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Article de méthode

Paradigme de reconnaissance sociale chez la souris pour distinguer les relations à court et à long terme

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DOI :

10.3791/72558

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25 août 2026

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1Department of Neuroscience, University of Florida

Dans cet article

Résumé

Ici, nous détaillons une procédure complète pour mesure de la reconnaissance sociale entre nouvelle, à court terme, et des relations à long terme en utilisant un Paradigme expérimental comportemental des Quatre Gobelets. Nous détaillons les avantages et les utilisations possibles de ce paradigme, ainsi que informations importantes pour interpréter précisément les résultats. 

Résumé

La mémoire sociale est la capacité de se souvenir et de reconnaître des congénères. Il s'agit d'un aspect fondamental du comportement des mammifères, dont les avantages pour la survie sont démontrés chez les mammifères hautement sociables, comme les souris et les humains. Les rongeurs, en particulier les souris, constituent un modèle animal bien établi, largement utilisé pour étudier la mémoire sociale et les mécanismes sous-jacents. La plupart des méthodes existantes mémoire sociale les paradigmes évaluent principalement la reconnaissance sociale à court terme, dans laquelle la durée de la relation et le niveau de familiarité entre le sujet et un agent se situe entre 5 et 15 minutes. Par conséquent, les paradigmes existants et les études antérieures ne pas capturer les souvenirs sociaux issus de relations à long terme et se concentrer sur la dichotomie entre la nouveauté et la familiarité à court terme, laissant un un grand vide dans notre compréhension mécanistique des mémoires sociales. Pour combler ce vide, nous avons conçu un test simple permettant de capturer les réponses de la souris à différents niveaux de familiarité, plaçant ainsi le rappel de la mémoire sociale complexe dans un contexte observable et quantifiable. Dans le paradigme des quatre gobelets, une souris soumise explore librement un arène contenant quatre godets perforés placés dans chaque coin. Ces godets contiennent trois agent souris de niveaux de familiarité variés (stimuli sociaux) : une souris familière à long terme (camarade de cage ; cohabitation de 1 mois), une souris familière à court terme (exposition préalable de 10 minutes), une souris congénère nouvelle, et une tasse vide comme témoin. Les souris mâles CD-1 montrent une préférence pour l'exploration de la souris nouvelle et de la souris familière à long terme plutôt que d'étudier des souris familières à court terme dans ce paradigme. Cette tâche démontre reconnaissance du niveau de familiarité et réduit au minimum les comportements agressifs tout en conservant en contrôlant pour antécédents d'exposition. Ce nouvel essai offre une plateforme permettant de comparer directement les mécanismes neuronaux de la vie sociale mémoire à long terme, à court terme et mémoire nouvelle individus. Le paradigme des quatre gobelets sert de méthode novatrice mesure pour reconnaissance de familiarité à long terme qui viendra compléter les dosages de reconnaissance à court terme existants. 

Introduction

La mémoire sociale est une caractéristique fondamentale du comportement social des mammifères et est particulièrement bien développée chez les espèces très sociales telles que les souris et les humains. Chez les rongeurs, la reconnaissance des autres est à la base de dynamiques comportementales essentielles à la survie au sein des groupes familiaux et des unités de congénères, notamment la cohésion du groupe, les hiérarchies de dominance, les comportements d'accouplement et les soins parentaux1,2. Outre son rôle évolutivement avantageux pour la survie animale, la perturbation de la mémoire sociale chez l'humain constitue un marqueur répandu dans plusieurs troubles neuropsychiatriques et neurologiques, notamment le trouble du spectre autistique, la schizophrénie et la maladie d'Alzheimer3,4,5,6. Étant donné que la reconnaissance sociale est fondamentale pour le fonctionnement quotidien des espèces sociales et revêt une importance clinique évidente, la mise au point de tests comportementaux capables de rendre fidèlement compte de sa nature multidimensionnelle et de ses bases neuronales est essentielle. Bien que les paradigmes existants mesurent certains aspects de la reconnaissance sociale chez la souris, la plupart des tests sont conçus pour évaluer les préférences pour la nouveauté en comparant des interactions avec des individus nouveaux versus des relations à court terme établies en quelques minutes ou heures, plutôt que de quantifier la reconnaissance de relations sociales à long terme.   

