Revue des sciences septembre 2013

 
Pour la Science

La Recherche

Physique, espace, nanos

Climat, écologie, énergie

Biologie, préhistoire, cerveau

Santé

Techno

 

C'est la première revue des sciences en mode privé, principalement pour me donner un peu moins de travail (j'espère) et de pression tout en gardant le bénéfice de ma veille scientifique tant que je peux la continuer mais ce qui signifie que la finition laisse à désirer [pas tant que ça, à part un ou deux endroits, j'ai donc tout laissé accessible]. Cela tombe à la fin d'un mois d'août assez creux avec pas grand chose de vraiment intéressant à part sur les ARN, qui sont les incontestables vedettes du mois avec les protéines alternatives. Sinon, les nouvelles ne sont toujours pas réjouissantes, confirmation de l'échec de la lutte contre le réchauffement. On veut se rassurer sur une sensibilité du climat inférieure voire avec une phase de refroidissement qui pourrait durer 25 ans alors qu'on ne prend pas en compte le dégagement de méthane du permafrost et que pendant ce temps là on ne fera rien pour réduire les gaz à effet de serre qui battent des records ! Il faut par contre certainement passer de prévisions linéaires à des courbes tenant compte des phénomènes cycliques expliquant les différences avec les prévisions. On peut se rassurer aussi en se persuadant que la créativité serait augmentée par les situations menaçantes (là où croit le danger, croit aussi ce qui sauve) mais cela peut aussi bloquer la pensée car on constate notamment qu'être confronté à des difficultés financières consomme des ressources cognitives, ce qui diminue la capacité des pauvres à résoudre certaines tâches par la suite.


 

Du côté du numérique, Intel va doter ses portables de son propre kinect (avec une caméra infrarouge) pour y intégrer la commande par gestes mais aussi l'analyse des émotions de l'utilisateur. La surprise a été l'échec d'Ubuntu à lever assez de fonds pour produire son propre smartphone l'Ubuntu Edge (récoltant quand même 12 millions sur les 32 nécessaires). On ne s'attendait pas non plus à ce que Amazon se lance dans le wifi satellitaire qui rendrait le wifi accessible de partout. L'annonce que Nissan va produire des voitures autonomes en 2020 semble accélérer une transition qu'on croyait bien plus lointaine et, d'ailleurs, certains doutent qu'elles puissent être complètement autonomes. Le passage des imprimantes 3D à des Fab Labs de bureau témoigne également d'évolutions accélérées. Ce qui n'est pas une surprise, c'est qu'il y ait déjà des tentatives d'empêcher la copie par les imprimantes 3D en envoyant des fichiers d'impression non réutilisables (mais on pourra toujours scanner pour refaire un objet). Le Parlement de Nouvelle-Zélande a adopté sa loi sur les brevets, qui exclue toute brevetabilité des logiciels, mais cela se complique quand le logiciel reproduit un objet. On peut signaler aussi une expérience de communication de cerveau à cerveau qui ne paraît pas si extraordinaire. Ceux qui croient à la "singularité" sont persuadés que si des extra-terrestres sont plus évolués que nous, ils ne sont plus biologiques mais des machines numériques à l'intelligence artificielle décuplée...

 

 



Pour la Science no 431, Neutrinos


Pour la ScienceLe dossier est consacré aux cours en ligne qui prennent de l'importance et sont destinés à remplacer des formations supérieures trop chères ou suppléer à une offre inexistante dans les pays les plus pauvres. On apprend pour l'occasion un nouveau sigle CLOM pour "Cours en ligne ouvert et massif" censé traduire MOOC ou "Massive Online Open Course".

- L'esprit vagabond et le langage, p58

L'homme ne vit pas seulement dans le présent : il peut se projeter dans le passé ou le futur, mais aussi dans l'esprit d'autrui. Cette capacité a peut-être favorisé l'avènement du langage.

On peut contester qu'il y aurait eu projection dans un futur éloigné avant le langage narratif et que le langage ne soit qu'un moyen d'expression de capacités déjà là alors qu'il en crée de nouvelles, en donnant une objectivité à l'esprit, et transforme les anciennes. On peut dire que l'article rate l'essentiel de ce qu'il met à jour et qui est la structure narrative de l'imaginaire. Ce que Freud appelait les contraintes de la mise en scène relèvent certes de l'image mais surtout du récit. Il n'empêche que l'importance du réseau cérébral par défaut ne saurait être sous-estimée (étant d'ailleurs rendu responsable par certain de l'Alzheimer). On peut admettre qu'il serve à consolider la mémoire et combiner ses éléments pour imaginer des situations futures mais il est utilise pour décrire cet état des expressions aussi explicite que "raconter des histoires". Il est possible que les éléphants se remémorant des temps anciens arrivent à se projeter sur de longues périodes mais c'est douteux, les grands singes aussi proches de nous soient-ils, ne se projettent presque jamais au-delà de leur environnement immédiat.

L'esprit vagabonderait presque la moitié du temps. Dans une telle situation, on pense à autre chose que ce qui est immédiatement perceptible alentour. On peut ainsi s'imaginer en capitaine d'un navire en perdition, se remémorer certains souvenirs, planifier la soirée à venir… Ce vagabondage est fréquent en période d'inactivité, par exemple lors d'un voyage en avion ou d'une insomnie. Les neurosciences cognitives ont révélé qu'il n'était pas inutile et ont clarifié une partie des mécanismes en jeu, en particulier grâce à l'imagerie cérébrale.

