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Marie Pierre Moisan, Aline Foury dans PLos One

Empreintes comportementales et transcriptomiques de l’enrichissement de l’environnement chez le Cheval (Equus caballus)

Le 22 décembre 2014

Behavioral and Transcriptomic Fingerprints of an Enriched Environment in Horses (Equus caballus).
Lansade L, Valenchon M, Foury A, Neveux C, Cole SW, Layé S, Cardinaud B, Lévy F, Moisan MP.

PLoS One. 2014 Dec 10;9(12):e114384. doi: 10.1371/journal.pone.0114384. eCollection 2014.
 




 
Behavioral and Transcriptomic Fingerprints of an Enriched Environment in Horses (Equus caballus)


The use of environmental enrichment (EE) has grown in popularity over decades, particularly because EE is known to promote cognitive functions and well-being.
Nonetheless, little is known about how EE may affect personality and gene expression. To address this question in a domestic animal, 10-month-old horses were maintained in a controlled environment or EE for 12 weeks.

The control horses (n=9) lived in individual stalls on wood shaving bedding. They were turned out to individual paddocks three times a week and were fed three times a day with pellets or hay. EE-treated horses (n=10) were housed in large individual stalls on straw bedding 7 hours per day and spent the remainder of the time together at pasture.

They were fed three times a day with flavored pellets, hay, or fruits and were exposed daily to various objects, odors, and music. The EE modified three dimensions of personality: fearfulness, reactivity to humans, and sensory sensitivity. Some of these changes persisted > 3 months after treatment. These changes are suggestive of a more positive perception of the environment and a higher level of curiosity in EE-treated horses, explaining partly why these horses showed better learning performance in a Go/No-Go task.
Reduced expression of stress indicators indicated that the EE also improved well-being. Finally, wholeblood transcriptomic analysis showed that in addition to an effect on the cortisol level, the EE induced the expression of genes involved in cell growth and proliferation, while the control treatment activated genes related to apoptosis.

Changes in both behavior and gene expression may constitute a psychobiological signature of the effects of enrichment and result in improved well-being. This study illustrates how the environment interacts with genetic information in shaping the individual at both the behavioral and molecular levels.

Empreintes comportementales et transcriptomiques de l’enrichissement de l’environnement chez le Cheval (Equus caballus)

La popularité de l’utilisation d’un environnement enrichi (EE) s’est accrue depuis plusieurs décennies, notamment grâce à ses effets positifs sur les fonctions cognitives et le bien-être animal. Cependant, on sait peu de choses sur la façon dont l’EE pourrait affecter la personnalité et l’expression des gènes.
Afin de traiter ce sujet chez l’animal domestique, des chevaux âgés de 10 mois ont été maintenus dans un environnement contrôlé ou un EE pendant 12 semaines. Les chevaux « contrôle » (n=9) ont vécu dans des boxes individuels sur une litière de copeaux de bois. Ils étaient menés dans des paddocks individuels 3 fois par semaine et alimentés 3 fois par jour avec des granulés et du foin.

Les chevaux en EE (n=10) étaient hébergés dans des boxes individuels spacieux sur une litière de paille 7 heures par jour et passaient le reste de la journée ensemble au pré. Ils étaient nourris 3 fois par jour avec des granulés aromatisés, du foin, ou des fruits et étaient exposés quotidiennement à divers objets, odeurs et musiques. L’EE a modifié 3 dimensions de la personnalité : la peur, la réactivité aux humains et la sensibilité sensorielle. Certains de ces changements ont persisté au delà de 3 mois après le traitement.

Ces changements suggèrent une meilleure perception de l’environnement et un niveau de curiosité supérieure chez les chevaux EE, expliquant en partie pourquoi ces chevaux montraient de meilleures performances d’apprentissage lors d’une tâche décisionnelle de type go /no go. La diminution de l’expression des indicateurs de stress indique que l’EE améliore également le bien-être.
Enfin, l’analyse transcriptomique réalisée à partir des cellules sanguines montre qu’en plus d’un effet sur le niveau de cortisol, l’EE favorise l’expression de gènes impliqués dans la croissance et la prolifération cellulaires, alors que l’environnement contrôlé active des gènes liés à la mort cellulaire.

Les changements à la fois des comportements et de l’expression des gènes pourraient constituer une signature psychobiologique des effets de l’enrichissement et aboutir à une amélioration du bien-être. Cette étude illustre comment l’environnement interagit avec l’information génétique en modifiant l’individu à la fois au niveau comportemental et moléculaire.

 

Marie Pierre Moisan, PhD INRA ; Team: Nutrition, nuclear receptors and brain aging (mpmoisan @ bordeaux.inra.fr)
Dernière mise à jour le 23.12.2014

Auteur experte



Aline Foury

Compétences : Dosages biochimiques, Analyses transcriptomiques
Axes de recherche: Nutrition et cerveau
Laboratoire NutrINeurO
UMR INRA 1286
Université de Bordeaux


Publications