Rôle du réseau amygdale-préfrontale dans l'émergence de l'anxiété au cours de l'enfance et de l'adolescence: impact de l'adversité précoce dans un modèle de primate non humain – Anxiomonk

We established a cohort of 21 rhesus macaques reared under different early social conditions (mother-, peer-, surrogate-reared) and followed them longitudinally across three developmental stages (2.5, 3.5, and 5 years). Socio-emotional trajectories were assessed using ethological observations and standardized tasks: Human Intruder paradigm for emotion regulation, A-not-B for executive function, and attention bias tasks with dynamic facial gestures.

Neuroimaging included structural MRI, diffusion tensor imaging, and resting-state fMRI to examine brain maturation and connectivity. Analyses focused on prefrontal regions (dlPFC, vlPFC, mPFC, OFC, ACC, PPC), the amygdala, striatum, and white matter tracts (cingulum, SLF, ACR, ALIC). Methodological refinements were required to address challenges of longitudinal imaging in young primates, including motion sensitivity, anesthesia optimization, and customized preprocessing pipelines.

Published results show that ESA monkeys display atypical socio-emotional development: stronger attention bias to threat and reduced bias to affiliative cues (Rayson et al., 2021 Sci Rep), impaired emotion regulation strategies linked to executive inflexibility and heightened anxiety trajectories (Massera et al., 2023 Proc R Soc B).

Preliminary MRI results reveal widespread impacts of early adversity: altered cortical maturation in PFC and parietal regions, atypical amygdala and striatum development, and disrupted white matter trajectories in key fronto-limbic pathways. Importantly, structural differences predicted behavior: larger amygdala/striatum volumes related to poorer ER, while stronger integrity of cingulum/SLF supported better regulation. These results were presented at an international conference in 2023.

Hind Errame, Holly Rayson, Alice Massera, Franck Lamberton, Pier-Francesco Ferrari, Bassem Hiba. (2023) Neural correlates of anxiety in rhesus macaques exposed to early social adversity: A longitudinal DTI study across adolescence. ISMRM. Canada.

Following this, we identified the need for a more in-depth analysis of both anatomical and diffusion MRI data, with stricter quality control procedures. We are currently finalizing these analyses, and the manuscript describing the findings is in preparation.

Anxiomonk has opened new avenues now pursued in the ANR project Sociomonk, which investigates how early adversity impacts neuromodulatory systems, particularly oxytocinergic and noradrenergic pathways. This project integrates endocrine assays with multimodal neuroimaging to identify how neurotransmission shapes socio-emotional regulation.

Additionally, touchscreen-based cognitive testing—now implemented in colony housing—will enable automated, high-throughput assessment of socio-cognitive functions, providing ecologically valid and minimally invasive behavioral readouts. These perspectives strengthen translational relevance and open the way to novel interventions.

Caractérisés par une peur extrême et persistante, l'inquiétude et / ou l'évitement face à des menaces perçues, les troubles anxieux sont l'une des formes les plus répandues de troubles psychiatriques. Ces troubles ont un impact extrêmement négatif sur la qualité de vie et figurent actuellement parmi les dix principaux facteurs d'invalidité dans le monde. De manière critique, les troubles anxieux ont souvent une apparition précoce et suivent un cours chronique, l'enfance et l'adolescence ayant été identifiées comme les périodes les plus à risque pour le développement de ces troubles. En l'absence de traitement, l'anxiété au cours de cette période de la vie peut entraîner de nombreuses difficultés comportementales et socio-émotionnelles, ainsi que des problèmes de toxicomanie et de santé mentale à plus long terme. Il est donc essentiel d’élucider les trajectoires développementales de l’anxiété et son étiologie pendant les premiers stades de développement. Le projet proposé utilisera un modèle de primate non humain pour étudier les mécanismes neurobiologiques et psychologiques par lesquels l’anxiété peut émerger et se maintenir tout au long du développement, et abordera trois questions principales: i) Quel est le lien entre le développement des régions cérébrales et de la connectivité structurelle associés aux troubles anxieux et les niveaux d'anxiété constatés au cours de l'enfance, de l'adolescence et jusqu'à l'âge adulte? ii) comment un biais d'attention envers la menace (TBA) est-il lié aux changements du cerveau et à l'anxiété au cours de cette période? et iii) comment l'expérience sociale précoce atypique perturbe-t-elle les relations entre développement du cerveau, TBA et anxiété? Pour ce faire, des évaluations par imagerie cérébrale (IRM anatomique et IRM par diffusion), par observation et par analyses comportementales seront conduites longitudinalement (à l'âge de 2,5, 3,5 et 4,5 ans) avec un groupe de singes macaques rhésus (n = 22) unique en son genre. Ce groupe représente une occasion unique de déterminer comment l’environnement social précoce affectent l'émergence de l'anxiété de manière précisément contrôlée. En effet, la moitié des individus ont été élevées par leurs mères (n = 11) et la moitié (n = 11) ont été élevés avec des pairs en nurserie. Cette population est la seule du genre en Europe et, au début du projet, les animaux auront un âge équivalent à celui de la fin de l’enfance chez l’homme (2,5 ans). Ce projet de recherche innovant repose sur la combinaison d’expertises techniques complémentaires et ainsi que sur l’intégration de connaissances interdisciplinaires (neurosciences, psychologie et éthologie). Il fournira des informations importantes et uniques sur les mécanismes sous-jacents à l'émergence et au maintien de l'anxiété précoce. Ces travaux pourront à terme, orienter les recherches futures chez l’homme et faciliter la conception de traitements et d'interventions préventives plus efficaces des troubles de l’anxiété, à destination des populations plus jeunes.