine avant le début de l’entraînement à la tâche comportementale, afin de les habituer à l’expérimentateur et de laisser les rats s’habituer à la quantité contrôlée de nourriture. Pour la procédure chirurgicale, 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. Nous avons aussi optimisé les équipements comportementaux pour permettre aux animaux porteurs d’implants cérébraux de se mouvoir avec le maximum de confort (mangeoire de haute taille, écran tactile à toucher avec le nez au lieu d’un trou où mettre son nez ce qui donne le risque de cogner l’implant). De plus, nous utilisons un cache des implants permettant de loger les animaux à deux par cage et nous avons dessiné et imprimé à l’imprimante 3D des supports d’implants cérébraux améliorant là aussi le confort des animaux en réduisant les possibilités d’accroches dans l’environnement de test. L’enrichissement des rats implantés est aussi modifié (maison en carton à la place des tunnels de plastique) pour empêcher les rats de se faire mal en se coinçant l’implant. 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 les conseils vétérinaires.

Choix des espèces

D’une façon générale, les rongeurs sont un bon modèle d’étude des circuits neuronaux des processus cognitifs, 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 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, pour s’assurer que le cortex préfrontal et sa connectivité soient matures dès le début de l’apprentissage de la tâche comportementale.

Sédatés pour une IRM et un scanner, transportés entre deux établissements dans un sac opaque, puis anesthésiés pour l'implantation chirurgicale d'électrodes cérébrales, 6 serpents adultes nés en captivité sont utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, avant d'être réutilisés dans un autre programme de recherche. Une semaine de récupération plus tard, l'équipe contrôle la position des électrodes par un second scanner, puis les enregistrements commencent, quatre jours par température testée. Vient ensuite la privation de sommeil : dès que l'animal adopte la posture enroulée typique du repos, un expérimentateur le stimule, et un micro-vibreur sert à mesurer son seuil de réveil pendant quatre jours. Le porteur écrit qu'"aucune douleur n'est induite" par cette privation, tout en décrivant une hausse du stress, de l'agitation, une baisse de vigilance et une altération temporaire des rythmes biologiques.

Objectifs

L’objectif de ce projet est de caractériser le sommeil des serpents, dernière grande lignée de reptiles encore non étudiée dans l’évolution du sommeil. Le projet sera réalisé dans deux établissements utilisateurs (EU1 et EU2). Leur physiologie atypique (absence de paupières, forte inactivité, faible métabolisme) en fait un modèle pertinent pour redéfinir les critères de sommeil chez les reptiles. Pour ce faire, nous allons enregistrer en télémétrie l’activité cérébrale et les paramètres physiologiques associés (tonus musculaire, fréquence cardiaque, respiration, activité des yeux) chez des serpents, et en les comparant aux états d’éveil calme et actif. Afin de déterminer si les animaux dorment, nous évaluerons leur seuil de réveil et leur réponse à la privation de sommeil. L’effet de la température sera aussi évalué du fait que le comportement de ces animaux est extrêmement lié à la température ambiante.

Bénéfices attendus

Ce projet aidera à mieux définir les critères comportementaux et physiologiques du sommeil chez des espèces qui ne présentent pas les signes typiques observés chez les mammifères. Il complétera aussi notre compréhension parcellaire sur l’évolution des états de sommeil et notamment du sommeil paradoxal. Les résultats de ce projet pourraient aussi avoir un impact sur le bien-être animal en identifiant les conditions favorables à un sommeil réparateur chez les serpents, ces données pourront ainsi améliorer les pratiques d’élevage, de détention et de conservation des reptiles, notamment pour les espèces menacées ou maintenues en captivité (zoos, centres de sauvegarde).

Procédures

Les animaux subiront une sédation pour passer une IRM et un scanner dans l’EU2 (1 journée). Ensuite, ils subiront une anesthésie générale permettant une intervention chirurgicale dans l’EU1 EU1 afin de mettre en place des électrodes d’enregistrement, suivie d’un traitement antalgique postopératoire. Après une phase de récupération (1 semaine), les animaux seront à nouveau sédatés pour passer un nouveau scanner (EU2) et vérifier la position des électrodes. Ils seront ensuite enregistrés dans l’EU1 en télémétrie dans leur propre terrarium à différentes températures, 4 jours par température. Après 1 jour d’acclimatation, ils seront privés de sommeil par une stimulation douce (dès que l'animal prendra une posture enroulée sur lui-même, typique d'une posture de sommeil) et sa récupération sera monitorée. Enfin, après 4 jours, une évaluation du seuil de réveil (à l’aide d’un micro-vibreur induisant des vibrations légères) sera réalisée pour estimer les latences de réveil et la profondeur du sommeil (4 jours). Pendant la durée des enregistrements, les animaux seront stabulés dans un terrarium adapté à leur taille et ne seront pas dérangés outre le remplacement des batteries du dispositif d’enregistrement entre chaque protocole.

