Short and long-term cognitive impairment in mice exposed to hypergravity depends on sex
Troubles cognitifs à court et à long terme chez les souris exposées à l'hypergravité en fonction du sexe
Résumé
One of the challenges of space exploration is the exposure to gravitational changes that could affect crew performance, not only through impaired sensory systems but also through cognitive degradation. While the effects of long-term microgravity cannot be studied on earth, increased gravity can be artificially induced in a centrifuge.
To assess cognitive impairments induced hypergravity (HG), male and female C57BL6/J mice were exposed for 24h, 48h or 15 days to HG (2G, twice earth gravity). Cognitive performances were then assessed, on exit from the centrifuge, through a battery of behavioral tests (anxiety level, short-term and long-term memories, and sociability).
Anxiety increased and short-term memory was affected only in females after 24h and 48h exposure, respectively. Long-term memory was affected in both sexes, but after 24h in females, and 48h in males, and in both genders after 15 days. Finally, sociability was also affected in both sexes, but only after 48h exposure.
Overall, these results show that various cognitive abilities are affected by 2G hypergravity and that females are more sensitive than males. They also indicate that the alterations require more or less time exposure to occur and that they are generally transient during exposure, proving that some cognitive functions adapts to HG. Only the deficit of long-term memory persists in both sexes after prolonged exposure suggesting a particular resistance of this cognitive capacity to adaptative processes.
Whether these sex-dependent changes in cognitive performances can result from functional synaptic deficits in neuronal networks is currently under investigation.
L'un des défis de l'exploration spatiale est l'exposition à des variations gravitationnelles susceptibles d'affecter les performances de l'équipage, non seulement en raison de l'altération des systèmes sensoriels, mais aussi de la dégradation des facultés cognitives. S'il est impossible d'étudier les effets de la microgravité à long terme sur Terre, il est possible d'induire artificiellement une gravité augmentée dans une centrifugeuse.
Pour évaluer les troubles cognitifs induits par l'hypergravité (HG), des souris C57BL6/J mâles et femelles ont été exposées pendant 24h, 48h ou 15 jours à l'HG (2G, deux fois la gravité terrestre). Les performances cognitives ont ensuite été évaluées, à la sortie de la centrifugeuse, par une batterie de tests comportementaux (niveau d'anxiété, mémoire à court et long terme, sociabilité).
L'anxiété a augmenté et la mémoire à court terme a été affectée uniquement chez les femelles après 24h et 48h d'exposition, respectivement. La mémoire à long terme a été affectée chez les deux sexes, mais après 24h chez les femelles et 48h chez les mâles, et chez les deux sexes après 15 jours. Enfin, la sociabilité a également été affectée chez les deux sexes, mais seulement après 48 heures d'exposition.
Dans l'ensemble, ces résultats montrent que diverses capacités cognitives sont affectées par l'hypergravité de 2G et que les femelles sont plus sensibles que les males. Ils indiquent également que les altérations nécessitent un temps d'exposition plus ou moins long pour se produire et qu'elles sont généralement transitoires pendant l'exposition, ce qui prouve que certaines fonctions cognitives s'adaptent à l'hypergravité. Seul le déficit de la mémoire à long terme persiste chez les deux sexes après une exposition prolongée, ce qui suggère une résistance particulière de cette capacité cognitive aux processus d'adaptation.
La question de savoir si ces changements sexo-dépendants des performances cognitives peuvent résulter de déficits synaptiques fonctionnels dans les réseaux neuronaux est actuellement à l'étude.
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