Capacités cognitives chez l`animal de laboratoire, modèle

Mini-Colloque NARILIS
Vieillissement, approche bottom-up
(de la cellule à la société)
CHU Mont-Godinne, 6 octobre 2012
Capacités cognitives
chez l’animal de laboratoire,
modèle de vieillissement
Claire Diederich (URVI-NARILIS)
en coll. avec Martin DESSEILLES
Dépt. de Psychologie (Fac. de Médecine)
Vieillissement
Processus de vieillissement : phénomène complexe
Aspects physiologiques auxquels sont associés des
mécanismes pathologiques
- chez l’humain: faiblesse générale, chutes, dérèglement
hormonal (diabète), sensibilité aux infections,
maladie d’Alzheimer, maladie de Parkinson
- chez le rongeur âgé (2 ans) :
10x de la neurogenèse de l’hippocampe
avec  mémoire (Jessberger & Gage, 2008)
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Vieillissement
et
modèles
animaux
Comprendre les mécanismes sous-jacents
du vieillissement physiologique normal
et pathologique (ex: maladie d’Alzheimer, de Parkinson)
 modèles animaux indispensables
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Parmi les primates lémuriens, il existe des individus
Alzheimer disease-like spontanés (5% porteurs de plaques amyloïdes)
(illustration: Galas et al, 2012)
Microcèbe adulte
Lémurien adulte (c. sagitt.)
Lémurien âgé ADL (c. sagitt.)
Plaques amyloïdes dans le cortex frontal (marquage immunocytochimique)
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Vieillissement
et
modèles
animaux
Lémuriens (+): mémoire et apprentissage performants
curiosité
(-): grande émotivité et très stressables
 évaluation des capacités mnésiques difficile
 modèles animaux indispensables
 pas de modèle animal unique
Autant de modèles que de questions
Chiens et Chats
Rongeurs
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Cogni7on
Cognition: mécanismes par lesquels les individus acquièrent,
traitent, stockent et agissent sur les informations issues de
l’environnement
Mécanismes = Capacités cognitives:
- perception (des stimuli via les organes des sens)
- apprentissage et mémoire
Pour les animaux,
- prise de décision
- Sans référence à la
notion de conscience
- orientation dans l’espace
(conscience de soi,
intentionnalité, planification
- communication et language
d’actions)
- raisonnement
-  Avec la notion de
biais cognitif
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Vieillissement
et
déclin
cogni7f
(démence
sénile)
On observe chez l’animal vieillissant :
- 
- 
- 
- 
- 
Augmentation de l’anxiété
Diminution du toilettage (soins corporels)
Altération de l’appétit
Diminution de la réactivité aux stimulations
Déficits dans les capacités d’apprentissage et de
mémorisation
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Evalua7on
des
capacités
cogni7ves
Comment mettre en évidence les effets du vieillissement
sur les capacités cognitives des animaux de laboratoire ?
Générer un phénotype comportemental
- 1. batterie large de tests (aspécifique)
- 2. tests plus spécifiques
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 Mise en œuvre d’un examen neuropsychologique
Description de
1. Aspect extérieur et réactivité de l’animal
2. Capacités sensorielles et comportement sensori-moteur
3. Posture et immobilité
4. Comportement locomoteur
5. Habilité motrice
6. Comportements propres à l’espèce
7. Capacités d’apprentissage
.
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Tests
disponibles
aux
FUNDP
- Open Field Test
- Exploratory Maze
- Elevated Plus Maze
- Successive Alleys
- Morris Water Maze
- Rotarod
- Fear Test
- Y-maze
- T-maze
- Foot Print
- Forced Swimming Test
- Grip Strength
- Object Recognition
- Activity Wheels
- Black/White Test Box
- Tail Suspension Test
-Acoustic Startle Prepulse Inhibition (PPI)
-…
(Image acquisition in visible or infra-red light)
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Quelques
illustra7ons
Elevated Plus Maze
Low Anxiety
High Anxiety
T-maze
Radial maze
Labyrinthe immergé de Morris
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Comportements
propres
à
l’espèce
- Toilettage (grooming)
- Recherche et sélection de nourriture (Foraging)
- Transport de la nourriture (Food-hoarding)
- Consommation de nourriture
- Exploration / Néophobie (nouvel environnement)
- Sommeil
- Construction d’un nid
- Comportement maternel
- Comportement social
- Comportement sexuel
-…
(Image acquisition in visible or infra-red light)
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Il n’est pas nécessaire de faire tous les tests
1) Que veut-on savoir ?
Ex: Pour étudier le fonctionnement de la moelle épinière,
il est peu probable qu’il soit nécessaire d’inclure des tests
de mesure de l’acuité visuelle
2) Appliquer des principes du diagnostic différentiel :
décrire tant les fonctions altérées que les fonctions
normales
3) Pour une évaluation optimale, employer une combinaison
de différents tests pour obtenir un profil fonctionnel
détaillé et large des sujets à l’étude
.
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Les tests n’appartiennent pas à une matière figée
Adaptation continuelle,
tant des procédures que des paramètres d’évaluation,
en fonction
- des demandes et des buts d’une expérience
- du type et de la sévérité du déficit prévu
après une atteinte neurologique
- de l’évolution des connaissances sur le comportement de
l’espèce étudiée et son système nerveux
Sélection des tests appropriés
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Durée d’une procédure de test : LONGUE !
- Sélectionner des tests rapides et simples
- Appliquer les tests de manière concurrente
(grande batterie de tests en un temps limité)
- Automatisation de l’analyse (via logiciels MatLab, The Observer)
Ex: Open-field pendant 10 minutes
activité générale, habituation, rearings, tendances
thigmotaxiques, sensibilité visuelle (lumière/obscurité),
comportement exploratoire, comportement social
.
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Conclusion
Tests développés pour permettre un phénotypage
comportemental suite à un traitement quelconque
Ils permettent une évaluation fonctionnelle du cerveau
‘Although the analysis of molecular, chemical, anatomical,
and physiological factors are critical to understanding
brain function, in the end it is behavior that the brain is
designed to produce.
It thus could be argued that until you understand how the
brain controls behavior, you really do not understand
much at all about brain function.’
(Metz et al, 2005)
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