Les neurobiologistes ont nommé « réseau par défaut » les zones du cerveau actives durant l'état de soi-disant repos. Ce réseau comprend différentes régions des aires préfrontales, temporales et pariétales, d'habitude qualifiées d'« aires associatives ». La conception du cerveau sous-tendant cette dénomination est assez passive, ramenée à un simple système entrée-sortie : des données pénétreraient dans le cerveau par les aires sensorielles, subiraient une sorte de traitement associatif (à l'origine de la pensée), puis le quitteraient par les aires motrices. La notion de réseau par défaut, actif même en l'absence d'entrées et de sorties, suggère un modèle plus dynamique.

En 1979, D. Ingvar déclare : « En se fondant sur des expériences antérieures stockées en mémoire, le cerveau – l'esprit de tout individu – est automatiquement occupé à extrapoler les événements futurs et, semble-t-il, à établir divers schémas de comportement hypothétiques afin de se préparer à ce qui pourrait arriver. » Ainsi, même au repos, on ne penserait jamais vraiment à rien.

Ainsi, la remémoration et l'anticipation d'un événement activent des zones du réseau par défaut, notamment dans le lobe préfrontal et le lobe pariétal. Ces tâches activent aussi l'hippocampe, une aire cruciale pour la mémoire et située en profondeur dans le lobe temporal.

Ulrich Neisser (1928-2012), psychocogniticien à l'Université Cornell, écrivait : « Se souvenir, ce n'est pas comme écouter un enregistrement ou regarder un tableau ; c'est plutôt comme raconter une histoire. »

Même s'ils sont bâtis avec des éléments réels, les événements futurs sont imaginés, ce qui suggère que le réseau cérébral sous-tendant le voyage mental dans le temps concerne autant l'imaginaire que le réel. Nous sommes des conteurs invétérés.

Une autre forme de voyage mental nous transporte dans l'esprit des autres. La capacité à se représenter ce qu'autrui pense ou ressent est nommée « théorie de l'esprit ». Elle permet d'adapter notre comportement en conséquence. La théorie de l'esprit joue aussi un rôle important dans l'imaginaire et, lorsque nous rêvassons, nous vivons souvent une histoire fictive en adoptant le point de vue d'un des personnages.

La capacité à se projeter dans le temps et dans l'esprit d'autrui est liée au langage. En effet, les capacités verbales sont souvent mobilisées par le vagabondage de l'esprit et les projections dans le temps – bien qu'on puisse aussi se souvenir d'événements passés ou imaginer le futur de façon purement visuelle ou auditive, sans impliquer de langage. Le réseau par défaut abrite d'ailleurs les deux aires principales du langage : l'aire de Broca (responsable de la production de mots), dans le cortex préfrontal, et l'aire de Wernicke (impliquée dans le décodage des mots), dans une région recouvrant le lobe pariétal et le lobe temporal.

« Quelle est la seule chose évidente que nous, les humains, faisons, et qu'ils ne font pas ? Les chimpanzés peuvent apprendre le langage des signes, mais dans la nature, pour ce que nous en savons, ils sont incapables de communiquer à propos de choses qui ne sont pas présentes. Ils ne peuvent pas enseigner ce qui s'est passé il y a 100 ans, sauf en manifestant de la peur à certains endroits. Ils ne peuvent certainement pas faire de projets pour les cinq années à venir. » (Jane Goodall)

Par ailleurs, une étude tente d'expliquer l'émergence d'un langage combinatoire qu'on ne retrouve dans aucune autre communication biologique.

Dans un système de communication combinatoire, certains signaux se composent de la combinaison d'autres signaux. De tels systèmes sont plus efficaces que les systèmes non-combinatoires équivalents, mais en dépit de cela, ils sont rares dans la nature. Pourquoi? Nous présentons ici un modèle dynamique non linéaire de l'émergence de la communication combinatoire qui, contrairement aux modèles précédents, examine comment initialement un comportement de non-communication évolue jusqu'à prendre une fonction communicative. Nous tirons trois principes de base de l'émergence de la communication combinatoire. Nous montrons donc que l'interdépendance entre signaux et réponses donne lieu à des contraintes importantes sur la trajectoire historique par laquelle des signaux combinatoires pourraient émerger, étant entendu que toute autre forme la plus simple des combinaisons soit extrêmement peu probable. Nous soutenons également que ces contraintes peuvent être surmontées si les individus ont la capacité socio-cognitive de s'engager dans une communication ostensible (explicite). Seuls les Humains, et probablement aucune autre espèce, possèdent cette capacité. Cela pourrait expliquer pourquoi le langage, qui est massivement combinatoire, soit une telle exception à la tendance générale de la nature d'une communication non-combinatoire.

- Les ARN multifonctionnels, p50

Les ARN sont les incontestables vedettes du mois puisqu'on découvre dans les brèves qu'un même ARN produirait plusieurs protéines alternatives et que l'ARN aurait précédé le code génétique. Ici, on découvre qu'un même ARN peut être multifonctionnel servant soit de régulateur, soit pour coder une protéine.