Impact sur les animaux

Les principales nuisances attendues concernent l’intervention chirurgicale d’implantation d’électrodes et la phase expérimentale de privation de sommeil. L’implantation d’électrodes, bien que réalisée sous anesthésie générale, constitue une procédure invasive. Elle peut provoquer une douleur transitoire post-opératoire, une réduction temporaire de la mobilité, une perte d’appétit ou une altération du comportement. Un inconfort local (lié à la cicatrisation ou à la présence des électrodes) est également possible dans les jours suivant l’intervention. Chez les reptiles, ces effets sont souvent discrets mais seront systématiquement recherchés. La phase d’enregistrement, bien qu’exempte de contrainte physique, impose le port d’un dispositif fixé sur le crâne. Celui-ci peut gêner légèrement les mouvements ou induire un stress comportemental transitoire, notamment au moment de sa mise en place. Toutefois, les serpents étudiés étant peu mobiles et dociles, ces effets sont attendus comme modérés. La privation de sommeil, réalisée par stimulation douce manuelle en période de repos, peut entraîner une augmentation du stress, une agitation ponctuelle ou une altération du comportement exploratoire. Chez les reptiles, les effets secondaires restent généralement limités mais incluent une possible fatigue, une baisse de vigilance ou une altération temporaire des rythmes biologiques. Aucune douleur n’est induite par cette procédure. Des manipulations régulières sont nécessaires pour les soins post-opératoires, le changement de batterie et les tests de réactivité. Elles peuvent provoquer un stress ponctuel ou une réponse de défense, bien que les individus soient habitués au contact humain. Enfin, un risque faible de complications chirurgicales (infection locale, mauvaise cicatrisation, rejet du matériel) existe, bien qu’il soit réduit par l’expérience de l’équipe et le protocole appliqué. Ces effets sont rares mais potentiellement délétères pour l’individu concerné.

Devenir

Il est prévu que les animaux soient réutilisés après l’expérimentation dans un programme de recherche comparative.

Remplacement

Le sommeil est un phénomène à la fois comportemental, neurophysiologique et physiologique, impliquant de nombreuses fonctions intégrées telles que l’activité cérébrale, les rythmes circadiens, les régulations hormonales, métaboliques, cardiovasculaires et thermiques. Ces fonctions interconnectées ne peuvent pas être reproduites ni simulées de manière fiable à l’aide de modèles in vitro, in silico ou ex vivo. De plus, l’étude de l’évolution des états de sommeil nécessite une approche comparative entre espèces vivantes, dans leur intégrité biologique, afin de caractériser les similitudes et différences entre groupes phylogénétiques. Chez les reptiles, et en particulier les serpents, aucun modèle substitutif n’existe aujourd’hui pour étudier les états de sommeil de manière complète (comportement, physiologie, activité cérébrale). Ainsi, l’utilisation de l’animal est indispensable et constitue la seule méthode permettant de répondre aux objectifs scientifiques de ce projet. Il n’existe donc actuellement aucune alternative éthique ou technique permettant de se passer de l’animal pour ce type d’étude.

Réduction

Le nombre d’animaux a été déterminé en tenant compte à la fois des exigences méthodologiques et des principes de réduction. L’objectif principal est de caractériser un phénomène biologique présent dans une espèce : le sommeil. Pour cela, il est nécessaire d’observer ce phénomène chez plusieurs individus afin de démontrer sa constance et de contrôler les variations interindividuelles. Nos travaux antérieurs et ceux d’autres équipes ayant étudié les lézards ont montré que 6 individus étaient suffisants et nécessaires pour identifier et caractériser finement un état de sommeil, son homéostasie et son seuil de réveil associé. Le design expérimental a été rigoureusement conçu pour limiter le nombre d’animaux tout en assurant la robustesse des données. Une étude pilote sur un python tapis a permis de déterminer notre capacité à obtenir des signaux de qualité en ciblant des structures cérébrales précises. L’utilisation de techniques d’imagerie pré- et post-opératoire (IRM/Scanner) pour guider l’implantation, ainsi que la maîtrise technique des interventions, permet de garantir un taux de succès élevé, réduisant ainsi le nombre d’animaux. L'ensemble des procédures suit une logique intra-individuelle : chaque animal sert de témoin à lui-même avant et après privation, avant et après nourrissage, avant et après changement de température, ce qui permet de réduire considérablement le nombre total requis tout en augmentant la puissance des comparaisons.

Raffinement

Les études sur le sommeil nécessitent des observations sur des animaux non anesthésiés vivants dans de bonnes conditions psychophysiologiques. Le bien-être des animaux est donc une condition sine qua non de chaque étape de l’expérimentation. Les conditions d'élevage, d'hébergement, de soins et les méthodes utilisées sont les plus appropriées pour réduire le plus possible toute douleur, souffrance, angoisse ou dommages durables que pourraient ressentir les animaux. L'environnement sera notamment enrichi de branches et de substrats adaptés pendant les périodes d’acclimatation et de récupération. Durant les enregistrements, l’animal est libre de ses mouvements dans son propre terrarium. Les animaux seront transportés entre les établissements, sédatés, dans un sac opaque, adapté au transport de serpent afin de réduire leur stress. Les mesures de raffinement lors du transport incluent le maintien d’une température stable et adaptée à l’espèce, la réduction des vibrations et du bruit, ainsi qu’une manipulation minimale pour limiter le stress et tout risque de réveil ou de blessure. Par ailleurs, une grille de suivi du bien-être animal, et des points limités adaptés et précoces, spécifiques à l’espèce ont été mis en place en consultant des spécialistes (vétérinaires, éleveurs, herpétologues). Les décisions relatives aux points limites sont prises en concertation avec le vétérinaire référent et des spécialistes des serpents, si un comportement inhabituel est identifié.