Les approches existantes, telles que le paradigme de la triple chambre ou les paradigmes d'habituations-désinhibition, évaluent la préférence pour la nouveauté après une exposition préalable brève, souvent limitée à 5 à 15 minutes.7,8,9,10,11Ces méthodes ont fourni une compréhension approfondie des mécanismes neuronaux de ces interactions sociales à court terme mémoires chez la souris12,13. Cependant, les souvenirs sociaux naturalistes et la fonction sociale doivent intégrer les mécanismes distincts en jeu dans les relations à long terme, construit par cohabitation, à long terme hiérarchies sociales ou partenaires de reproduction Bien que certaines études utilisent effectivement le paradigme de la triple chambre avec des animaux provenant de la même portée14 ou des souris familières cohébergées avec le sujet pendant jusqu'à 72 h15,16, l'utilisation principale du paradigme repose encore sur la simple dichotomie nouveau versus familier. Cela limite les comparaisons entre plusieurs souris familières différentes. Les paradigmes établis de reconnaissance sociale, biaisés en faveur des étude des relations à long terme, nous identifions un manque évident dans nos connaissances des mécanismes neuronaux sous-jacents à la reconnaissance sociale des relations à long terme.   

Pour pallier cette limitation, nous avons mis au point le paradigme des quatre tasses : un test simple et souple conçu pour différencier reconnaissance de plusieurs niveaux de familiarité sociale au sein d'une même session de test. Dans ce paradigme, une souris test explore les quatre coins d'une arène ouverte, chaque contenant a perforé cuvette maintien a conspecifique ou une tasse témoin vide. Les godets contiennent un congénère familier à long terme (camarade de cage), un familiarisation à court terme conspecifique avec une exposition préalable limitée (10 min), un nouveau souris, et un vide témoin. Le temps d'investigation sert d'indice quantitatif de reconnaissance sociale et de préférence sociale. Cette configuration permet des comparaisons simultanées entre différents niveaux de familiarité tout en minimisant les interactions physiques directes et les éventuelles rencontres agressives. 

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Protocole

Toutes les procédures impliquant des animaux doivent être effectuées conformément aux directives institutionnelles et approuvées par le comité institutionnel de soins aux animaux de l'Université de Floride (IACUC).  

1. Préparation et hébergement des animaux  

  1. Utiliser des adultes du même sexe souris élevées en groupe pour toutes les expériences.  Manipuler les souris pendant au moins 2 jours afin de les habituer à la manipulation et de réduire leur anxiété avant les tests expérimentaux.
  2. Héberger les souris dans des cages de laboratoire standards sous un cycle lumineux inversé avec un accès libre à la nourriture et à l'eau. 
    REMARQUE : Des souris adultes CD-1 et C57BL/6 (âgées de 3 à 4 mois) ont été utilisées pour les expériences représentatives. Les souris étaient logées par groupes de 3 à 4 animaux par cage. Les jeux de données représentatifs comprenaient 10 souris mâles CD-1, 12 souris femelles CD-1 et 31 souris mâles C57BL/6. Le comportement doit être évalué pendant la phase d'activité des animaux (phase sombre). Les souris incluses dans cette étude ont été testées entre 9 h et 18 h et étaient maintenues selon un cycle lumineux inversé (phase sombre de 8 h à 20 h).
  3. Définir un agent familier à long terme comme un congénère de même souche et de même sexe vivant dans la même cage qui a cohabité avec la souris sujet dans la même cage pendant un minimum de 3 à 4 semaines avant le test. 
  4. Sélectionner des congénères familiers et nouveaux à court terme agents de la même souche et du même sexe que la souris soumise à l'expérience. 
  5. S'assurer que les souris nouvelles n'ont eu aucune exposition physique ou olfactive préalable à la souris sujet. 
  6. Sélectionnez un agent nouveau et un agent familier à court terme provenant de cages domestiques différentes afin d'éviter des indices olfactifs similaires entre ces deux agents.
    REMARQUE : Enregistrer l'âge approximatif de tous les animaux utilisés et limiter la réutilisation des mêmes agents nouveaux et à court terme plusieurs fois par jour. Si les agents doivent être réutilisés, prévoir >2 heures d'intervalle en cage d'origine entre les essais afin d'éviter les agents stressés.