Des centaines d'ARN non codants ont été identifiés dans les génomes de procaryotes (cellules sans noyau) et des milliers chez les eucaryotes (avec noyau). Leurs fonctions sont peu à peu élucidées. La majorité d'entre eux semblent réguler l'expression de gènes cibles en intervenant à diverses étapes du processus conduisant des gènes à la synthèse des protéines. Leur taille varie de quelques nucléotides (les constituants de l'ADN et de l'ARN) à plusieurs dizaines de milliers.

Ainsi, nombre d'ARN messagers agissent en tant qu'ARN régulateurs et, à l'inverse, on découvre de plus en plus d'ARN régulateurs portant des séquences codantes. Une séparation stricte entre ces deux classes de macromolécules apparaît d'autant moins réaliste que, chez les eucaryotes, certains ARN non codants, dits longs, ont une taille comparable à celle des ARN messagers, supérieure à 200 nucléotides. Or chez différents mammifères, des souris jusqu'à l'homme, beaucoup de ces ARN non codants longs contiennent des séquences codantes qui sont exprimées dans des contextes spécifiques (au cours du développement ou dans un type cellulaire particulier) ou alors très faiblement.

Les ARN mixtes ont au minimum deux fonctions, l'une liée à la chaîne protéique exprimée par l'ARN, l'autre produite par une interaction spécifique de l'ARN avec un partenaire, entraînant la régulation de gènes cibles. Les mécanismes mis en œuvre sont variés : interaction avec un ARN messager, qui bloque sa traduction ou, au contraire, l'active, guidage d'une enzyme vers un ARN messager, qui sera alors coupé, imitation d'une séquence ADN qui leurre la machinerie de traduction, séquestration de protéines impliquées dans l'expression des gènes, catalyse enzymatique.

L'ARN de certains virus, par exemple, contient bien plus que de l'information génétique traduite en protéines fonctionnelles. À leur extrémité non traduite, ces ARN viraux portent des éléments essentiels à leur réplication. Parfois, leurs extrémités ressemblent à des ARN de transfert. De tels ARN ont ainsi au moins trois fonctions distinctes : ils encodent de l'information génétique, contiennent des éléments essentiels à la copie de leur génome et sont des pseudo-ARN de transfert.

Selon la première hypothèse, cette plurifonctionnalité serait une relique évolutive d'un monde révolu exclusivement fondé sur les ARN. La vie aurait émergé à partir d'un monde où un même ARN, de par sa plasticité structurale, aurait eu la capacité d'effectuer plusieurs fonctions biologiques : catalyses enzymatiques, transport et transmission de l'information génétique primordiale. Au fil du temps, d'autres molécules plus performantes auraient peu à peu supplanté ces ARN multifonctionnels. La stabilité élevée de l'ADN et ses facilités de réplication auraient ainsi été favorisées ultérieurement, de même que l'efficacité catalytique des protéines, au détriment des ARN.

De petites séquences codantes se seraient formées à l'intérieur de certains ARN et auraient été transformées en peptides par les protoribosomes et des ARN de transfert primordiaux. Si un peptide ainsi produit apportait une nouvelle fonction à l'ARN, une pression sélective apparaissait, opposant parfois cette nouvelle propriété codante aux fonctions non codantes liées à la séquence et à l'architecture de l'ARN. Il est envisageable que, dans certains cas, la fonction codante ait peu à peu supplanté et éliminé la fonction régulatrice initiale, ou que les deux fonctions aient coexisté dans une relation bénéfique pour les deux, que nous retrouvons aujourd'hui chez les ARN mixtes.

À l'inverse, selon la seconde hypothèse, la multifonctionnalité des ARN serait une conséquence liée au rôle central acquis par les ARN au fil du temps, dans les régulations de plus en plus sophistiquées de l'expression génique associées à la complexification des organismes vivants. De fait, certains ARN régulateurs proviendraient de l'évolution d'ARN messagers en éléments non codants. Les pseudogènes, des gènes ayant perdu la capacité d'encoder des protéines à cause de mutations, de délétions ou d'insertions, en fournissent l'illustration. Les pseudogènes sont transcrits en ARN, mais cet ARN n'exprime plus de protéines. En revanche, certains transcrits de pseudogènes régulent l'expression de gènes traduits en protéines.

Les génomes procaryotes sont dominés par les séquences codantes, bien que des dizaines d'ARN régulateurs soient présents et exprimés. À l'inverse, dans les cas des génomes eucaryotes, la majorité des ARN produits sont non codants, si bien que les séquences codantes ne constituent qu'une faible proportion de ces génomes. Cela suggère que l'évolution des organismes vers une complexité croissante a favorisé l'émergence de nombreux ARN non codants aux fonctions variées et dont l'expression est définie avec précision dans les différents types de cellules et de tissus. Ces ARN non codants auraient permis la formation de réseaux de régulation toujours plus complexes qui auraient modulé l'expression de nombreux gènes et constitué des acteurs indispensables de l'évolution de la vie vers une complexité croissante. En particulier, grâce à eux, les mécanismes de régulation impliqués dans le développement seraient devenus de plus en plus élaborés, notamment par le biais du contrôle de l'expression spatio-temporelle de nombreux gènes. De même, ils auraient joué un rôle décisif dans l'élaboration de nouvelles fonctions cognitives.