Choix des espèces

L’objectif est d’étudier le sommeil des serpents, dernière grande lignée de squamates encore peu étudiée dans l’évolution du sommeil. Leur physiologie atypique (absence de paupières, forte inactivité, faible métabolisme) en fait un modèle pertinent pour redéfinir les critères de sommeil chez les reptiles. Toute espèce appartenant au sous-ordre des serpents pourrait donc être choisie. Cependant, beaucoup d’espèces de serpents ne sont pas adaptées à cette expérimentation, pour des raisons de statut de protection, de taille, de disponibilité en élevage et de dangerosité. Nous nous tournons ainsi vers des espèces de serpent de grande taille, calmes, non venimeuses et disponibles facilement en élevage. Les individus doivent avoir une tête de taille adaptée à l’implantation stable d’électrodes pour l’étude du sommeil. Leurs morphologies et leurs comportements moteurs doivent aussi faciliter les interventions, avec un risque minimal de blessure ou de stress durable. Phylogénétiquement, M. spilota, et B. constrictor sont tous les deux des représentants du groupe des serpents qui pourraient convenir. Les individus choisis, seront adultes (>5 ans) nés en captivité, et habitués aux manipulations . M. spilota, et B. constrictor par exemple, offrent un compromis optimal entre pertinence scientifique, faisabilité technique et respect du bien-être animal. Par ailleurs, les deux espèces présentent le même mode de vie semi-arboricole et le même régime alimentaire, et ce sont deux espèces assez courantes en élevage. Elles constituent donc des modèles cible.

Les souris qui perdent plus de 20 % de leur poids sont mises à mort, le poids n'étant relevé qu'une fois par mois. 57 souris déficientes en lipase hormono-sensible vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue pour analyser l'expression de leurs gènes. Vigiles, elles subissent des évaluations comportementales et motrices de cinq à trente minutes chacune sur quatre jours, avec préhension d'une à cinq minutes et stimulations électriques, sans qu'aucun test soit nommé. Le porteur qualifie le stress lié à ces dispositifs de "léger à modéré", et écrit ailleurs que les mêmes tests génèrent "peu de stress".

Objectifs

La quantité et la distribution de la masse grasse évolue au cours de l’âge. Les souris déficientes en HSL présentent moins de masse grasse répartie différement que les souris contôles. L’objectif est de déterminer les liens entre masse grasse (caractéristiques du tissu adipeux) et le déclin fonctionnel lié au vieillissement par phénotypage comportemental. Ces travaux peuvent déboucher sur l’identification de nouveaux biomarqueurs de fragilité.

Bénéfices attendus

Au cours du vieillissement, les tissus adipeux sont affectés précocémment par les phénomènes de sénescence cellulaire. Cette étude permettra d’avoir une compréhension plus fine des processus de vieillissement dans les tissus adipeux, de déterminer l’importance de l’évolution de la masse grasse dans les complications liées à l’âge et d’identifier des marqueurs et des facteurs de risque précoces.

Procédures

Les animaux vigiles seront soumis à une série d'évaluations comportementales et motrices, d'une durée de 5 à 30 minutes chacune, et réparties sur 4 jours non consécutifs.

Impact sur les animaux

Les tests expérimentaux utilisés pour cette étude génèrent un certains niveau de stress : préhension de une à cinq minutes lors de la mise en place des animaux dans les dispositifs de comportement ainsi que des stimulations électriques. Les tests expérimentaux utilisés pour cette étude génèrent un stress léger à modéré lié notamment à la mise en place des animaux dans les dispositifs de comportement et l'exploration d'un nouvel environnement non familier.

Devenir

Les animaux seront mis à mort et les tissus seront récupérés afin de réaliser des analyses d’expression des gènes.

Remplacement

Ce projet vise à étudier l'impact de la masse grasse sur les capacités globales des individus âgés, notamment les fonctions physiques et mentales. Pour répondre à cette question, l'étude nécessite un organisme vivant et intact capable d'intégrer des processus physiologiques complexes (métabolisme, vieillissement) et de manifester des comportements. Or, les tests comportementaux utilisés pour évaluer ces processus ne peuvent être reproduits par des approches sur cultures cellulaire. L’utilisation d’un modèle animal demeure indispensable pour cette étude, car il n’existe à notre connaissance aucun modèle alternatif reproduisant les effets du vieillissement et permettant une comparaison avec des modifications de la répartition des tissus graisseux (lipodystrophie). Le modèle de la souris a été choisi en raison de son espérance de vie plus courte et de la similarité de ses processus physiologiques avec l'Homme. Cette approche in vivo est la seule manière fiable et peu invasive d'étudier l'interaction entre la masse grasse et le déclin fonctionnel.

Réduction

Le nombre d’animaux a été réduit au maximum en se basant sur les données de la littérature et ce nombre a été corrigé par un calcul de puissance statistique.

Raffinement

Les tests expérimentaux utilisés pour cette étude génèrent peu de stress (préhension lors de la mise en place des animaux dans les dispositifs de comportement). Une habituation aux gestes de manipulation sera effectuée avant chaque lot de tests pour limiter le stress généré par l’expérimentateur. De plus, Les animaux seront suivis quotidiennement afin d'identifier le plus précocement possible tout signe de souffrance ou de stress. Si l’animal présente des signes de détresse, comme une diminution modérée du poids corporel (en 10 et 20%), ou une aggressivité inhabituelle ou une prostration, l’animal sera placé en surveillance rapprochée. Des mesures de renforcement de l’enrichissement peuvent être mis en place comme la nourriture liquide, nidification supplémentaire. Si les signes persistent ou s’aggravent, l’animal sera temporairement exclu de l’étude et recevra si nécéssaires des soins adaptés. Si l’animal présentent des singes cliniques critiques ou irréversibles comme l’apathie, la perte de poids >20% (poids mesurés tous les mois), difficultés de déplacements, alors l’animal sera mis à mort.

