Décrire les objectifs du projet (par exemple, répondre à certaines interrogations scientifiques ou à des besoins scientifiques ou cliniques).
Cette demande d'autorisation de projet fait suite à un projet déjà mis en place dans notre laboratoire et présente deux objectifs principaux. Il vise dans un premier temps à comprendre comment les neurones corticaux encodent différents attributs de la scène visuelle et interagissent ensemble pour générer une représentation globale de l'information, par exemple un simple objet en déplacement dans l'espace visuel. Ceci implique plusieurs sous-objectifs tels que le développement d'un protocole d'entraînement des animaux afin de pouvoir enregistrer l'activité neuronale pendant qu'ils réalisent une tâche visuelle simple, ainsi que le raffinement des procédures d'imagerie déjà mises en place dans notre laboratoire pour enregistrer cette même activité neuronale sous anesthésie. Ces deux modalités d'acquisition de données (éveillé et anesthésié) testées sur les mêmes animaux nous permettront ainsi d'obtenir des informations sur le fonctionnement des réseaux neuronaux qui sous-tendent la vision. Le second objectif de ce projet est de développer des outils et méthodes permettant l'acquisition de données d'électrophysiologie (activité électrique) des neurones du cortex visuel chez le marmouset couplées aux données d'imagerie optique.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet? Expliquer en quoi le projet pourrait faire progresser les connaissances scientifiques ou quels bénéfices les êtres humains, les animaux ou l’environnement pourraient en tirer à terme. Le cas échéant, distinguer les bénéfices à court terme (pendant la durée du projet) et les bénéfices à long terme (susceptibles d’être obtenus après l’achèvement du projet).
En premier lieu, la réalisation de ce projet nous permettra d'accroitre nos connaissances fondamentales sur le système visuel et de mieux comprendre la manière dont le cerveau intègre et représente l'information visuelle et le rôle joué par certaines régions spécifiques du cerveau dans les comportements moteurs d'orientation des yeux. Par ailleurs, les informations collectées pourraient permettre d'améliorer les solutions mises en place chez certains patients. Elles pourront par exemple contribuer à améliorer les techniques d'appareillage prothétique et la performance en réhabilitation visuelle.
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale (par exemple, injections, procédures chirurgicales)? Indiquer le nombre et la durée de ces procédures.
Les animaux seront soumis à 2 ou 3 interventions chirurgicales pouvant durer de 2 à 7h. Ils pourront être par la suite anesthésiés une fois par semaine maximum, chaque anesthésie durant 6h au maximum (4h en moyenne). Ces sessions sous anesthésies seront conduites pendant plusieurs mois, mais la durée de l'expérience ne peut être prédéterminée à l'avance car elle dépendra de l'état de santé des animaux. C'est pourquoi la santé de chaque animal inclus dans ce projet sera suivie quotidiennement par du personnel formé, et leur état de santé réévalué tous les 6 mois. Nous estimons toutefois qu'une période de 36 mois entre la chirurgie d'implantation et la mise à mort de l'animal devrait suffire pour l'entraîner et acquérir toutes les données nécessaires. Aussi, les animaux qui passeront les mêmes expériences mais en étant éveillés devront être habitués et entraînés à passer ces exépriences. Cela implique qu'ils soient manipulés et capturés plusieurs fois par semaine.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux, par exemple, douleur, perte de poids, inactivité/mobilité réduite, stress, comportement anormal, et la durée de ces effets?
Ces expérimentations impliquent plusieurs chirurgies, des anesthésies répétées dans le temps et une manipulation hebdomadaire voire quotidienne des animaux (entraînements vigiles, contention pour induction d'anesthésie, contention pendant les entraînements vigiles, enregistrements éveillés...) qui pourront induire du stress pendant les mois d'expérimentation. Du stress et des complications faisant suite aux chirurgies et anesthésies peuvent également survenir dans les jours qui suivent l'intervention (mise à jeun la veille de chaque anesthésie, isolement quelques heures en retour de chirurgie, douleurs, inflammation, infections, difficultés respiratoires, perte d'appétit, tremblements, abcès, oedème cérébral...).
Quelles espèces et combien d’animaux est-il prévu d’utiliser? Quels sont le degré de gravité des procédures et le nombre d’animaux prévus dans chaque catégorie de gravité (par espèce)?
Espèce
Nombre total
Nombre estimé par degré de gravité
Sans réveil
Légère
Modérée
Sévère
Ouistitis et tamarins (Callithrix jacchus)
34
Qu’adviendra-t-il des animaux maintenus en vie à la fin de la procédure?
Espèce
Nombre estimé d’animaux à réutiliser, à replacer dans l’habitat/le système d’élevage ou à proposer à l’adoption
Réutilisé
Replacé dans l’habitat naturel ou le système d’élevage
Proposé à l’adoption
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Pour avoir des données complètes sur le système visuel que nous étudions, le projet nécessite le prélèvement du cerveau à la fin de la procédure, et donc la mise à mort des animaux utilisés.
1. Remplacement
Indiquer quelles sont les alternatives non animales disponibles dans ce domaine et pourquoi elles ne peuvent pas être utilisées aux fins du projet.
Ce projet requiert l'enregistrement de l'activité cérébrale à différentes échelles, c'est à dire à l’echelle d'une aire cérébrale mais avec une grande résolution spatiale (neurone) et temporelle (potentiel d’action). Les méthodes non-invasives ne permettent pas cet accès, et l'utilisation d'animaux ne peut donc être remplacée.