En fait, une troisième hypothèse se dégage. Toutes ces observations suggèrent que la multifonctionnalité des ARN résulterait d'une combinaison des deux premières hypothèses.

Ainsi, l'ARN semble une macromolécule incontournable dans l'émergence, l'évolution et la complexification des organismes vivants.

 


La Recherche no 479, Energie noire


On ne sait pourquoi la revue privilégie l'hypothèse d'une dimension supplémentaire pour expliquer l'énergie noire qui fait l'objet de bien d'autres spéculations (y compris celle, qu'ils citent page 42 et dont on parle plus bas d'un gain de masse des particules absorbant des photons). Ce qui est intéressant, c'est que cette dimension ne serait pas inaccessible, réduite à la longueur de Planck mais mesurerait 35 micromètres, ce qui semble accessible à l'expérience (la réfutation).

- Une régulation des gènes accompagne la maturation du cerveau, p24

A leur grande surprise, les biologistes ont constaté que cette méthylation non-CG, rare dans l'organisme, était fréquente dans les neurones des individus adultes. Mieux encore : elle était presque absente du cortex préfrontal du foetus, mais sa fréquence augmente rapidement dans la petite enfance - pendant les 2 premières années chez l'homme - puis continue à croître plus lentement jusqu'au début de l'âge adulte.

 - Des corbeaux dressés à ramasser les détritus, p66

On récompense les oiseaux quand ils ramènent des déchets dans la machine appelée "Ecorvidés".

- 15% de suicides en plus aux USA, p82

Une corrélation avec la crise économique est mise en évidence (aussi bien en Europe où les suicides baissaient jusqu'à 2007 où ils remontent fortement depuis), donnant une robustesse statistique bien plus grande aux corrélations mises en évidence par Durkheim.

 



Brèves et liens


Physique


cosmologie, physique quantique, nanotechnologies

 

- L'univers ne serait pas en expansion, il prendrait de la masse

C'est simplement que l'interprétation du "décalage vers le rouge" ne serait pas forcément un éloignement mais seulement la conséquence de l'absorption des photons par les électrons notamment, augmentant leur masse, ce qui changerait une bonne part de la cosmologie actuelle (y compris le Higgs ?).

- Le boson de Higgs expliquerait l'énergie du vide (ou constante cosmologique)

A l'échelle de à ce qu'il est convenu d'appeler la grande unification (16 ordres de grandeur plus petite que la taille d'un proton) où les trois forces non-gravitationnelles connues pourraient converger en une seule théorie, cela pourrait se traduire par l'existence d'un autre champ fondamental dans la nature, en plus du champ de Higgs. Un petit couplage avec la particule de Higgs et d'éventuelles nouvelles particules susceptibles d'être associées à ce nouveau champ devrait contribuer à une densité d'énergie du vide à une échelle correspondant à la densité d'énergie observée.

- De l'eau sous la surface de la Lune ?

Eau sur la Lune

- L'imprimante 3D, une clé pour la colonisation du Système solaire

Sur la gauche on voit une image de l'injecteur fabriqué par impression 3D juste après sa sortie de la machine. Sur la droite, le même injecteur après avoir été travaillé et poli.

La Nasa envisage de fabriquer des moteurs de vaisseaux spatiaux par impression 3D. Des injecteurs réalisés de cette manière ont été testés avec succès. L’idée : faire chuter les coûts et les temps de fabrication. Cela faciliterait l’exploration du Système solaire en permettant de construire des vaisseaux dans l'espace ou sur la Lune.

La Nasa prévoit aussi d'utiliser des imprimantes 3D dans l’espace pour réparer l’ISS sur place, notamment. Les premiers tests de fonctionnement s'avèrent concluants.

- La propulsion électromagnétique pour des vols de satellites en groupe

"Resonant Inductive Near-field Generation System" (RINGS) serait surtout intéressant pour des télescopes en essaim.

On utilise une combinaison d’aimants (électromagnétisme) et de volants de réaction afin de modifier le mouvement et la position des satellites, sans qu’une seule tuyère propulsive ne soit utilisée ! Un satellite peut modifier sa polarité et ainsi attirer ou repousser un autre sans modifier le centre de gravité de la formation complète.


- La fusion par laser produit enfin plus d'énergie qu'elle n'en consomme

Le rendement est 3 fois plus élevé que les expériences précédentes. Il a été obtenu en augmentant la puissance du laser au tout début.

Les préamplificateurs de la National Ignition Facility sont la première étape pour augmenter l'énergie des faisceaux laser comme ils font leur chemin vers la chambre de cible. Image: Lawrence Livermore National Laboratory
 

- L'optomécanique pour tester la physique quantique macroscopique

optomechanism

Nous passons en revue les travaux récents sur l'optomécanique de microsphères et nanoparticules diélectriques piégées optiquement dans le vide, ce qui fournit un système idéal pour étudier la mécanique quantique macroscopique et la détection ultrasensible de différentes forces. Une particule piégée optiquement dans le vide a une efficacité mécanique ultra élevée, étant bien isolée de l'environnement thermique. Sa fréquence d'oscillation peut être réglée en temps réel en modifiant la puissance du laser de piégeage. En outre, une particule piégée optiquement dans le vide peut tourner librement. Les applications vont de la création de "chats de Schrödinger" macroscopiques à des tests objectifs d'effondrement de fonctions d'ondes quantiques aussi bien que la mesure de la force de Casimir ou la détection d'ondes gravitationnelles.