Choix des espèces

Lors de ce projet, nous cherchons à étudier les capacités d’un individu d’âge avancé en fonction de la quantité de masse grasse. Cela nécessite de l’étudier sur des organismes vivants, humains ou modèles animaux. La souris semble un choix plus approprié pour cette étude grâce à l’espérance de vie plus courte et des processus physiologiques similaires à l’Homme. Pour étudier la fragilité et les processus de vieillissement, une évaluation initiale sera effectuée à l'âge adulte (12 mois). L'objectif est d'identifier des marqueurs précoces liés à ces phénomènes.

Soumises à une laparotomie de quarante-cinq minutes pour une électroporation in utero du placenta, 72 souris gestantes sont utilisées dans ce projet, qui compte 1 008 souris au total, toutes tuées à l'issue dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Leur descendance passe des tests sensorimoteurs quotidiens, avec un test moteur de trente minutes à quinze puis quarante-cinq jours. L'objet est de réprimer deux facteurs placentaires pour reproduire les effets d'une exposition prénatale à l'alcool sur la migration des oligodendrocytes et des neurones inhibiteurs. Le porteur écrit que l'électroporation in utero n'entraîne "aucune nuisances ou effets indésirables sur l'embryon", alors que le projet consiste à provoquer chez ces embryons des troubles du neurodéveloppement.

Objectifs

Le projet présenté répond à un problème de santé public majeur, à savoir l’exposition prénatale à l’alcool. En effet, l’alcool présente de nombreuses cibles et notamment les vaisseaux sanguins. Il a été mis en évidence que l’exposition prénatale à l'alcool désorganise les vaisseaux sanguins et perturbe l’expression de certains acteurs importants dans la mise en place des vaisseaux, comme le Placental Growth Factor et la molécule d'adhésion cellulaire du mélanome. Cette dérégulation des vaisseaux retentie sur la mise en place des cellules neurales qui utilisent les vaisseaux comme support de migration. En effet, les oligodendrocytes et les neurones inhibiteurs, qui migrent de manière vasculo-associée, présentent un défaut de positionnement à la suite d’une exposition prénatale à l'alcool. Enfin, l’exposition prénatale à l'alcool entraine des troubles du neurodéveloppement à la fois au niveau cognitif et moteur qui pourrait s’expliquer par le défaut de positionnement des cellules neurales. Le placenta est un organe transitoire présent au cours de la grossesse qui assure des fonctions endocrines, immunitaires et métaboliques. Il synthétise le Placental Growth Factor et la molécule d'adhésion cellulaire du mélanome indispensables au bon développement du fœtus. En effet, la diminution au niveau du placenta de ces acteurs entraine une désorganisation des vaisseaux dans le cerveau, à l’image de celle observée à la suite d’une exposition prénatale à l'alcool et apporte une nouvelle preuve d’un axe placenta-cerveau fonctionnel. Cependant aucune étude ne fait le lien entre les acteurs placentaires et l’apparition de troubles du neurodéveloppement. Ce qui fait l’objet de cette étude. Le premier objectif ayant pour but d’étudier les effets de la diminution au sein du placenta du Placental Growth Factor et de la molécule d'adhésion cellulaire du mélanome sur la mise en place des oligodendrocytes et des neurones inhibiteurs. Le second objectif est d’étudier les conséquences sur le comportement sensorimoteur de la jeune descendance et le comportement moteur du jeune adulte.

Bénéfices attendus

Ce projet nous permettra d’une part de comprendre l’impact de l’environnement fœtal (notamment l'exposition prénatale à l'alcool) sur le devenir des individus et d’autre part d’identifier dès la naissance de potentiels cibles permettant de prédire l'apparition de troubles du neurodéveloppement. Nous nous attendons a observé qu’une diminution au niveau placentaire du Placental Growth Factor et de la molécule d'adhésion cellulaire du mélanome ait un impact sur le développement du cerveau et le comportement des souriceaux en réponse à l'exposition prénatale à l'alcool, notamment dans la mise en place et la maturation des oligodendrocytes et des neurones inhibiteurs : soulignant le rôle important de l’axe placenta-cerveau. De plus, ce projet permettra le suivi à long terme des individus dont l’environnement fœtal aura été modifié par l'exposition prénatale à l'alcool.

Procédures

Les femelles gestantes (72 femelles) subiront une chirurgie d’électroporation in utero d’une durée de 45 minutes par femelle. La descendance suivra des tests sensorimoteurs, d’une durée maximale d’une minute par test, par animal et par jour. Le test moteur à P15 et P45 sera réalisé une fois par animal pour une durée de 30 minutes.

Impact sur les animaux

L’électroporation in utero n’entraine aucune nuisances ou effets indésirables sur l’embryon, l’injection dans le placenta peut provoquer une petite gène de quelques secondes lors de l’insertion de l’aiguille. La laparotomie réalisée sur la femelle gestante pourrait entraîner une douleur d'une durée estimée à 24 heures qui sera contrôlée par une analgésie pré- et post-opératoire.

Devenir

A chaque procédure, les animaux seront euthanasiés. En effet, il est nécessaire d’étudier la mise en place des structures cérébrales des individus dont l’environnement maternel aura été modifié afin de mieux comprendre le rôle du placenta dans le neurodéveloppement et de pouvoir corréler ces observations avec les troubles du neurodéveloppement.

