Analyse comportementale : évaluation de la récupération fonctionnelle

Chaque animal est soumis à une batterie de 6 tests comportementaux complémentaires afin d’évaluer l’impact de la lésion cérébrale sur leurs capacités sensorimotrices et la récupération fonctionnelle spontanée sur une période de 7 jours (Figure 1.16).

Figure 1.16: Quatre des 6 tests comportementaux utilisés dans l’étude n°1. A) Test de suspension par la queue, B) Test de l’équilibre statique sur une poutre, C) Test de l’échelle, D) Test de force de préhension de la patte

antérieure droite et E) de la patte antérieure gauche.

A

B

C

D

Score neurologique : vérification de la sévérité de la lésion

Plusieurs signes neurologiques peuvent indiquer la sévérité des déficits induits après les 120 min d’ischémie cérébrale durant les 24 h (Figure 1.17). Au-delà de ces 24 h, les animaux ont tendance à récupérer rapidement un score neurologique normal. Ainsi, ces signes permettent surtout de vérifier d’une part qu’il y a bien eu une lésion entrainant des déficits sensorimoteurs et d’autre part que la sévérité des déficits est reproductible d’un animal à un autre. Les animaux ne présentant pas ces signes neurologiques sont exclus de l’étude. Une lésion au niveau de l’ACM droite entraine une parésie de l’hémicorps gauche. Ainsi lors de leurs déplacements, les animaux ont tendance à tourner dans la même direction et se redressent exclusivement sur la gauche lorsqu’ils sont maintenus par la queue (Figure 1.17.A

et B). De plus, ces animaux montrent une flexion de la patte lésée contre le buste avec les

doigts fléchis (Figure 1.17.C). Bien que ces signes soient analysés de manière subjective, ils permettent une évaluation assez fiable et rapide de la sévérité de la lésion. Le score est défini sur une échelle allant de 0 à 4 : 0 = aucun déficit apparent ; 1 = flexion de la patte gauche (parétique) ; 2 = retrait de la patte (flexion) lorsque l’animal est suspendu par la queue ; 3 = rotation du côté parétique lorsque l’animal est stimulé par une pression sur la queue ; 4 = rotation spontané vers la gauche (Menzies et al., 1992).

Figure 1.17 : Signes neurologiques consécutifs à l’ischémie cérébrale. Durant les 24 h post-ischémique

cérébrale, les animaux tournent sur eux-mêmes (A), se redressent exclusivement sur la gauche (B) et montrent une extension de la patte antérieure contre le buste avec les doigts courbés (C).

Test de suspension par la queue

Le test de la suspension par la queue mesure la latéralisation du comportement moteur, mettent en évidence une altération du côté droit (Figure 1.16.A). L’animal est suspendu en position verticale alors que l’expérimentateur le maintient par la queue. Instinctivement, ce dernier va se redresser soit vers la gauche soit vers la droite. Le rat est reposé dans sa cage entre chaque essai. La direction des redressements est notée sur les 10 essais réalisés. L’essai est considéré comme valide lorsque l’animal se redresse au-delà de 10° par rapport à l’axe vertical (Borlongan & Sanberg, 1995). Le nombre de redressement vers la gauche est normalisé par rapport au nombre de redressement total. Par exemple, si l’animal s’est redressé 7 fois à gauche et 3 fois à droite, le score est de 7/10 (nombre redressement G/nombre redressement total = 0,7).

Test de l’équilibre statique

Le test d’équilibre statique est effectué pour évaluer la fonction vestibulomotrice globale (Zausinger et al., 2000) (Figure 1.16.B). Nous l’avons modifié par rapport au test existant (Aronowski et al., 1996). En effet, les pattes antérieures de l’animal sont posées sur une poutre étroite (28 mm de large) tandis que les pattes postérieures s’appuient sur une deuxième poutre de même dimension au lieu d’utiliser une poutre continue (afin que les animaux ne puissent pas reposer l’abdomen). Ces deux poutres sont alignées et séparées par un espace de 5 cm. L’animal ne peut donc pas maintenir son équilibre sans d’autres appuis que ses 4 pattes. Le temps d’équilibre statique de l’animal est mesuré avec une durée d’enregistrement maximale fixée à 60 secondes. Deux essais par animal sont effectués. Si l’animal tombe, le temps est arrêté. Le temps réalisé lors de chacune des 2 séries est alors additionné.

