GrimACE : évaluation automatisée et multimodale, au niveau de la cage, de la douleur et du bien‑être chez la souris

Pourquoi le confort des souris compte

De nombreuses avancées médicales reposent sur des expériences menées chez la souris, des nouveaux médicaments anticancéreux aux thérapies cérébrales. Pourtant, il est étonnamment difficile de savoir quand une souris souffre après une chirurgie. Si les chercheurs manquent les signes d’alerte, les animaux peuvent souffrir et les résultats scientifiques peuvent être biaisés, car la douleur modifie le comportement et la biologie de façon à perturber les données. Cette étude présente un nouvel outil, nommé GrimACE, qui utilise des caméras et l’intelligence artificielle pour surveiller individuellement des souris dans une petite enceinte et signaler automatiquement les signes de douleur et de rétablissement, dans le but d’améliorer à la fois le bien‑être animal et la qualité de la recherche.

Une nouvelle manière d’observer les souris en douceur

Les contrôles postopératoires traditionnels reposent sur une personne qui regarde la cage et juge la posture, le toilettage et les déplacements. Ces observations rapides sont subjectives et peuvent passer à côté d’un inconfort subtil, d’autant que les proies ont tendance à masquer leur faiblesse quand un humain s’approche. GrimACE remplace cette inspection brève par une boîte d’observation calme et sombre intégrée à un cadre en aluminium. La souris est placée dans une petite arène en acrylique éclairée en infrarouge et filmée par deux caméras, l’une focalisée sur le visage et l’autre sur la vue d’ensemble. L’environnement est perçu comme sûr par l’animal, tandis que le dispositif garantit que chaque souris est enregistrée de manière identique, produisant des vidéos nettes idéales pour l’analyse informatisée.

Lire les visages de souris pour détecter la douleur

Au cours de la dernière décennie, les scientifiques ont montré que le visage des souris change de manière fiable quand l’animal souffre, un peu comme une grimace humaine. Un système appelé échelle de la grimace chez la souris évalue cinq caractéristiques faciales, comme les yeux plissés et les modifications des oreilles et des moustaches. Cependant, le scoring d’images fixes à la main est lent, demande une formation importante et peut varier selon les évaluateurs. GrimACE automatise ce processus. Un réseau neuronal parcourt chaque image vidéo et sélectionne les images nettes et bien cadrées ; un autre localise et recadre le visage ; un troisième, plus élaboré, note chaque caractéristique faciale. Les auteurs ont entraîné ces algorithmes sur des centaines d’images notées par des experts et ont montré que les scores automatiques concordent très bien avec les évaluations humaines, avec un accord global proche de celui observé entre deux personnes hautement entraînées.

Suivre chaque pas et les effets secondaires

GrimACE ne se contente pas de lire les expressions : il suit aussi les mouvements du corps entier. Grâce à des méthodes modernes d’estimation de pose, le système suit des points clés de la souris depuis le dessus, permettant à l’équipe de mesurer la distance parcourue et de segmenter le comportement en motifs tels qu’exploration, repos, bipédie ou toilettage. Dans deux expériences, des souris ont subi des interventions cérébrales courantes impliquant de minuscules implants. Un groupe n’a reçu que l’anti‑inflammatoire méloxicam, tandis qu’un autre a reçu en plus l’opioïde buprénorphine. Lors des inspections de routine en cage, toutes les souris semblaient normales. GrimACE, en revanche, a révélé une augmentation nette des scores de douleur faciale culminant environ quatre heures après la chirurgie et revenant vers la ligne de base en l’espace de deux jours. L’analyse des déplacements a montré que les souris traitées par buprénorphine étaient nettement plus actives peu après l’intervention et perdaient légèrement plus de poids, ce qui concorde avec l’hyperactivité connue et les effets secondaires des opioïdes.

Vérifier que la boîte elle‑même n’est pas le problème

Pour savoir si les visites répétées dans GrimACE pouvaient elles‑mêmes stresser les animaux ou fausser les mesures, les chercheurs ont inclus un groupe témoin de souris qui a connu le même calendrier dans la boîte mais sans aucune chirurgie ni médicament. Chez ces témoins, les scores de douleur faciale sont restés très bas et stables sur plusieurs jours, même si l’activité générale diminuait graduellement à mesure que les souris s’habituaient au dispositif. L’analyse détaillée des motifs a montré que les regroupements comportementaux associés à la douleur ou au traitement médicamenteux dans les groupes opérés n’ont pas changé chez ces souris non manipulées. Cela suggère que le système peut être utilisé de manière répétée pour suivre la récupération sans nécessiter un long apprentissage préalable ni risquer de confondre les mesures.

Ce que cela signifie pour les soins aux animaux et la science

Concrètement, GrimACE est une infirmière automatisée à caméra pour souris : elle observe discrètement les animaux après des opérations cérébrales délicates, détecte de petits changements dans l’expression faciale et les mouvements que les humains peuvent négliger, et le fait de façon standardisée et impartiale. Le travail confirme que l’analgésie couramment utilisée avec le méloxicam est généralement suffisante pour les craniotomies et que l’ajout de buprénorphine n’apporte guère de contrôle supplémentaire de la douleur tout en entraînant agitation et perte de poids. Plus largement, le système offre aux laboratoires une voie pratique pour surveiller de plus près le confort des animaux, affiner les protocoles médicamenteux et détecter plus tôt les problèmes. En rendant la douleur et le bien‑être plus faciles à mesurer, GrimACE contribue à concilier un traitement plus humain et une recherche plus fiable et reproductible.

Citation: Sturman, O., Schmutz, M., Lorimer, T. et al. GrimACE: automated, multimodal cage-side assessment of pain and well-being in mice. Lab Anim 55, 137–146 (2026). https://doi.org/10.1038/s41684-026-01695-9

Mots-clés: évaluation de la douleur chez la souris, bien‑être animal, surveillance comportementale automatisée, analgésie postopératoire, vision par ordinateur en neurosciences