Le tronc cérébral auditif des oiseaux est bien étudié et de nombreuses structures sont analogues à la voie auditive des mammifères. Le nerf auditif fournit des entrées excitatrices sur les deux noyaux centraux de premier ordre, le noyau cochléaire magnocellularis (NM) et angularis (NA). NM envoie une projection excitatrice bilatéralement à sa cible auditive, le noyau laminaire (NL)7. NL projette le noyau mesencephalicus lateralis, pars dorsalis (MLd)40,41. NL projette également sur le noyau olivaire supérieur (SON), qui fournit une inhibition de rétroaction à NM, NA et NL42. Ce microcircuit auditif inférieur du tronc cérébral est conservé de manière exquise pour la fonction qu’il sous-sert, la localisation du son et l’audition binaurale33. Les régions du tronc cérébral auditif supérieur de l’oiseau ont également des noyaux analogues au lemniscus latéral des mammifères et au colliculus inférieur dans le mésencéphale. Compte tenu de ces similitudes, la composition de l’ABR aviaire jusqu’au mésencéphale auditif est comparable chez tous les vertébrés.
Alors que plusieurs espèces aviaires présentent trois pics positifs dans les 6 ms suivant l’apparition du stimulus, la corrélation des pics ABR avec les structures auditives centrales présente une certaine variabilité. On peut raisonnablement supposer que l’onde I est la première réponse neuronale de la papille basilaire périphérique et du nerf auditif et présente peu de variabilité entre les individus (Figure 1C). L’identification ultérieure des vagues est moins certaine et peut différer d’une espèce à l’autre. Kuokkanen et coll.17 ont récemment déterminé que la vague III de l’ABR de la chouette effraie est générée par NL; il est donc raisonnable de soutenir que l’onde II provient de NM et NA du noyau cochléaire20. Cependant, la vague III de la chouette a été définie comme le pic positif généré 3 ms après le début du stimulus. Cela correspond à la vague II telle que définie dans l’ABR du poulet nouveau-né. Dans l’ABR de la chouette effraie, les vagues I et II ont été combinées.
Alors que le poulet nouveau-né présentait habituellement trois pics dans les 6 ms, un quatrième pic a été observé à l’occasion (p. ex., voir la figure 1A). Des données sur la population, une plus grande taille d’échantillon et des paradigmes expérimentaux supplémentaires seraient nécessaires pour soutenir une quatrième vague et, dans certains cas, un ABR de poulet à cinq vagues. La constatation la plus cohérente a été les trois représentations de pic présentées ici.
Étant donné que l’ABR est défini comme une mesure de la synchronie neuronale, les principaux noyaux de la voie auditive pourraient représenter chaque pic positif de l’ABR. Le signal passant du nerf auditif à NM/NA puis à NL peut définir les ondes I, II et III dans l’ABR de poulet nouveau-né, respectivement. De plus, le quatrième pic tardif de l’ABR du poulet pourrait représenter un tronc cérébral supérieur ou une structure auditive du mésencéphale. La caractérisation des ABR aviaires devrait également tenir compte de la différence entre les oiseaux précoces et les oiseaux altriciaux. La maturation des réponses auditives varie d’une espèce à l’autre et est également affectée par d’autres traits critiques tels que le comportement des prédateurs et / ou l’apprentissage vocal4. Quoi qu’il en soit, les méthodes et techniques décrites sont facilement appliquées à une variété d’espèces aviaires et vertébrées.
L’importance du maintien de la température corporelle des animaux est illustrée à la figure 2. À mesure que la température interne du corps diminuait, la latence des réponses ABR augmentait pour le même niveau d’intensité du stimulus. Ceci est plus prononcé lorsque la température corporelle tombe en dessous de 32 °C36,37. L’augmentation de la latence d’environ 1 ms dans l’ABR est inférieure à celle précédemment rapportée dans le poulet23. Cependant, Katayama23 a utilisé un nouveau-né de 12 jours qui a été refroidi puis réchauffé sur une période de 4 heures. Les données de la figure 2 ont été enregistrées pendant le processus de refroidissement sur une période de 20 minutes. Pour obtenir la meilleure qualité et les enregistrements les plus cohérents, la température corporelle de l’animal doit être maintenue et tous les enregistrements doivent être effectués à la même température physiologique chez les animaux.
L’effet de l’âge sur l’ABR est léger mais important à considérer. Bien que seule la latence des ondes I et II de l’ABR soit significativement différente, c’est en partie parce que seuls trois jeunes nouveau-nés ont été utilisés dans la figure 3; les trois autres ne présentaient pas trois pics ABR identifiables. Les changements d’amplitude et de seuil de l’ABR peuvent également être évidents si vous utilisez de grandes tailles d’échantillon ou si vous comparez des APR spécifiques à la fréquence. Cet effet lié à l’âge pourrait être causé par du liquide dans l’oreille moyenne du poulet. De tels changements de conduction entraînent une augmentation marquée des seuils ABR pour les modèles humains et d’autres mammifères38,39.