2. Installation de l'arène 

  1. Placer un propre, arène carrée en champ ouvert (49,5 cm x 49,5 cm x 49,5 cm ; Table des matériels) dans une salle d'essais comportementaux calme.
  2. Illuminez la zone à l'aide d'une lampe unique, haute ou suspendue, réglée pour environ 8 à 20 lux  
  3. Placer quatre gobelets en plastique perforés de poids identique dans chaque coin de l'arène (Figure 1A).
    1. Utilisez des gobelets visuellement identiques chaque fois que possible. Si des gobelets de couleurs différentes sont utilisés, équilibrez de manière contrôlée les attributions et les positions des gobelets entre les essais.
    2. Appuyez sur deux côtés de chaque cupule rincer contre les parois de l'arène afin de limiter l'accès, réduisant au minimum le comportement de dissimulation et standardisant les angles d'exploration. 
    3. Utilisez des récipients suffisamment lourds pour empêcher la fuite et suffisamment hauts pour empêcher l'escalade.
      REMARQUE : Dans cette étude, la disposition des gobelets et la position de l'agent ont été pseudo-aléatoirisées entre les sujets en faisant tourner les gobelets en plastique colorés dans le sens horaire, tandis que le type d'agent était déplacé dans le sens antihoraire au cours des essais.
  4. Placer la caméra suffisamment élevé pour que le dosage complet la boîte est placée dans le champ de vision afin d'éviter les angles morts lors du codage comportemental. Maintenir un éblouissement minimal et un éclairage uniforme sur toute la surface du plancher de la boîte (Figure 1A).
  5. Nettoyer soigneusement le sol de l'arène et les coupes entre chaque essai en utilisant un désinfectant approprié, suivi d'eau pour éliminer les odeurs résiduelles. 
  6. Laisser sécher complètement l'arène avant de réintroduire animaux 

3. Habituation à l'arène le jour 0

  1. Placer le sujet et ses compagnons de cage dans l'arène contenant quatre gobelets perforés vides et permettre une exploration libre pendant 20 min.
    NOTE : Habituer les sujets individuellement pour les expériences avec lien fixe. Des séances d'habituation supplémentaires peuvent être nécessaires. Il est recommandé de prévoir plusieurs jours d'habituation si les souris n'explorent pas entièrement l'arène après une seule journée.
  2. Retirer toutes les souris de l'arène et les ramener dans leur cage d'origine.
  3. Placer tous les agents sociaux sous les gobelets pendant 10 min afin de les habituer à être immobilisés. Habituer simultanément les agents provenant de la même cage d'origine, un par gobelet (Figure 1B).
  4. Nettoyer l'arène et les gobelets avant d'introduire des souris provenant d'une nouvelle cage d'origine.
    NOTE : Permettre aux souris de se reposer pendant au moins 15 min après leur transport dans la pièce avant de commencer la séance.

4. Ligne de base 

  1. Installer l'arène conformément à la section 2. Maintenir la même configuration de l'arène pendant toutes les journées expérimentales. 
  2. Placer le sujet dans l'arène contenant quatre gobelets vides et permettre une exploration libre pendant 10 min.
    NOTE : Ne pas interrompre l'enregistrement à aucun moment, afin qu'il se poursuive sans discontinuité pendant toutes les phases de l' essai en cours.  

5. Acquisition à court terme 

  1. Utilisez une coupelle perforée lestée pour contenir le sujet tout en plaçant le dispositif désigné "familiarité à court terme" agent Alternativement, exposer le sujet à l'agent à court terme dans une cage propre.
  2. Si vous choisissez de réaliser l'exposition en arène, limitez-vous à un espace familier désigné à court terme agent sous l'un des quatre gobelets perforés dans l'arène, en laissant les trois autres gobelets vide. 
  3. Libération le sujet et permettre une exploration libre pendant 10 min (Figure 1B).
    REMARQUE : Si vous utilisez la méthode d'exposition à un agent à court terme dans une arène, alternez le coin utilisé pour l'agent familier à court terme entre les sujets afin d'éviter un biais spatial. 

6. Intervalle inter-essai (ITI) 

  1. Récupérer le familiarisation à court terme agent et replacez-le dans sa cage d'origine. Laissez le souris sujet rester seule dans l'arène et laisser libre mouvement pendant 10 min. 
  2. Réunir nouveau et familiers à long terme souris témoins pour le test phase.  
    REMARQUE : Remettre l'agent familier à court terme dans le même récipient utilisé lors de l'acquisition à court terme (section 5). Cette pratique est recommandée afin d'éviter toute nouveauté liée à la position spatiale si l'acquisition à court terme est réalisée dans une arène.