On pourrait voir l'apparition de nouveaux matériels basés sur ce principe.

- Un transistor optique

Ce transistor fonctionne exclusivement avec des signaux optiques et se base sur des quasiparticules, les polaritons. Le dispositif est capable de mener certaines opérations fondamentales informatiques et permettrait par la suite d'envisager de construire des circuits logiques complexes alimentés par de la lumière. "Les chercheurs ont utilisé les polaritons, issus du couplage fort entre une onde lumineuse et une onde de polarisation électrique, et qui agissent comme transporteurs de la lumière à l'intérieur d'un semi-conducteur", explique Daniele Sanvitto du Nano-Cnr de Lecce. "Le transistor que nous avons réalisé est alimenté par des signaux optiques de type polaritonique à l'entrée, restitue à la sortie un signal amplifié d'environ 20 fois, et est capable de transmettre ce signal à un résistor successif. Il est donc possible d'en assembler plusieurs à la suite, ce qui permet de créer des circuits optiques".

"Les résultats de notre étude permettront de réaliser des circuits logiques exclusivement alimentés par de la lumière, ce qui éliminera les structures de transformation des signaux, procurant ainsi plus de rapidité et un gain économique. De plus, avec notre transistor, capable de recevoir un signal lumineux plus important, nous pouvons imaginer des circuits fonctionnant sur la logique d'un circuit neuronal".

- Des isolants ultra-minces pour des câbles supraconducteurs

http://www.rdmag.com/sites/rdmag.com/files/styles/large/public/SuperconductInsulate.jpg

- Des hautes pressions font passer la supraconduction de basse à haute température

La température critique sous laquelle apparaît la supraconductivité diminuait en augmentant la pression, comme prévu, mais au-delà d'une certaine pression, la température critique s'est soudainement mise à monter.

Alors que la plupart des supraconducteurs, comme l'aluminium, le plomb ou les alliages de niobium qui servent à l'imagerie par résonnance magnétique, adoptent un certain type de supraconductivité (disons type A), les oxydes supraconducteurs (qu'on appelle cuprates) sont d'un autre type (disons type B). Jusqu'ici, les recherches démontraient qu'un matériau ne présente qu'un seul type de supraconductivité: A ou B. Or, les travaux de l'équipe Taillefer sur un supraconducteur à base de fer (qu'on appelle pnictide) semblent révéler une première exception: "Nous pensons avoir découvert un matériau qui passe du type A au type B".

D'autre part, on espère qu'un empilement de couches de graphène pourrait faire progresser la compréhension du rapport entre température et distance des atomes pour la supraconduction.

- Les moteurs moléculaires sont moins efficaces qu'on ne le croyait

C'est du moins le cas des molécules étudiées dont les hélices tournaient bien trop lentement pour être utilisables comme nanomoteurs. Il faudra trouver d'autres molécules et probablement utiliser plutôt les moteurs biologiques qui ont été sélectionnés par l'évolution.

Moteurs moléculaires étudié à l'IPC PAS sont des molécules de cristaux liquides smectiques de type C, composés de quelques dizaines d'atomes (chaque molécule est de 2,8 nm de long). Après le dépôt sur la surface de l'eau, les molécules, dans des conditions appropriées, forment spontanément la couche la plus mince possible, une couche monomoléculaire de la structure et des propriétés spécifiques. Chaque molécule de cristal liquide est composé d'une chaîne avec sa borne hydrophile ancré sur la surface de l'eau. Un temps relativement long, une partie hydrophobe inclinée fait saillie sur la surface. Ainsi, la couche mono-moléculaire ressemble à une forêt avec des arbres de plus en plus à certain angle. La borne libre de chaque chaîne comprend deux groupes disposés en travers d'atomes de tailles différentes, formant une hélice à deux pales avec des lames de longueurs différentes. Lorsque évaporation des molécules d'eau frappent les "hélices", toute la chaîne commence à tourner autour de son "mouillage" en raison de l'asymétrie.

"En outre, les molécules que nous avons étudiées tournaient très lentement. Une rotation pourrait être aussi longue que quelques secondes à quelques minutes. C'est une propriété tant désirée. Souhaitez les molécules sont en rotation avec, par exemple, les fréquences mégahertz, leur énergie pourrait difficilement être transféré sur des objets plus grands »

- Nanotubes et ailes de papillon

Résumé Image

Les ailes des insectes ont beaucoup nano / microstructures qui sont actuellement au-delà des capacités d'une technologie actuelle pour les reproduire artificiellement uniques et complexes. En particulier, les papillons Morpho sont un type attrayant insecte parce que leurs ailes multifonctions sont composés de nano / microstructures. Dans cet article, nous montrons que le carbone composite nanotube contenant adopte réseaux en nid d'abeilles lorsque simplement auto-assemblés sur des ailes de papillon Morpho utilisées comme modèle. Le nano uniques / microstructure des composites présente multifunctionalities comme le laser déclenché chauffage à distance, une conductivité électrique élevée, et l'amplification de l'ADN répétitif. Notre étude présente met en évidence les progrès importants qui ont été accomplis vers le développement de nanobiomatériaux intelligents pour diverses applications telles que le diagnostic numérique, les appareils électroniques portables doux, photodétecteurs, et les cellules photovoltaïques.