Remplacement

Dans ce projet visant à étudier l’impact de l’environnement fœtal sur le devenir des individus, les expériences in vivo ne peuvent à l’heure actuelle pas être remplacées par des études in vitro. Les études de l’interaction inter-organe placenta-cerveau ne peuvent se faire que sur des individus vivants et l’évaluation du devenir cognitif de ces individus dont l’environnement fœtal aura été modifié ne peut s’effectuer que par des études sur les animaux. Aucune approche de remplacement n’est aujourd’hui disponible dans les études pré-cliniques.

Réduction

Le nombre d’animaux est limité au minimum nécessaire pour atteindre l’objectif scientifique de cette étude. Les procédures comportementales de ce projet sont non invasives et un même animal sera soumis aux différents tests dès que possible. Le nombre d’individu est de 14 (7 dans chaque groupe). Avec une perte estimée à 30%, le nombre de femelles gestantes nécessaire est de 10 par groupe. Des animaux des deux sexes issus de la descendance seront utilisés pour cette étude puisqu’il a été démontré un effet sexe au cours du neurodéveloppement et lors de la mise en place des comportements. Lors des analyses, si aucun effet sexe n’est détecté, alors les animaux seront regroupés afin de réduire au maximum. Selon les expérimentations et les comparaisons à effectuer les tests statistiques appropriés seront choisis.

Raffinement

Pour raffiner, les femelles gestantes dont les souriceaux seront prélevés après la naissance seront hébergées dans des cages individuelles avec enrichissement (nid en carton, lanières de papier kraft, tunnel). Cet hébergement individuel est nécessaire afin d'éviter le cannibalisme des femelles entre les portées à la naissance. Les animaux seront maintenus dans un environnement contrôlé et stabilisé (température de 21°C, hydrométrie à 55 %, luminosité à 100 lux avec une durée de cycle jour/nuit 12h/12h). Après l’intervention, les femelles gestantes seront remises dans leur cage avec accès dans la cage à l’eau et à la nourriture. Elles seront par la suite surveillées par les porteurs du projet (suivi de la douleur, suivi des points de suture, prise de poids, évaluation du comportement). Si des points limites sont atteints, les animaux seront euthanasiés sous anesthésie profonde. A la naissance des souriceaux, ceux-ci seront manipulés lors des différents tests comportementaux et remis immédiatement, après chaque test, au contact de leur mère. Au jour 21, les souriceaux seront sevrés, séparés selon leur sexe et hébergés par 5 individus au maximum par cage contenant un environnement enrichi (nid, tunnel, lanières de papier kraft).

Choix des espèces

Ce projet s’inscrit sur une volonté de mieux comprendre la communication placenta-cerveau et d’identifier des marqueurs diagnostics d’atteintes cérébrales liés au changement de l’environnement placentaire capables d’avoir des répercussions sur le devenir des individus. La souris est un modèle de choix pour l’étude de nombreux systèmes complexes comme ceux retrouvés au cours du neurodéveloppement. De plus, la maturation corticale des souriceaux est le reflet de la maturation corticale du cortex humain. Ainsi, l’étude chez le souriceau permet de répondre à la problématique de la neuroplacentologie. Ce choix se justifie également par l’abondante littérature et par l’expérience du laboratoire qui contribuent à réduire le nombre d’animaux à utiliser. Les femelles gestantes seront utilisées au 13ème jour de vie embryonnaire afin de réalisée l’électroporation in utero placentaire. Ce stade développemental a été choisi sur la base des études précédentes et d’un point de vu neurodéveloppemental correspond au début des vagues de migration cellulaire des oligodendrocytes et des neurones inhibiteurs. La descendance sera prélevée au 20ème jour de vie embryonnaire et au 2ème jour après la naissance afin d’évaluer les conséquences de la répression placentaire du Placental Growth Factor et de la molécule d'adhésion cellulaire du mélanome, d’une part, sur le développement cortical du fœtus et sur son placenta apparié et d’autre part sur l’angiogenèse corticale et la migration vasculo-associée des oligodendrocytes et des neurones inhibiteurs. La descendance sera étudiée en comportement et sera prélevée au 15ème jour après la naissance ou au 45ème jour après la naissance afin d’évaluer les conséquences de la répression placentaire du Placental Growth Factor et de la molécule d'adhésion cellulaire du mélanome sur le comportement à court et moyen terme et sur le neurodéveloppement.

Les souris sont rendues anxieuses par un isolement social chronique et par un régime hyperlipidique, que le porteur présente comme un modèle de pathologie psychiatrique. 800 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles subissent une chirurgie stéréotaxique d'une heure et demie pour implanter des fibres optiques dans le cerveau, parfois doublée de la pose d'une pompe sous-cutanée, puis une privation alimentaire les maintenant à 90 % de leur poids pour les tâches de conditionnement opérant. Toutes sont tuées à la fin de chaque procédure pour des analyses histologiques, une perte de poids supérieure à 20 % déclenchant une mise à mort immédiate.

