Type de document : article scientifique disponible en ligne avant publication dans Animal 101081
Auteurs : A. Kleiber, J. Roy, V. Brunet, E. Baranek, J.M. Le-Calvez, T. Kerneis, A. Batard, S. Calvez, L. Pineau, S. Milla, V. Guesdon, L. Calandreau, V. Colson
Résumé en français (traduction) : La prévisibilité de l’alimentation en tant qu’enrichissement cognitif protège les fonctions cérébrales et l’état physiologique de la truite arc-en-ciel : une approche multidisciplinaire pour évaluer le bien-être des poissons.
L’enrichissement cognitif est un type d’enrichissement environnemental prometteur mais peu étudié qui vise à stimuler les capacités cognitives des animaux en leur offrant davantage d’opportunités d’interagir avec leur environnement (c’est-à-dire de prédire les événements qui peuvent se produire) et de le contrôler. Dans une étude précédente, nous avons mis en évidence que les truites arc-en-ciel d’élevage peuvent prédire les repas quotidiens après deux semaines de conditionnement, la réponse conditionnée la plus élevée étant provoquée par la combinaison de la prévisibilité temporelle et de la prévisibilité signalée. Dans cette étude, nous avons testé la prévisibilité de l’alimentation qui a suscité la réponse conditionnée la plus élevée chez les truites arc-en-ciel (à la fois temporelle et signalée par des bulles, traitement BUBBLE+TIME) comme stratégie d’enrichissement cognitif pour améliorer le bien-être des truites arc-en-ciel. Nous avons analysé les effets à long terme de cette condition de prévisibilité alimentaire par rapport à une condition d’alimentation imprévisible (traitement RANDOM) sur le bien-être des truites arc-en-ciel, y compris les marqueurs de la modulation des fonctions cérébrales, par le biais d’une approche multidisciplinaire. Pour révéler les voies et réseaux de régulation du cerveau impliqués dans les effets à long terme de la prévisibilité alimentaire, nous avons mesuré les marqueurs génétiques de l’activité et de la plasticité cérébrales, les voies des neurotransmetteurs et l’état physiologique des poissons (stress oxydatif, état inflammatoire, type de cellule et état de stress). Après presque trois mois dans les conditions d’alimentation prévisibles, nous avons trouvé des preuves évidentes de l’amélioration du bien-être des poissons traités avec BUBBLE+TIME. La prévisibilité de l’alimentation a permis une activité d’anticipation de la nourriture et a entraîné moins de comportements agressifs, d’accélérations et de sauts avant l’heure du repas. Les poissons BUBBLE+TIME étaient également moins actifs entre les repas, ce qui correspond à la diminution observée de l’expression des transcrits liés au système dopaminergique. Les poissons BUBBLE+TIME ont présenté moins d’érosion de la nageoire dorsale et d’infections par le pathogène Flavobacterium psychrophilum. La diminution de l’expression de la plupart des ARNm étudiés impliqués dans le stress oxydatif et les réponses immunitaires confirme ces tendances, ce qui suggère un rôle important de la prévisibilité de l’alimentation sur l’état de santé des poissons et que les poissons RANDOM peuvent avoir subi un stress chronique. La réactivité émotionnelle des poissons isolés dans un nouveau bassin, mesurée par le comportement de peur et les niveaux de cortisol plasmatique, était similaire entre les deux traitements, de même que le poids et la taille des poissons. En conclusion, les signaux combinés à la prévisibilité temporelle de l’alimentation semblent être une approche prometteuse de l’enrichissement cognitif pour protéger la fonction cérébrale via l’état physiologique des truites arc-en-ciel d’élevage à long terme.
Résumé en anglais (original) : Cognitive enrichment is a promising but understudied type of environmental enrichment that aims to stimulate the cognitive abilities of animals by providing them with more opportunities to interact with (namely, to predict events than can occur) and to control their environment. In a previous study, we highlighted that farmed rainbow trout can predict daily feedings after two weeks of conditioning, the highest conditioned response being elicited by the combination of both temporal and signalled predictability. In the present study, we tested the feeding predictability that elicited the highest conditioned response in rainbow trout (both temporal and signalled by bubbles, BUBBLE+TIME treatment) as a cognitive enrichment strategy to improve their welfare. We thus analysed long-term effects of this feeding predictability condition as compared with an unpredictable feeding condition (RANDOM treatment) on the welfare of rainbow trout, including the markers in the modulation of brain function, through a multidisciplinary approach. To reveal the brain regulatory pathways and networks involved in the long-term effects of feeding predictability, we measured genes markers of cerebral activity and plasticity, neurotransmitters pathways and physiological status of fish (oxidative stress, inflammatory status, cell type and stress status). After almost three months under these predictability conditions of feeding, we found clear evidence of improved welfare in fish from BUBBLE+TIME treatment. Feeding predictability allowed for a food anticipatory activity and resulted in fewer aggressive behaviours, burst of accelerations, and jumps before mealtime. BUBBLE+TIME fish were also less active between meals, which is in line with the observed decreased expression of transcripts related to the dopaminergic system. BUBBLE+TIME fish tented to present fewer eroded dorsal fin and infections to the pathogen Flavobacterium psychrophilum. Decreased expression of most of the studied mRNA involved in oxidative stress and immune responses confirm these tendencies else suggesting a strong role of feeding predictability on fish health status and that RANDOM fish may have undergone chronic stress. Fish emotional reactivity while isolated in a novel-tank as measured by fear behaviour and plasma cortisol levels were similar between the two treatments, as well as fish weight and size. To conclude, signalled combined with temporal predictability of feeding appears to be a promising approach of cognitive enrichment to protect brain function via physiological status of farmed rainbow trout in the long term.