Voir aussi New Scientist.

- Adhésifs à mémoire de forme qui se détachent en les chauffant

Shape memory polymer-based smart adhesive systems

Il suffit de chauffer cette sorte de plastique puis de presser les 2 surfaces pour les coller très fortement et il suffit de les réchauffer pour qu'elles se détachent. Cela devrait avoir de nombreuses applications pour tout ce qui est provisoire, d'autant qu'on pourrait échauffer à distance le plastique à mémoire de forme en lui envoyant les ondes appropriées.


 

Climat


climat, énergies, écologie

 

- L'extinction du Permien dû aussi à une météorite

Araguainha crater, BrazilLe cratère d'Araguainha au Brésil, d'un diamètre de 40 km, témoignerait de l'impact, il y a 254,7 millions d'années d'une météorite plus petite que celle qui a causé la disparition des dinosaures il y a 66 millions d'années et qui a fait un cratère de 180 km de diamètre dans la baie du Mexique. Si l'extinction du Permien a été bien plus importante malgré cela (90% des espèces marines et 70% des autres espèces) c'est parce que l'impact s'est produit dans une région riche d'huile de schiste et de méthane dont le dégagement a produit un réchauffement insoutenable pour la plupart des espèces.

- La suie de charbon nous a fait sortir du petit âge glaciaire

Ce sont les suies qui ont fait fondre les glaciers à partir de 1860, avant que les températures ne se réchauffent à cause de cette fonte modifiant l'albédo.

- La pause dans le réchauffement due au pacifique tropical ?

On met en cause ici les oscillations du Pacifique tropical (est et centre) dans la prédominance du phénomène de La Niña plutôt que les oscillations décennales du Pacifique (encore moins l'oscillation nord-atlantique). C'est à dire qu'on réduit la zone pertinente à 8,2% de la surface du globe simplement parce qu'un modèle montre une bonne concordance avec les températures enregistrées entre 1970 et 2012. La période des oscillations décennales du Pacifique étant de 60 ans, la phase froide pourrait durer jusqu'en 2038. En tout cas, il est certain que la plus grande erreur du GIEC est d'avoir fait des prévisions linéaires mais c'est que les données manquaient pour y inclure les cycles océaniques dont l'amplitude est significative et cela ne change rien à l'accumulation de gaz à effet de serre ni au risque de dégazage du permafrost.

Voir aussi Futura-Sciences.

- Des hydrates de méthane pour produire de l'eau potable

Abstract Image

C'est une des nouvelles les plus étranges du mois, la production de sortes d'hydrates de gaz pouvant dessaler l'eau utilisée pour la fracturation hydraulique qui se charge trop en sels pour être utilisable. Les hydrates de méthane seraient trop chers à produire nécessitant des températures très basses et des hautes pressions alors qu'avec d'autres gaz (cyclopentane et cyclohexane) combinés à l'eau et du CO2, on obtiendrait des hydrates à température ambiante et, in fine, une désalinisation de 90%.

- Des panneaux solaires moins chers

Il faudrait seulement un micromètre de perovskites, un pigment semi-conducteur peu couteux et qui peut être pulvérisé sur du verre ou n'importe quelle surface, pour capturer autant d'énergie solaire que 180 micromètres de silicium, avec une conversion en électricité de 15% (et sans doute jusqu'à 25%). On pourrait même ajouter simplement une couche de perovskites (transparent) aux panneaux photovoltaïques en silicium.

On arrive aussi à baisser les coûts en remplaçant l'argent utilisé par du cuivre.

Il y a aussi des cellules organiques arrivant à une conversion de 12% grâce à une configuration des spins des électrons supprimant la plupart des pertes d'électricité, d'autres cellules organiques à base de nanostructures en polymère ainsi qu'une nouvelle génération de systèmes photovoltaïques en graphène très efficients. Des nanoparticules de phosphore et de zinc sous forme d'encre pouvant s'appliquer au rouleau permettraient aussi de baisser les coûts et surtout de fournir un marché de masse. On progresse donc des deux côtés, à la fois les coûts et les performances. Ceci dit, le coût des panneaux n'est qu'une fraction du prix d'une installation solaire.

- L'hydrogène solaire

Grafting molecular cobalt-containing hydrogen production catalysts to a visible-light-absorbing semiconductor exploits the UV-induced immobilization chemistry of vinylpyridine to p-type (100) gallium phosphide (GaP).Le nouveau concept de JCAP photocathode est constituée de phosphure de gallium semi-conducteur et d'un catalyseur de production d'hydrogène contenant du cobalt moléculaire de la classe de composés cobaloxime. Comme un absorbeur de lumière visible, le phosphure de gallium peut faire usage d'un plus grand nombre de photons solaires disponibles de semi-conducteurs bronzage qui absorbent la lumière ultraviolette, ce qui signifie qu'il est capable de produire photocourants et les taux de production de carburant nettement plus élevés.