Objectifs

Les maladies psychiatriques sont un problème majeur de santé publique. A l’heure actuelle, la prise en charge de ces pathologies demeure incomplète puisqu’entre 30 et 50 % des patients souffrant de depression sont résistants aux traitements existants. Dès lors, la recherche de nouvelle piste thérapeutique est essentielle et urgente. La neuroinflammation est une composante essentielle des pathologies psychiatriques. Notamment l’activation des cellules microgliales, qui controle l'inflammation dans le cerveau, a été observé dans des pathologies comme la dépression. Notre projet a débuté par une partie clinique qui a permis d’identifier différents métabolites d’intérêt dans la circulation sanguine chez des sujets atteints de troubles psychiatriques. Notre objectif est donc de tester si l’administration de ces métabolites a des effets sur le fonctionnement cérébral, la neuroinflammation et le comportement. L’objectif final du projet sera de mettre en évidence les mécanismes par lesquels les métabolites influencent le cerveau afin de pouvoir proposer de nouvelles stratégies dans la prise en charge des pathologies psychiatriques. Parmi les facteurs de risques des maladies psychiatriques l'isolation sociale chronique AINSI QUE L’OBESITE ONT été démontréS comme délétère pour la santé mentale que soit dans des études chez l'animal ou l'humain. L'objectif est donc de tester si les métabolites bactériens sélectionnés pourraient diminuer les effets délétères de l'isolation sociale ET DE L’OBESITE sur la neurotransmission dopaminergique et le comportement chez la souris.

Bénéfices attendus

Ces études permettront de comprendre comment les métabolites bactériens qui sont diminués chez les sujets atteints de maladies psychiatriques pourraient protéger des altérations comportementales et de neurotransmission dans un modèle validé de pathologies psychiatriques chez la souris.

Procédures

Les animaux subiront des interventions chirurgicales visant à implanter des fibres optiques dans le cerveau et potentiellement des pompes sous cutanées. La chirurgie stéréotaxique dure 1h30 avec une phase de réveil de 2 heures. L'implantation de pompes sous cutanée quant à elle dure au maximum 15 minutes. Cette dernière sera réalisée en même temps que l'implantation pour les souris concernées.

Impact sur les animaux

Les procédures de conditionnement opérant nécessitent une déprivation alimentaire légère (maintien à 90% du poids ad libitum). Les chirurgies stéréotaxiques présentent un degré de sévérité modéré durant la période entourant l'opération. Le modèle de pathologie psychiatrique reposant sur l'isolation sociale qui induira, d'après la littérature scientifique un phénotype anxieux chez les souris. LA CONSOMMATION DU REGIME HYPERLIPIDIQUE INDUIRA UN GAIN DE POIDS QUI PEUT ETRE ASSOCIE A DES TROUBLES METABOLIQUES (DIABETE) ET UN PHENOTYPE ANXIEUX CHEZ LES SOURIS. Pour les injections ou les tests comportementaux, les animaux subiront des préhensions et contentions. Les souris réaliserons des tests comportementaux dont certains induisent un stress de courte durée. Enfin dans le cas ou les métabolites ne pourraient être administrés par l'eau de boisson ou la nourriture (pour des raisons organoleptiques conduisant à la non consommation par la souris), une chirurgie visant à implanter des pompes osmotiques sous-cutanées sera réalisée.

Devenir

Tous les animaux expérimentaux seront mis à mort à la fin de chaque procédure pour procéder à des analyses histologiques (800).

Remplacement

Ce projet ne peut être réalisé sans l'utilisation de modèles animaux puisqu'il s'intéresse à des dimensions comportementales, non modélisables sur des modèles in vitro ou in silico.

Réduction

Tous les efforts seront faits pour réduire le nombre d'animaux utilisés. En particulier, nous utiliserons des mâles et des femelles. Le nombre d'animaux (800) nécessaires est basé sur des expériences précédemment effectuées au laboratoire permettant de révéler des différences statistiques entre groupes ayant subis un stress chronique.

Raffinement

Les animaux seront hébergés dans un environnement ultra-enrichi (carré de coton, maison en carton, pièce en plastique pour se cacher et jouer) même en cas d'isolation sociale. Ce stress chronique a été sélectioné par rapport au stress chronique de défaite sociale, modèle de référence en psychiatrie, car il induit des altérations comportementales similaires sans induire de potentielles blessures à l'animal. Du fait de la déprivation alimentaire durant les expériences de conditionnement opérant, les animaux seront observés et pesés tous les jours de la semaine. Concernant la chirurgie stéréotaxique, des analgésiques et anesthésiques seront administrés. Les animaux seront observés jusqu'au réveil puis 2 fois par jour pendant 3 jours. Les points limites seront évalués à l'aide d'une grille basée sur des scores de 0 à 3 et seront consignés sur une fiche de scorage (en annexe): - Perte de poids anormale (10-20% score 1, score 3 si supérieur à 20%) - état du pelage - site de chirurgie - Comportements anormaux (poil hérissé, prostration,...). Si le score est supérieur ou égal à 3 une mise à mort immédiate aura lieu. Un suivi du bien être animal sera effectué sur tous les animaux de manière quotidienne pendant le protocole de stress et l'étude comportementale en utilisant une fiche de suivi du bien être (en annexe). Le poids, le comportement général, l'apparence et les signes neurologiques seront scorés. Si un animal présente un score supérieur à 3 dans une des 4 rubriques il sera mis a mort. Sinon si un mal être est détecté il sera immédiatement isolé et surveillé. Si l'animal ne montre pas d'amélioration significative il sera mis à mort dans les 48h. Dans tous les cas, si des blessures apparaissent, elles seront immédiatement soignées (Dakin) et les animaux seront surveillés 2 fois par jour. Concernant l’administration des métabolites d’intérêt, nous priviligérons l’utilisation de l’eau de boisson, la nourriture ou l'implantation d'une mini pompe sous cutanée par rapport à des méthodes plus traumatisantes comme les injections intrapéritonéales répétées ou le gavage. Pour limiter le stress lié au tests comportementaux les souris seront manipulées régulièrement en amont afin de limiter le stress induit par l’expérimentateur.

