Collecte de données comportementales sur des rats auto-initiés pour caractériser les déficits post-AVC

L’entraînement comportemental et les tests avec des modèles de rats sont importants dans d’innombrables domaines de recherche, de l’exploration des processus cognitifs aux états pathologiques et plus encore¹. En règle générale, cette formation et ces tests sont effectués avec des animaux individuels lors de séances individuelles, un chercheur retirant manuellement l’animal de sa cage domestique et le plaçant temporairement dans une sorte d’appareil. Malheureusement, cette approche présente plusieurs difficultés et limites. Tout d’abord, les tests comportementaux peuvent prendre beaucoup de temps pour les chercheurs, et lorsqu’une formation est nécessaire, ce temps devient encore plus important. Deuxièmement, cette approche affecte automatiquement, voire potentiellement confond, les données acquises, comme cela a été établi ailleurs². Ces facteurs de confusion sont particulièrement saillants lorsque l’on considère les variables liées à l’enrichissement. Plus précisément, les rats de laboratoire sont traditionnellement logés dans de petites cages qui sont juste assez grandes pour un ou deux rats³, et si les roues de course ne sont pas fournies, ils peuvent passer leur vie sans occasions réelles de faire de l’exercice. De plus, le logement isolé peut être une source majeure de stress chez une espèce sociale telle que le rat⁴. Certains de ces inconvénients liés au bien-être ont probablement un impact sur la physiologie des rats ^5,6, ce qui peut empêcher le développement de l’expression comportementale typique de l’espèce⁴ et avoir un impact sur la qualité des modèles de rongeurs appliqués aux contextes humains.

Les chercheurs ont cherché plusieurs types de solutions à ces problèmes au cours des dernières années. Le type de solution le plus simple a été d’automatiser les tests comportementaux et la formation 7,8,9,10, supprimant ainsi la nécessité pour un seul chercheur de s’occuper d’un seul animal. Une solution supplémentaire a été d’automatiser le transfert d’animaux vers des chambres d’expérimentation^11,12, éliminant ainsi la nécessité d’une intervention humaine. Enfin, plusieurs configurations ont été explorées qui permettent aux animaux d’être logés en cage de colonie avec d’autres animaux et avec plus d’espace pour l’exploration et l’enrichissement¹³. Malgré ces avantages, de telles configurations de colonies peuvent limiter ou compliquer les efforts de collecte de données comportementales différenciées individuellement (voir les efforts pour utiliser la vision par ordinateur)^14,15. Si des données comportementales individuelles sont nécessaires, il peut être plus difficile ou plus complexe d’identifier et de récupérer les animaux de la cage de la colonie pour les sessions comportementales également. À l’heure actuelle, il existe peu de systèmes permettant de collecter des données comportementales individuelles à partir de colonies (enrichies) 16,17,18.

Ces inconvénients peuvent avoir un impact spécifique sur la recherche sur les effets comportementaux des lésions cérébrales acquises. Tout d’abord, il est clair que la présence et/ou le sexe des humains ainsi que les pratiques de manipulation affectent le comportement des rongeurs ^2,19, et ces variables peuvent avoir un impact différentiel sur le comportement des rats avant vs. après un accident vasculaire cérébral. Deuxièmement, les résultats comportementaux humains après un AVC peuvent être aggravés par une diminution volontaire de l’engagement avec la dose recommandée d’exercices de réadaptation²⁰. Actuellement, les expériences sur les rongeurs ont tendance à ne pas modéliser ce type de contexte, car les rats ne sont pas libres de choisir de s’engager ou de s’abstenir de séances comportementales.

Cet article présente un protocole conçu pour faciliter les tests comportementaux individuels dans le cadre de la mise en cage enrichie des colonies. Cette approche permet non seulement de répondre aux contraintes des pratiques actuelles, mais aussi d’ouvrir des pistes pour l’exploration de mesures innovantes. Un tourniquet à rat unique (ORT) a été mis au point et peut être fixé à une cage de colonie, permettant aux animaux d’entrer indépendamment dans les chambres comportementales et d’initier leurs propres séances d’entraînement et de test. Le système est abordable ; chaque ORT peut être assemblé à faible coût (avec accès à une imprimante 3D). Dans le passé, la validation de ce système a été effectuée à l’aide d’une chambre opérante de base, montrant que les animaux pouvaient être entraînés de manière cohérente à effectuer une simple pression sur un levier opérant sans la présence d’un expérimentateur¹⁶. Néanmoins, la question de savoir si cette configuration est applicable à d’autres scénarios reste en suspens. L’objectif est de valider l’efficacité de la mise en cage de la colonie d’ORT, qui a été précédemment établie, pour l’entraînement et la quantification du comportement de portée qualifié pertinent pour la déficience motrice après un AVC. La configuration a été utilisée pour générer de nouvelles variables qui ne sont généralement pas explorées dans la recherche sur l’AVC. Ces variables comprennent des mesures de performance pour la tâche de portée qualifiée et des mesures d’auto-initiation, qui pourraient être pertinentes pour la motivation et la prise de décision. De plus, les changements induits par l’AVC dans les schémas circadiens de l’auto-initiation quotidienne sur l’ensemble de la période de 24 heures ont été efficacement détectés.