Laurent Boutard & Jean Caston - Université de Rouen

Laurent Boutard & Jean Caston. « Influence de l’environnement sur la récupération des capapcités motrices
de rats adultes », Arobase 5, 1-2 (2001) : 43-48 . © Arobase 2001. Toute reproduction, même
partielle, par quelque procédé que ce soit, est interdite sans autorisation préalable (loi du 11 mars 1957, al. 1
de l’art. 40). ISSN : 1292-8968.
Laurent Boutard & Jean Caston
Laboratoire PSY.CO, UPRES EA 1780, Université de Rouen
Influence de l'environnement sur la récupération des
capacités motrices de rats adultes dont l'olive
bulbaire inférieure a été lésée par injection
de 3 Acétyl-Pyridine
Introduction
Nous nous sommes intéressés au rôle de l’environnement dans la
restauration fonctionnelle des troubles moteurs et d’apprentissage moteur
provoqués par une lésion de la voie olivo-cérebelleuse. Cette lésion se fait
par destruction de l’olive bulbaire inférieure (OBI, noyau d’origine de cette
voie) par la 3-Acétylpyridine (3-AP). Notre travail a consisté à léser cette
voie et à rechercher, chez les animaux devenus ataxiques, l’effet de
l’environnement, ainsi que l’existence d’une période critique dans son action
sur la restauration des troubles moteurs et d’apprentissage moteur induits
par la lésion.
Méthode
Les tâches expérimentales auxquelles tous les rats ont été soumis
sont les suivantes :il s’agit d’un test d’apprentissage moteur et d’une série de
tests d’exécution motrice.
Un test d’apprentissage moteur : le rotarod
L’appareil est constitué d’un mât horizontal qui tourne autour de
son axe longitudinal à la vitesse de 10 tours/min. Les rats sont placés sur le
rotarod 10 fois quotidiennement, et cela pendant plusieurs jours consécutifs
jusqu’à ce qu’ils restent sur ce mât, sans tomber, pendant 180 secondes, ou
jusqu’à ce qu’ils obtiennent des performances en plateau montrant que
celles-ci n’évolueront plus si l’on poursuit l’entraînement. Nous avons relevé
2 paramètres : (1) le temps de maintien sur le rotarod, et (2) la stratégie
utilisée par les animaux pour se maintenir en équilibre sur le mât en
mouvement : la marche ou l’agrippement.

Influence de l’environnement sur la récupération des capapcités motrices / 44
Les tests d’exécution motrice
Le test du mât arrêté : le dispositif expérimental utilisé est le rotarod,
mais ici, le mât est à l’arrêt. Le temps de maintien de l’animal sur le mât
renseigne sur ses capacités d’équilibre.
Le test de la planche à trous : les trous sont équidistants les uns des
autres. Le nombre de trébuchements de l’animal renseigne sur ses capacités
de coordination motrice.
Le test du cintre : il est constitué d’une barre de fer sur laquelle les
animaux sont positionnés par l’intermédiaire de leurs pattes antérieures. Le
temps de suspension de l’animal renseigne sur son tonus musculaire.
Nous avons testé l’hypothèse de l’effet de l’environnement sur la
récupération des troubles moteurs et d’apprentissage moteur chez des rats
adultes âgés de 3 mois et testés comportementalement à 6 mois.
Notre population est constituée de trois groupes d’animaux : 2
groupes expérimentaux et 1 groupe témoin. Le premier groupe (n=6)
renferme des animaux placés en milieu enrichi après l’injection du
neurotoxique pendant une période de 12 semaines, période après laquelle ils
sont soumis aux tests comportementaux. Le second groupe (n=7) est
constitué d’animaux placés en milieu standard pendant 12 semaines après
l’injection de la 3-AP, puis testés comportementalement. Le groupe témoin
(n=8) est constitué d’animaux non lésés élevés en milieu standard.
Les deux groupes expérimentaux diffèrent donc par la nature du
milieu d’élevage post-lésionnel : le premier groupe est placé dans un
environnement enrichi aussi bien sur le plan visuel (formes et couleurs
variées), moteur (grandes cages reliées entre elles par des tubes) que social
(les animaux sont au nombre de 6 ou 7 par cage), alors que le second groupe
bénéficie de conditions standard d’élevage.
Résultats
Les animaux témoins atteignent le critère de réussite dès le
deuxième jour d’entraînement, c’est-à-dire qu’ils ont un temps de maintien
moyen sur le rotarod de 180 secondes lors des 10 essais quotidiens (Fig. 1),
ce qui se traduit par un pourcentage de marche de plus de 99% dès l’atteinte
du critère d’apprentissage (Fig. 2). À l’inverse, les animaux lésés élevés en
milieu standard ont des performances qui n’évoluent pas statistiquement
lors des 20 jours d’entraînement moteur (elles sont comprises entre 3 et 24
secondes), ce qui se traduit, préférentiellement par une stratégie
d’agrippement. Quant aux animaux lésés élevés en milieu enrichi, ils
améliorent significativement leur temps de maintien ainsi que leur
pourcentage de marche sur le rotarod.
En résumé, les animaux lésés élevés en milieu enrichi ont réalisé un
apprentissage à la fois quantitatif (augmentation significative du temps de
maintien sur le rotarod) et qualitatif (modification de la stratégie utilisée
pour se maintenir sur le mât en mouvement).