7. Phase de reconnaissance sociale 

  1. Placer une autre coupelle perforée lestée sur la souris soumise à l'expérience.
  2. Placer une souris sous chacun des trois gobelets perforés lestés : un congénère familier à long terme (camarade de cage), un congénère familier à court terme et un congénère nouveau. Laisser une quatrième tasse désignée vide comme témoin.  
    REMARQUE : Étiqueter les couvercles des godets pour identifier les emplacements des agents lors de l'évaluation du comportement.
  3. Retirer la coupelle perforée de la souris soumise à l'expérience au centre de l'arène et laisser librement explorer pendant 10 min (Figure 1A).
  4. Retirer toutes les souris à la fin de l'expérience 10 min intervalle et arrêtez l'enregistrement.
  5. Retourner toutes les souris dans leurs cages d'origine. 
  6. Nettoyer soigneusement l'arène et les récipients avant le prochain essai.  
    REMARQUE : Conservez des godets de remplacement en cas de dommage.

8. Évaluation comportementale

  1. Importer toutes les vidéos enregistrées dans un logiciel d'analyse comportementale capable d'annotations manuelles, tel que le Behavioral Observation Research Interactive Software (BORIS).
    REMARQUE : L'évaluation comportementale n'a pas été réalisée en aveugle quant à la position du compagnon de cage, puisque des étiquettes portant l'identifiant de l'agent étaient placées au-dessus de chaque cupule et visibles sur les vidéos, et que le numéro de cage pouvait être déduit. Les évaluateurs ne prêtaient pas activement attention aux étiquettes visibles et étaient en revanche aveugles quant à l'identité de l'agent nouveau et de l'agent à court terme. Tous les évaluateurs ont suivi des définitions opérationnelles prédéfinies du comportement d'investigation ainsi que des critères normalisés d'évaluation.
  2. Définir la matrice comportementale avant l'attribution des scores.
  3. Définir un épisode d'investigation comme le moment où la souris sujet place son nez à l'intérieur de 1 cm d'une tasse tout en présentant posture d'investigation prolongée 
    REMARQUE : Inclure les épisodes d'investigation comportant des mastications et des grignotements dirigés vers la tasse.
  4. Annoter manuellement la durée totale de l'investigation pour chaque cup au cours de la phase de test de reconnaissance sociale de 10 minutes. Noter la ligne de base et l'acquisition selon les besoins.
    REMARQUE : Un suivi automatisé de la posture peut être utilisé avec une région d'intérêt semi-circulaire de 1 cm entourant chaque cupule.
  5. Exporter des données annotées pour ultérieur analyse statistique

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Résultats

Selon le protocole du paradigme des quatre gobelets, des souris mâles CD-1 ont présenté un comportement différentiel d'investigation sociale envers des congénères familiers à long terme (cohabitants), familiers à court terme et nouveaux (Figure 2). Pour chaque agent, un indice de discrimination (DI) a été calculé en fonction des secondes passées à l'investigation de cet agent par rapport au gobelet vide, selon la formule (agent − vide)/(agent + vide), durant la phase de reconnaissance social...

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Discussion

Plusieurs considérations essentielles doivent être prises en compte lors de l'application du paradigme des quatre tasses afin de mesurer efficacement et de manière fiable ces dynamiques sociales dans d'autres contextes de laboratoire. L'habituation le jour 0 réduit l'exploration non sociale de l'arène et des tasses, exploration motivée par la nouveauté, qui pourrait autrement masquer l'investigation sociale pendant le test7,8,9....

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Déclarations de divulgation

Les auteurs n'ont rien à divulguer.

Remerciements

Ce travail a été soutenu par la bourse McKnight en neurosciences et la bourse Klingenstein en neurosciences attribuées à NPC.

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Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
Logiciel de notation comportementaleLogiciel interactif de recherche en observation comportementaleVersion 9.12.7Logiciel pour l'annotation manuelle d'événements
Arena de champ ouvertRafferty Machine and ToolFait sur mesurePlaque en fibre de verre FRP structurale, arène carrée (49,5 cm x 49,5 cm x 49,5 cm) ; parois non transparentes, si l'arène est transparente, recouvrir les parois extérieures de papier pour minimiser les distractions pour l'animal 
Caméra suspendueLogitechLogitech C920x HD Pro PC WebcamCaméra capable d'enregistrement vidéo continu ; montée au-dessus du centre de l'arène
Coupelles perforéesChinco Store ONG-Chinco-0279dimensions des coupelles : 4,01 po L x 4,01 po l x 4,52 po H ; coupelles en plastique ou en métal perforées, pouvant être carrées ou cylindriques
PrismGraph PadVersion 10.6.0Logiciel pour l'analyse des données ; peut être réalisé avec d'autres logiciels

Références

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