The new JCAP photocathode construct consists of the semiconductor gallium phosphide and a molecular cobalt-containing hydrogen production catalyst from the cobaloxime class of compounds. As an absorber of visible light, gallium phosphide can make use of a greater number of available solar photons tan semiconductors that absorb ultraviolet light, which means it is capable of producing significantly higher photocurrents and rates of fuel production.

- Des batteries chargées au maximum en contrôlant mieux les risques

Avec des capteurs détectant les dégradations et l'état des batteries, il deviendrait possible de charger de 20 à 50% plus d'électricité dans les batteries sans augmenter le risque.

- Kite Power, l’aile gonflable productrice d’électricité

Le système se compose d’une aile gonflable qui, en faisant des huit dans le ciel, tire sur un câble tout en actionnant un générateur. Le dispositif a l’avantage d’être léger, peu coûteux, mobile et assez discret.

La base du système se compose d’un tambour cylindrique sur lequel sont enroulés 1.000 m de câble, d’un moteur-générateur d’une puissance de 18 kW et d’une batterie lithium fer phosphate (ou batterie à cathode en phosphate de fer lithié, LiFePO4) de 20 kWh. Par ailleurs, elle est lourde, ce qui évite d’avoir à la fixer au sol par le biais de fondations, mais elle reste néanmoins transportable sur une remorque. C’est l’un de ses précieux avantages, comme le fait que toutes les structures nécessitant un entretien régulier soient au sol, et non dans les airs.

Le système Kite Power fonctionne en deux temps, donc de manière cyclique. Durant la première phase dite de pompage, l’aile fait des huit dans le ciel à une vitesse comprise entre 70 et 90 km/h, ce qui provoque l’apparition d’une tension sur son câble (3.100 N pour un vent de 7 m/s). Ainsi, il a tendance à se dérouler seul, en faisant tourner le tambour, et par conséquent le générateur, qui produit alors de l’électricité.

Lorsque la longueur maximale du câble est atteinte, l’aile est automatiquement mise en position « neutre ». Elle se place alors face au vent et se met à la verticale de sa base. Le moteur-générateur se charge ensuite de la faire redescendre afin qu’elle puisse recommencer un nouveau cycle. L’astuce : la tension sur le câble diminue de 80 % en position neutre. Ainsi, le moteur-générateur consomme moins de courant qu’il n’en a produit durant la phase montante.

solid oxide fuel cell- Des piles à combustibles 90% moins chères !

La compagnie Redox a mis au point une pile à combustible à base de céramique (solid-oxide) et d'hydrocarbures 8 fois plus efficace que les précédentes.



- Premières routes permettant de recharger des bus par induction

La Corée du Sud est le premier pays à utiliser un réseau de routes électrifiées pour les véhicules électriques. Les routes que va emprunter l'OLEV sont en effet construites avec des câbles électriques. Ces dernières se trouveront à 1 pied (30 cm) sous la surface de la route, de là, il est plus facile de transférer l'énergie sans fil aux véhicules électriques en employant la résonance magnétique.

- Recharger son smartphone en pédalant avec Ecoxpower

 

Selon le constructeur, une charge complète peut être effectuée en 1 heure 30 (avec une vitesse moyenne de 20km/h et une roue de 26 pouces).


- Des batteries avec des virus bactériophages aux propriétés piézoélectriques

LBL Bacteriophage Power GeneratorLes chercheurs génétiquement modifiés de la structure de l'ADN du virus en ajoutant quatre résidus d'acides aminés négativement chargés à une extrémité des protéines de manteau hélicoïdales que le virus. Ces résidus d'augmenter la différence de charge entre les extrémités positives et négatives des protéines, en stimulant la tension produite par le virus. Les virus organisent spontanément dans un film multicouche, qui est pris en sandwich entre deux électrodes plaquées or et relié par des fils à des périphériques externes. Lorsque la pression est appliquée au générateur à base de phage, on produit jusqu'à 6 nA de courant et 400 mV de potentiel de deux ordres de grandeur supérieure à la puissance que les autres générateurs du commerce.

- Un plastique qui recycle du CO2

AirCarbonLe gaz à effet de serre qui est recueilli et envoyé dans un réacteur de polymérisation de gaz exclusif. Utilisation de plusieurs massique des gaz de transfert de technologie, de l'air et de gaz à effet de serre est ensuite converti en forme aqueuse. Gaz dissous est ensuite mis en contact avec un biocatalyseur ingénierie qui polymérise un atome d'hydrogène, d'oxygène et de carbone dans un polymère thermoplastique à chaîne longue avec un rendement élevé. La résine est transformée en granules de plastique, qui sont aussi forts que les plastiques à base de pétrole et plus rentable.

- Une vitre intelligente qui contrôle le flux de lumière et de chaleur

En mélangeant des nanoparticules à un verre spécial, des chercheurs ont fabriqué une vitre intelligente capable de bloquer la chaleur du soleil tout en laissant passer sa lumière, pour redevenir ensuite totalement transparente ou opaque à volonté.

Si on impulse un faible courant, seule la lumière traverse le dispositif, qui bloque la majorité de la chaleur. Et si le courant est plus fort (2,5 volts environ), la vitre devient totalement opaque.

- Une imprimante laser pliable en carton

Le coeur de l'imprimante reste le même, ce n'est que la coque qui est remplacée par du carton ignifugé qui résiste à l'eau.

