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Biologie des communications volume 6, Numéro d'article : 572 (2023) Citer cet article

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La souris de laboratoire a fourni d’énormes connaissances sur les fondements de la physiologie du système nerveux central des mammifères. Ces dernières années, il est devenu possible d'imager des neurones uniques, des cellules gliales et vasculaires in vivo en utilisant des préparations fixées à la tête combinées à des fenêtres crâniennes pour étudier les réseaux locaux d'activité dans le cerveau vivant. De telles approches ont également réussi sans que l’anesthésie générale ne fournisse un aperçu des comportements naturels du système nerveux central. Cependant, il n’en va pas encore de même pour l’œil, qui est constamment en mouvement. Nous caractérisons ici une nouvelle préparation à tête fixe qui permet une imagerie rétinienne par optique adaptative haute résolution au niveau unicellulaire chez des souris éveillées. Nous révélons trois nouveaux attributs fonctionnels de l'œil normal qui sont négligés par l'anesthésie : 1) Les mouvements oculaires à haute fréquence et de faible amplitude de la souris, présents uniquement à l'état éveillé. 2) Le flux sanguin unicellulaire dans la rétine de la souris est réduite sous anesthésie et 3) Les rétines de souris s'épaississent en réponse à l'anesthésie à la kétamine/xylazine. Nous montrons ici les principaux avantages de la préparation éveillée qui permet l’étude de la physiologie rétinienne sans anesthésie pour étudier la physiologie rétinienne normale chez la souris.

La souris de laboratoire est un modèle indispensable pour la recherche biomédicale en raison de sa taille, de son accessibilité, de son catalogue génétique séquencé et de sa capacité à modéliser certains aspects des maladies humaines. En particulier, cela a permis d’étudier l’anatomie et la fonction de l’œil des mammifères qui, outre sa taille et l’absence notable de fovéa, ressemble à bien des égards à l’œil humain1. Pour obtenir une imagerie rétinienne à haute résolution chez la souris, une anesthésie est généralement nécessaire pour stabiliser la préparation et supprimer les mouvements oculaires, ce qui rend les évaluations fonctionnelles au niveau cellulaire presque impossibles2. Certaines approches ont démontré que l’imagerie rétinienne de souris est possible avec une contention des mains3,4. Cependant, l’utilité de cette approche est destinée à des fins photographiques à instantané unique et ne fournit pas un axe optique stable essentiel aux mesures fonctionnelles.

L'anesthésie générale fournit une préparation in vivo stabilisée et atténue les mouvements oculaires ; cependant, cela peut également altérer la fonction physiologique normale, limitant ainsi l'interprétation des mesures in vivo, en particulier celles du fonctionnement du système nerveux central (SNC)5,6. À cette fin, les neuroscientifiques comportementaux et physiologiques ont développé des préparations à tête fixe pour stabiliser le cerveau pour l'électrophysiologie et la microscopie in vivo7, évitant ainsi le recours à l'anesthésie. Notamment, des études ont signalé diverses différences neurophysiologiques clés entre l’état éveillé et l’état anesthésié8,9. Une autre conséquence de l’anesthésie pour la recherche sur la vision est qu’elle supprime le mouvement oculaire naturel qui fournit un contraste spatio-temporel au système visuel. La suppression du mouvement naturel des yeux modifie fondamentalement la cinétique spatio-temporelle de la production de cellules ganglionnaires vers le noyau géniculé latéral, le colliculus supérieur et les études sur le cortex visuel chez la souris10. Il a également été rapporté que la locomotion dans une préparation éveillée modifie considérablement la réponse physiologique du cortex visuel11, mais les mécanismes ne sont pas entièrement compris. Par conséquent, laisser le mouvement oculaire intact pourrait faire progresser la compréhension du comportement oculomoteur de la souris et, en particulier, de la manière dont le mouvement oculaire biologique peut avoir un impact sur la physiologie visuelle de base.

En plus des avantages de préserver le mouvement oculaire et d’éliminer les confusions liées à l’anesthésie, l’imagerie de la souris éveillée peut également faciliter l’imagerie rétinienne sous plusieurs aspects supplémentaires. Premièrement, l’imagerie de l’animal éveillé peut empêcher l’opacification optique due à une anesthésie prolongée, ce qui constitue un défi considérable pour l’imagerie oculaire chez la souris anesthésiée12. Deuxièmement, la thermorégulation n’est pas nécessaire lors de l’imagerie de la souris éveillée, ce qui a montré un impact sur la physiologie homéostatique13. Et enfin, la souris éveillée maintient une clarté oculaire normale en clignant des yeux et en rafraîchissant constamment le film lacrymal sans avoir besoin de lentilles de contact ni de lubrification, ce qui pourrait perturber les conditions comportementales ou optiques naturelles14.