Choix des espèces

Ce modèle d'étude chez la souris âgée de 8 semaines (jeune adulte) est la référence dans les pathologies psychiatriques et les métabolites d'intérêt dans ce projet sont naturellement présent chez la souris.

Dès que le serpent prend la posture enroulée typique du sommeil, une stimulation le réveille, et la privation se poursuit ainsi jour après jour, à chaque température testée. 6 serpents vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, puis réutilisés dans un programme de recherche comparative. Ils passent une IRM et un scanner sous sédation, subissent l'implantation chirurgicale d'électrodes sous anesthésie générale, puis sont transportés sédatés dans un sac opaque entre deux établissements, pour caractériser un sommeil encore inconnu chez cette lignée de reptiles. Le choix s'est porté sur de grands serpents calmes, non venimeux et faciles à obtenir en élevage, les espèces protégées ou dangereuses ayant été écartées.

Objectifs

L’objectif de ce projet est de caractériser le sommeil des serpents, dernière grande lignée de reptiles encore non étudiée dans l’évolution du sommeil. Le projet sera réalisé dans deux établissements utilisateurs (EU1 et EU2). Leur physiologie atypique (absence de paupières, forte inactivité, faible métabolisme) en fait un modèle pertinent pour redéfinir les critères de sommeil chez les reptiles. Pour ce faire, nous allons enregistrer en télémétrie l’activité cérébrale et les paramètres physiologiques associés (tonus musculaire, fréquence cardiaque, respiration, activité des yeux) chez des serpents, et en les comparant aux états d’éveil calme et actif. Afin de déterminer si les animaux dorment, nous évaluerons leur seuil de réveil et leur réponse à la privation de sommeil. L’effet de la température sera aussi évalué du fait que le comportement de ces animaux est extrêmement lié à la température ambiante.

Bénéfices attendus

Ce projet aidera à mieux définir les critères comportementaux et physiologiques du sommeil chez des espèces qui ne présentent pas les signes typiques observés chez les mammifères. Il complétera aussi notre compréhension parcellaire sur l’évolution des états de sommeil et notamment du sommeil paradoxal. Les résultats de ce projet pourraient aussi avoir un impact sur le bien-être animal en identifiant les conditions favorables à un sommeil réparateur chez les serpents, ces données pourront ainsi améliorer les pratiques d’élevage, de détention et de conservation des reptiles, notamment pour les espèces menacées ou maintenues en captivité (zoos, centres de sauvegarde).

Procédures

Les animaux subiront une sédation pour passer une IRM et un scanner dans l’EU2 (1 journée). Ensuite, ils subiront une anesthésie générale permettant une intervention chirurgicale dans l’EU1 EU1 afin de mettre en place des électrodes d’enregistrement, suivie d’un traitement antalgique postopératoire. Après une phase de récupération (1 semaine), les animaux seront à nouveau sédatés pour passer un nouveau scanner (EU2) et vérifier la position des électrodes. Ils seront ensuite enregistrés dans l’EU1 en télémétrie dans leur propre terrarium à différentes températures, 4 jours par température. Après 1 jour d’acclimatation, ils seront privés de sommeil par une stimulation douce (dès que l'animal prendra une posture enroulée sur lui-même, typique d'une posture de sommeil) et sa récupération sera monitorée. Enfin, après 4 jours, une évaluation du seuil de réveil (à l’aide d’un micro-vibreur induisant des vibrations légères) sera réalisée pour estimer les latences de réveil et la profondeur du sommeil (4 jours). Pendant la durée des enregistrements, les animaux seront stabulés dans un terrarium adapté à leur taille et ne seront pas dérangés outre le remplacement des batteries du dispositif d’enregistrement entre chaque protocole.

Impact sur les animaux

Les principales nuisances attendues concernent l’intervention chirurgicale d’implantation d’électrodes et la phase expérimentale de privation de sommeil. L’implantation d’électrodes, bien que réalisée sous anesthésie générale, constitue une procédure invasive. Elle peut provoquer une douleur transitoire post-opératoire, une réduction temporaire de la mobilité, une perte d’appétit ou une altération du comportement. Un inconfort local (lié à la cicatrisation ou à la présence des électrodes) est également possible dans les jours suivant l’intervention. Chez les reptiles, ces effets sont souvent discrets mais seront systématiquement recherchés. La phase d’enregistrement, bien qu’exempte de contrainte physique, impose le port d’un dispositif fixé sur le crâne. Celui-ci peut gêner légèrement les mouvements ou induire un stress comportemental transitoire, notamment au moment de sa mise en place. Toutefois, les serpents étudiés étant peu mobiles et dociles, ces effets sont attendus comme modérés. La privation de sommeil, réalisée par stimulation douce manuelle en période de repos, peut entraîner une augmentation du stress, une agitation ponctuelle ou une altération du comportement exploratoire. Chez les reptiles, les effets secondaires restent généralement limités mais incluent une possible fatigue, une baisse de vigilance ou une altération temporaire des rythmes biologiques. Aucune douleur n’est induite par cette procédure. Des manipulations régulières sont nécessaires pour les soins post-opératoires, le changement de batterie et les tests de réactivité. Elles peuvent provoquer un stress ponctuel ou une réponse de défense, bien que les individus soient habitués au contact humain. Enfin, un risque faible de complications chirurgicales (infection locale, mauvaise cicatrisation, rejet du matériel) existe, bien qu’il soit réduit par l’expérience de l’équipe et le protocole appliqué. Ces effets sont rares mais potentiellement délétères pour l’individu concerné.