2. Réduction
Expliquer comment le nombre d’animaux prévu pour ce projet a été déterminé. Décrire les mesures prises pour réduire le nombre d’animaux à utiliser et les principes appliqués pour concevoir les études. S’il y a lieu, décrire les pratiques qui seront appliquées tout au long du projet pour limiter le plus possible le nombre d’animaux utilisés sans perdre de vue les objectifs scientifiques. Ces pratiques peuvent notamment consister en études pilotes, modélisation informatique, partage et réutilisation des tissus.
Afin de minimiser le nombre d'animaux prévus pour réaliser cette étude, nous voulons faire passer les animaux par toutes les techniques d'imagerie optique dont nous disposons une fois qu'ils seront implantés de la chambre d'imagerie. Nous avons conscience que cela implique que les animaux restent plus longtemps dans le protocole (plusieurs mois entre l'entraînement aux tâches comportementales, les chirurgies, l'acquisition des données et la mise à mort) mais cela nous permettra de réduire considérablement le nombre d'animaux nécessaires pour répondre à toutes les questions scientifiques posées. De plus, les séances d'entrainement permettront d'habituer les animaux à leurs expérimentateurs, ce qui permettra de diminuer le stress de leur manipulation. L'expérience acquise sur les animaux associés au projet précédent nous a également permis d'améliorer nos techniques de chirurgie et notre matériel expérimental, ce qui permettrait pour ce projet de conserver une chambre d'imagerie sans tissus de repousse pendant plus de 200 jours (contre 100 jours estimés a priori sur la base des articles trouvés dans la littérature) chez la plupart des animaux, tout en gardant des animaux en très bonne santé, et par conséquent de réduire le nombre d'animaux sur la durée du projet.
3. Raffinement
Donner des exemples des mesures spécifiques qui seront prises (par exemple, surveillance accrue, soins postopératoires, gestion de la douleur, entraînement des animaux) pour réduire au minimum les effets sur le bien-être des animaux (les nuisances causées). Décrire les mécanismes permettant d’intégrer de nouvelles techniques de raffinement pendant la durée de vie du projet.
La chambre d'enregistrement a déjà été raffinée, nous essayons de l'améliorer au fur et à mesure de l'expérience acquise. Cette chambre est composée d'un piston réglable en hauteur équipé d'une vitre courbe qui épouse la forme du cerveau sans le comprimer. Grâce à cette nouvelle chambre, nous espérons limiter la repousse de tissus généralement observée, et par conséquent réduire le nombre d'interventions pour retirer ces tissus, ce qui minimisera les risques d'infection et le nombre d'interventions nécessaires à leur réalisation. De plus, d'après nos observations, nous nous attendons à pouvoir garder cette chambre hermétiquement fermée pendant plusieurs mois, sans que cela n'impacte la santé ni les comportements des animaux. Nous nous attendons aussi à ce que l'expérience acquise au cours du projet permette le raffinement de nos techniques de chirurgie et donc une meilleure récupération post-opératoire, ainsi qu'un raffinement du bien-être tout au long de la période d'imagerie de ces animaux. Le nombre réduit d'anesthésies nécessaires à l'acquisition de données (1 fois 3h/semaine VS. 2 fois 6h/semaine prévu au commencement du projet) permettra aussi de limiter l'impact sur l'état de santé des animaux et de minimiser une potentielle habituation aux agents anesthésiants. Dans ces conditions, nous nous attendons à ce que les animaux ne montrent aucun signe clinique de mal-être lié aux anesthésies répétées. Les sessions d'imagerie sous anesthésie nous permettront aussi de continuer d'acquérir des données, tout en évitant le stress induit par la manipulation des animaux éveillés. L'état de santé des animaux inclus dans les protocoles sous anesthésie sera suivi de près et quotidiennement par du personnel formé et qualifié, et une évaluation du vétérinaire référent et de la SBEA sera réalisée tous les 6 mois afin de s'assurer qu'aucun signe clinique lié aux anesthésies répétées ne survient. En ce qui concerne les entraînements pour les séances éveillées d'acquisition de données, les animaux seront tous entraînés par renforcement positif avec de la gomme arabique (aliment présent dans le régime alimentaire des marmousets), ce qui permettra d'éviter toute restriction alimentaire ou hydrique. Enfin, les animaux seront hébergés en paires dans des volières adaptées et enrichies de plusieurs éléments (hamac, tunnels, nids suspendus, perchoirs...).
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents
L'utilisation de primates ne peut être remplacée puisque le système visuel est un système complexe et nécessite d'être étudié chez une espèce au plus proche de l'espèce humaine pour les besoins de ce projet (le système visuel des rongeurs étant très différent de celui des primates). Le modèle marmouset nous permettra de travailler sur une espèce de primate non humain qui possède plusieurs avantages significatifs pour notre projet. C'est une espèce dont le système visuel est très proche de celui de l'humain, avec une hiérarchie des aires corticales supérieures identique. De plus, c'est une espèce lissencéphale ce qui permet d'utiliser l'ensemble de nos techniques d'imagerie sur tout le système visuel. Enfin, sa petite taille nous permet de l'utiliser pour des expériences d'imagerie biphotonique. Age : à partir de 12 mois (animaux matures), nous n'avons pas de contrainte d'âge pour ce projet. Poids : 0.3 à 0.5 kg
Raisons de l’appréciation rétrospective
Prévoit des procédures sévères
Utilise des primates non humains
Explication de l’autre raison de l’appréciation rétrospective