Temps (en s.)
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
Laurent Boutard & Jean Caston / 45
Cette récupération des animaux lésés élevés en milieu enrichi doit
être replacée dans un cadre cognitif (au niveau de l’apprentissage), et non
pas au niveau moteur puisque lors des tests d'exécution motrice, ces
animaux présentent des déficits moteurs, au même titre que les animaux
lésés élevés en milieu standard.
FIG. 1 : TEMPS DE MAINTIEN SUR LE ROTAROD
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
T/6M ME/6M/1+11S ME/3M/1S MS/3M/1S ME/6M/12S
Jours

% de marche
100
80
60
40
20
0
Influence de l’environnement sur la récupération des capapcités motrices / 46
FIG. 2 : EVOLUTION DU POURCENTAGE DE MARCHE SUR LE ROTAROD
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
T/6M ME/6M/1+11S ME/3M/1S MS/3M/1S ME/6M/12S
Nos données indiquent par conséquent, que les rats lésés élevés en
milieu enrichi compensent par leur activité cognitive les troubles moteurs
qu’ils présentent.
Cependant, les performances des animaux lésés élevés en milieu
enrichi, que ce soit pour le paramètre temps de maintien ou pour celui du
pourcentage de marche sur le rotarod restent significativement inférieures à
celles du groupe témoin.
Ces premiers résultats nous ont conduit à tester une autre hypothèse
à savoir l’hypothèse de l’existence d’une période critique dans l’action de
l’environnement. En effet, une période de 7 jours après l’injection de la 3-AP
est nécessaire au neurotoxique pour provoquer une destruction subtotale
Jours

Laurent Boutard & Jean Caston / 47
des neurones olivaires. Il nous a paru nécessaire d’étudier si
l’enrichissement de l’environnement agit pendant les 7 jours où les neurones
olivaires sont en train de dégénérer, ou/et .après leur dégénérescence.
Pour répondre à cette question, nous avons réparti d’autres rats en
deux groupes expérimentaux. Le premier groupe est constitué d’animaux
placés en milieu enrichi pendant les 7 jours qui suivent l’injection de 3-AP.
Ils sont testés comportementalement immédiatement après cette période. Le
second groupe, quant à lui, est constitué d’animaux placés en milieu enrichi
pendant 11 semaines, et cela après la destruction de l’OBI par la 3-AP, c’està-dire
une semaine après l’injection. Après quoi, ils subissent les tests
comportementaux. Nous avons également constitué un groupe témoin
d’animaux non-lésés identique à celui utilisé dans la première phase
expérimentale, et un groupe contrôle d’animaux lésés à 3 mois, élevés une
semaine en milieu standard, et testés comportementalement à la fin de la
semaine nécessaire à l’action du neurotoxique. Tous ces groupes de rats ont
été soumis aux mêmes tâches d’apprentissage moteur et d’exécution motrice
que celles décrites dans la première étude.
Résultats
Les animaux témoins atteignent le critère de réussite dès le
deuxième jour d’entraînement, c’est-à-dire qu’ils ont un temps de maintien
moyen sur le rotarod de 180 secondes lors des 10 essais quotidiens (Fig. 1),
ce qui se traduit par un pourcentage de marche de plus de 99% dès l’atteinte
du critère d’apprentissage (Fig. 2). À l’inverse, les animaux lésés élevés une
semaine en milieu standard ont des performances qui n’évoluent pas
statistiquement lors des 20 jours d’entraînement moteur (elles sont
comprises entre 6 et 12 secondes), ce qui se traduit, préférentiellement, par
une stratégie d’agrippement. Quant aux animaux lésés élevés en milieu
enrichi, ils améliorent significativement leur temps de maintien ainsi que
leur pourcentage de marche sur le rotarod, et cela quelle que soit la période
d’enrichissement.
En résumé, les animaux lésés élevés en milieu enrichi
(indépendamment de la période d’enrichissement) ont réalisé un
apprentissage à la fois quantitatif (augmentation significative du temps de
maintien sur le rotarod) et qualitatif (modification de la stratégie utilisée
pour se maintenir sur le mât en mouvement), même si l’on constate une
différence quantitative dans la récupération des animaux lésés élevés en
milieu enrichi comparativement aux animaux du groupe témoin.
Cette récupération peut être expliquée soit par la restructuration de
structures nerveuses qui vont suppléer l’OBI, soit par la restructuration des
neurones olivaires non-détruits par la lésion qui vont développer un réseau
de collatérales en direction des cellules de Purkinje et des noyaux profonds
du cervelet. Du fait de l’âge auquel est effectuée la lésion, la seconde
hypothèse peut être privilégiée, à savoir que les fibres grimpantes non-lésées
se restructurent, car à 3 mois, le cerveau du rat est mature, et, il est peu

Influence de l’environnement sur la récupération des capapcités motrices / 48
probable que d’autres structures nerveuses se modifient afin de suppléer,
même partiellement, l’OBI lésée. À ce sujet, une étude histologique effectuée
sur 2 de nos rats élevés en milieu enrichi (étude réalisée par l’équipe de
Strata, en Italie) a montré, en effet, une collatéralisation des quelques fibres
grimpantes épargnées par la lésion.