À l’aide de deux montages d’enregistrement différents, des réponses similaires ont été observées (figure 4A). Alors que le montage le plus courant place l’électrode de référence derrière l’oreille réceptrice du stimulus, avoir l’électrode de référence dans le tissu du cou peut être utile s’il y a une intervention chirurgicale accompagnant l’ABR. Toutefois, si des enregistrements ABR à deux canaux sont utilisés, les électrodes de référence doivent être placées séparément et symétriquement, ce qui est difficile si vous placez l’électrode de référence dans le cou. La position mastoïdienne de l’électrode de référence est recommandée pour normaliser autant d’aspects de l’enregistrement que possible. L’enregistrement ABR à deux canaux est un outil efficace nécessitant peu de préparation supplémentaire et entraîne des réponses similaires entre les oreilles. Des différences d’amplitude mineures étaient probablement dues au positionnement de l’écouteur. L’enregistrement à deux canaux permet une comparaison facile entre une oreille ou un hémisphère cérébral manipulé expérimentalement et un contrôle. Cette configuration serait également nécessaire pour tester les ABR binauraux. Les expériences futures utilisant l’ABR de poulet peuvent se référer à la littérature antérieure sur les configurations d’enregistrement et les montages34.
Cette méthodologie comporte plusieurs limites. Comme mentionné à l’étape 5.1, un mauvais placement du spéculum peut entraîner un changement de 40 dBSPL en réponse. Cela pourrait entraîner une interprétation incorrecte d’un animal manipulé ou modifié. Les précautions suivantes sont recommandées : acquérir un large échantillon de données de contrôle avant d’acquérir les APR de modèles manipulés ou mutants. Ne diminuez pas l’intensité du stimulus de plus de 20 dBSPL entre les enregistrements. Si l’amplitude ou la latence se déplace plus que prévu, vérifiez la position de l’animal et du spéculum. Répétez ce stimulus ABR pour observer les changements. Si le spéculum a bougé, réacquisez les tests précédents. Une autre limitation est l’étalonnage des APR. Sans étalonnage approprié pour enregistrer le niveau de pression acoustique, l’intensité présentée à l’animal est inconnue. Lorsque vous mesurez la sortie sonore, utilisez le même spéculum que dans l’enregistrement expérimental et un petit microphone à l’intérieur d’une cavité qui se rapproche de la longueur du conduit auditif de l’animal (~ 5 mm). Mesurez les mêmes fréquences de tonalité utilisées dans les expériences, car les étalonnages sont spécifiques à la fréquence. Le manuel pour les systèmes matériels et logiciels peut être accompagné d’instructions pour l’étalonnage. Il existe également des filtres supplémentaires tels que les filtres de phase linéaire et de phase minimale, qui peuvent améliorer les ARN de clic et de tonalité43. Ces filtres n’ont pas été utilisés dans la présente étude. Des considérations supplémentaires, telles que le temps de montée et de descente d’une enveloppe spectrale de sursaut de tonalité changeant en fonction de la fréquence ou modifiant le temps de montée et de descente des stimuli de clic n’ont pas non plus été examinées. Il s’agit de bonnes enquêtes futures une fois que des APR fiables et cohérents pourront être acquis.
La comparaison du poulet nouveau-né avec d’autres modèles aviaires est prometteuse. Les perruches et les hiboux de l’Est affichent également trois pics positifs de microvolts dans les 6 premiers ms de l’ABR13,22. Chez différentes espèces de pics, trois pics sont également observés, mais leur latence est plus tardive. De plus, la plage de la meilleure sensibilité à la fréquence chez les pics se situe entre 1500 et 4000 Hz, ce qui est un peu plus élevé que le meilleur seuil du poulet à 1000 Hz. Chez le poulet adulte, la meilleure sensibilité est à 2000 Hz35, de sorte qu’il peut y avoir une meilleure audition des hautes fréquences à mesure que les nouveau-nés de poulet se développent en adultes. Ce développement différera d’une espèce d’oiseau à l’autre, en tenant compte du développement altricial ou précoce de l’animal4.
Les méthodes expérimentales décrites ici peuvent aider à déterminer quels facteurs entraînent des préjudices ou des changements dans les réponses auditives et les seuils, ainsi que des études à différents stades du développement embryonnaire. La manipulation génétique, le vieillissement et l’exposition au bruit sont tous des manipulations connues chez les animaux et autres modèles aviaires 24,25,44,45. Ces méthodes devraient être étendues au modèle du poulet maintenant que des techniques comme l’électroporation in-ovo permettent l’expression de protéines qui sont contrôlées focalement et temporellement d’un côté du tronc cérébral auditif12,46. Cela permet la comparaison directe des APR de l’oreille génétiquement manipulée à l’oreille de contrôle controlal controlaire en utilisant un paradigme d’enregistrement à deux canaux.
Dans l’ensemble, l’ABR des poulets nouveau-nés est une méthode de recherche utile, presque identique aux mesures de la fonction auditive chez les humains et d’autres modèles de mammifères. Il s’agit également d’une méthodologie in vivo non invasive. En dehors de l’injection anesthésique et du placement d’électrodes sous-cutanées de quelques millimètres, aucune autre manipulation physique n’est nécessaire. Un nouveau-né pourrait théoriquement être testé plusieurs fois au cours d’une période de développement de plusieurs jours ou semaines s’il est conservé dans un environnement approprié. Ce protocole définit non seulement les étapes et les paramètres d’enregistrement nécessaires pour l’ABR du poulet nouveau-né, mais il propose également les caractéristiques d’un ABR aviaire qui peuvent éclairer d’autres tests sur la fonction auditive du tronc cérébral.