Devenir

Il est prévu que les animaux soient réutilisés après l’expérimentation dans un programme de recherche comparative.

Remplacement

Le sommeil est un phénomène à la fois comportemental, neurophysiologique et physiologique, impliquant de nombreuses fonctions intégrées telles que l’activité cérébrale, les rythmes circadiens, les régulations hormonales, métaboliques, cardiovasculaires et thermiques. Ces fonctions interconnectées ne peuvent pas être reproduites ni simulées de manière fiable à l’aide de modèles in vitro, in silico ou ex vivo. De plus, l’étude de l’évolution des états de sommeil nécessite une approche comparative entre espèces vivantes, dans leur intégrité biologique, afin de caractériser les similitudes et différences entre groupes phylogénétiques. Chez les reptiles, et en particulier les serpents, aucun modèle substitutif n’existe aujourd’hui pour étudier les états de sommeil de manière complète (comportement, physiologie, activité cérébrale). Ainsi, l’utilisation de l’animal est indispensable et constitue la seule méthode permettant de répondre aux objectifs scientifiques de ce projet. Il n’existe donc actuellement aucune alternative éthique ou technique permettant de se passer de l’animal pour ce type d’étude.

Réduction

Le nombre d’animaux a été déterminé en tenant compte à la fois des exigences méthodologiques et des principes de réduction. L’objectif principal est de caractériser un phénomène biologique présent dans une espèce : le sommeil. Pour cela, il est nécessaire d’observer ce phénomène chez plusieurs individus afin de démontrer sa constance et de contrôler les variations interindividuelles. Nos travaux antérieurs et ceux d’autres équipes ayant étudié les lézards ont montré que 6 individus étaient suffisants et nécessaires pour identifier et caractériser finement un état de sommeil, son homéostasie et son seuil de réveil associé. Le design expérimental a été rigoureusement conçu pour limiter le nombre d’animaux tout en assurant la robustesse des données. Une étude pilote sur un python tapis a permis de déterminer notre capacité à obtenir des signaux de qualité en ciblant des structures cérébrales précises. L’utilisation de techniques d’imagerie pré- et post-opératoire (IRM/Scanner) pour guider l’implantation, ainsi que la maîtrise technique des interventions, permet de garantir un taux de succès élevé, réduisant ainsi le nombre d’animaux. L'ensemble des procédures suit une logique intra-individuelle : chaque animal sert de témoin à lui-même avant et après privation, avant et après nourrissage, avant et après changement de température, ce qui permet de réduire considérablement le nombre total requis tout en augmentant la puissance des comparaisons.

Raffinement

Les études sur le sommeil nécessitent des observations sur des animaux non anesthésiés vivants dans de bonnes conditions psychophysiologiques. Le bien-être des animaux est donc une condition sine qua non de chaque étape de l’expérimentation. Les conditions d'élevage, d'hébergement, de soins et les méthodes utilisées sont les plus appropriées pour réduire le plus possible toute douleur, souffrance, angoisse ou dommages durables que pourraient ressentir les animaux. L'environnement sera notamment enrichi de branches et de substrats adaptés pendant les périodes d’acclimatation et de récupération. Durant les enregistrements, l’animal est libre de ses mouvements dans son propre terrarium. Les animaux seront transportés entre les établissements, sédatés, dans un sac opaque, adapté au transport de serpent afin de réduire leur stress. Les mesures de raffinement lors du transport incluent le maintien d’une température stable et adaptée à l’espèce, la réduction des vibrations et du bruit, ainsi qu’une manipulation minimale pour limiter le stress et tout risque de réveil ou de blessure. Par ailleurs, une grille de suivi du bien-être animal, et des points limités adaptés et précoces, spécifiques à l’espèce ont été mis en place en consultant des spécialistes (vétérinaires, éleveurs, herpétologues). Les décisions relatives aux points limites sont prises en concertation avec le vétérinaire référent et des spécialistes des serpents, si un comportement inhabituel est identifié.

Choix des espèces

L’objectif est d’étudier le sommeil des serpents, dernière grande lignée de squamates encore peu étudiée dans l’évolution du sommeil. Leur physiologie atypique (absence de paupières, forte inactivité, faible métabolisme) en fait un modèle pertinent pour redéfinir les critères de sommeil chez les reptiles. Toute espèce appartenant au sous-ordre des serpents pourrait donc être choisie. Cependant, beaucoup d’espèces de serpents ne sont pas adaptées à cette expérimentation, pour des raisons de statut de protection, de taille, de disponibilité en élevage et de dangerosité. Nous nous tournons ainsi vers des espèces de serpent de grande taille, calmes, non venimeuses et disponibles facilement en élevage. Les individus doivent avoir une tête de taille adaptée à l’implantation stable d’électrodes pour l’étude du sommeil. Leurs morphologies et leurs comportements moteurs doivent aussi faciliter les interventions, avec un risque minimal de blessure ou de stress durable. Phylogénétiquement, M. spilota, et B. constrictor sont tous les deux des représentants du groupe des serpents qui pourraient convenir. Les individus choisis, seront adultes (>5 ans) nés en captivité, et habitués aux manipulations . M. spilota, et B. constrictor par exemple, offrent un compromis optimal entre pertinence scientifique, faisabilité technique et respect du bien-être animal. Par ailleurs, les deux espèces présentent le même mode de vie semi-arboricole et le même régime alimentaire, et ce sont deux espèces assez courantes en élevage. Elles constituent donc des modèles cible.