Test de l’échelle inclinée

Le test de l’échelle est utilisé pour évaluer la capacité de l’animal à cibler et saisir les barreaux d’une échelle inclinée à 45° en la montant le plus rapidement possible (Figure

1.16.C) (Metz & Whishaw, 2009). Le score de réussite consiste à calculer le nombre de fois

où l’animal attrape un barreau avec sa patte antérieure gauche lorsque ce dernier grimpe l’échelle (Figure 1.18). Si l’animal attrape fermement le barreau avec sa patte gauche, il obtient 2 points. Si l’animal rate le barreau avec sa patte gauche, aucun point ne lui est attribué. Si la patte touche le barreau mais glisse dessus ou ne le saisit pas complètement, le score obtenu est de 1 point. De même, si la patte frotte contre les barreaux au cours du mouvement (c’est-à-dire s’il ne peut pas bien lever sa patte), l’animal n’obtient qu’1 point, même s’il attrape correctement le barreau d’appui. Le score de réussite est normalisé par le nombre de pas total (minimum 20 pas). Ce rapport représente le taux de réussite. Les résultats sont exprimés en pourcentage par rapport aux valeurs pré-opératoires (PRE). Durant le test, l’animal est filmé (Canon®, MV 830i, Courbevoie, France) pendant qu’il grimpe l’échelle. Les vidéos sont ensuite analysées par le logiciel SimiMotion (SimiMotion® software, Simi®, Unterschleissheim, Allemagne).

Figure 1.18 : Les différentes positions de la patte antérieure gauche pouvant être obtenues au cours de la montée de l’échelle. Chaque position est associée à un score allant de 0 à 2.

Test de la force de préhension des pattes antérieures

Afin d’évaluer l’activité motrice, la force de préhension des pattes antérieures de l’animal est mesurée à l’aide d’un appareil de force (Grip Strength Tester bio-GT3, Bioseb®

apparatus, Vitrolles, France) (Figure 1.16D et E). L’expérimentateur tient l’animal par la

base de la queue au-dessus de la barre de traction. Les animaux agrippent instinctivement la barre avec les 2 pattes et l’expérimentateur maintient le corps de l’animal horizontalement. L’expérimentateur tire sur la queue de l’animal dans l’axe du capteur de force (horizontalement) jusqu’à ce que les 2 pattes de l’animal lâchent la barre. Ainsi, la force de préhension maximale est obtenue juste avant que les pattes ne décrochent. Vingt essais sont réalisés et les 4 meilleures valeurs sont conservées puis moyennées. Les résultats de la force sont exprimés en gramme (g).

La force exercée par chaque patte est également évaluée indépendamment. La procédure est la même que pour la mesure de force des 2 pattes antérieures, excepté que l’expérimentateur maintient la patte non-évaluée hors de portée de la barre de traction. Vingt essais par patte sont réalisés et les 4 valeurs les plus élevées de chaque patte (exprimés en g) sont conservées puis moyennées. Enfin, le rapport force patte antérieure gauche / force patte antérieure droite (rapport G/D) est ensuite calculé.

Test de la distribution pondérale : le « Dynamic Weight Bearing (DWB) »

Le test de répartition pondérale mesure la pression exercée par chaque patte indépendamment les unes des autres lorsque l’animal est immobile (Figure 1.19). Il permet de quantifier et caractériser les altérations de la posture induite par une lésion. Le rat est placé dans une cage dont le sol est recouvert d’un tapis instrumenté de capteurs de pression. Le couvercle de l’appareil est également équipé d’une caméra vidéo (Dynamic Weight Bearing,

l’enregistrement. Ainsi les données récupérées via les capteurs sont synchronisées avec l’enregistrement vidéo des déplacements du rat sur le tapis. Deux essais de 5 minutes chacun sont réalisés. Deux paramètres sont analysés:

1) la pression exercée par la patte antérieure gauche est normalisée par rapport à celle de la patte antérieure droite (AG/AD). Il en est de même pour les pattes postérieures gauche et droite (PoG/PoD).

2) le temps que l’animal passe sur 3 et sur 4 pattes lors de l’enregistrement est mesuré. Si la patte affectée en position statique est moins utilisée, le temps passé sur 3 pattes devrait être plus long. Comme le temps passé en position statique peut varier considérablement d’un animal à un autre, le temps passé sous 3 ou sous 4 pattes est normalisé par rapport à la somme du temps passé sur 3 et 4 pattes (en position statique). Étant donné que le logiciel ne prend en compte que les moments où l’animal est en position statique lors des 5 minutes d’enregistrement, le temps passé sur 2 pattes, qui fait référence à la période d’exploration de la cage par l’animal, n’est pas pris en compte ici. Le temps passé sur 4 pattes est exprimé en % de la somme du temps passé sur 3 et 4 pattes.

Figure 1.19 : Dispositif spécifique au test de la distribution pondérale (DWB). La pression exercée par chaque patte est mesurée à l’aide d’un tapis biométrique composé de capteurs de pression.