 
 

Biologie


évolution, génétique, éthologie, anthropologie, neurologie

- Quelques raisons pour lesquelles la vie aurait pu venir de Mars

L'hypothèse que la vie sur Terre serait venue de Mars n'est pas nouvelle, Mars ayant été formée avant la Terre, la Terre ayant reçu des météorites venant de Mars et des bactéries ayant pu résister au voyage comme on l'a prouvé. Il ne s'agit donc pas de l'hypothèse de la panspermie (la vie se serait bien créée localement mais sur Mars), ni de l'origine cosmique des matières organiques et acides aminés constituant de la vie (ce qui est par contre à peu près établi) mais seulement de conditions plus favorables sur Mars que sur la Terre pour son apparition.

Tous les êtres vivants sont faits de matière organique, mais si vous ajoutez de l'énergie sous forme de chaleur ou de lumière à des molécules organiques et que vous les laissez à eux-mêmes, ils ne créent pas la vie.

Au lieu de cela, ils se transforment en quelque chose comme du goudron, de l'huile ou de l'asphalte.

"Certains éléments semblent en mesure de contrôler la propension des matières organiques à se transformer en goudron, en particulier le bore et le molybdène, aussi nous croyons que les minéraux contenant ces deux éléments étaient essentiels aux conditions initiales de la vie.

L'analyse d'une météorite martienne a récemment montré qu'il y avait du bore sur Mars, nous croyons maintenant que la forme oxydée de molybdène y était aussi."

Le second paradoxe est que la vie aurait eu du mal à démarrer sur la Terre primitive, car elle était entièrement recouverte d'eau.

Non seulement cela aurait empêché que des concentrations suffisantes de bore se forment - on en trouve actuellement seulement dans des endroits très secs tels que la vallée de la mort - mais l'eau est corrosive pour l'ARN, que les scientifiques pensent avoir été la première molécule génétique à apparaître.

Bien qu'il y avait de l'eau sur Mars, il couvrait des zones beaucoup plus petites que sur la Terre primitive.

L'argument semble quand même un peu faible, pas assez décisif en tout cas. Si des microorganismes martiens ont pu atteindre la Terre, le bore et le molybdène aussi. L'hypothèse d'une "soupe primitive" n'est sans doute pas la bonne, l'origine de la vie dans les sources hydrothermales proches de la surface et des volcans ne nécessite pas de grandes concentrations d'éléments. Dire que l'ARN ne résiste pas à l'eau est bien étrange, le milieu cellulaire étant bien d'origine marine.

S'il fallait vraiment pour une évolution complexifiante la conjonction entre une petite planète aux conditions favorables pour l'apparition de la vie et une plus grosse planète qui en hérite avec des conditions cette fois plus favorables à son maintien dans la durée, cela ferait chuter drastiquement les probabilités de trouver une vie évoluée ailleurs (en tout cas dans notre voisinage).

Voir aussi New Scientist.

- L'origine du code génétique

Les chercheurs se sont concentrés sur les aminoacyl-ARNt synthétases, des enzymes qui "lisent" l'information génétique incorporée dans les molécules d'ARN de transfert et attachent les acides aminés appropriés à ces ARNt. Une fois qu'un ARNt s'est chargé de son acide aminé, il le transporte jusqu'au ribosome, sorte de "table de travail" cellulaire sur laquelle les protéines sont assemblées, un acide aminé à la fois.

Les synthétases procurent aux acides aminés des liaisons chimiques à haute énergie qui accélèrent la formation ultérieure de nouvelles liaisons peptidiques (dont les protéines sont formées). Les synthétases ont également d'importantes capacités de contrôle et de correction (édition), si un mauvais acide aminé est ajouté à un ARNt, l'enzyme dissout rapidement la liaison.

"Les synthétases sont les agents principaux et les arbitres de la façon dont l'information sous forme d'acides nucléiques est traduite en acides aminés".

Ils ont constaté que les parties des synthétases qui transfèrent les acides aminés aux ARNt (et les modifient lorsque des erreurs sont commises) sont plus anciennes que la partie qui reconnait la région de l'ARNt, appelée anticodon, qui est spécifique à chaque acide aminé et destiné à indiquer à la synthétase quel acide aminé doit être attaché à l'ARNt.

"Remarquablement, nous avons également constaté que les parties les plus anciennes des synthétases étaient structurellement analogues à des enzymes modernes qui servent à la synthèse de protéines non-ribosomiques, ainsi qu'à d'autres enzymes qui sont capables de produire des dipeptides".

Les chercheurs font donc l'hypothèse que l'ancien processus de synthèse de protéine (sans ribosome) était assuré par des enzymes ressemblant largement aux synthétases d'aujourd'hui, sans doute en conjonction avec des ARN.

En se focalisant sur les dipeptides les plus courants dans les protéines actuelles, ils ont trouvé que les parties les plus anciennes des protéines avaient été enrichies en dipeptides avec des acides aminés codés par les synthétases les plus anciennes aussi. Et ces dipeptides primitifs étaient présents dans les régions rigides des protéines.

Les parties qui sont apparues après l'invention du code génétique (en lien avec l'émergence de l'anticodon sur l'ARNt) ont été enrichies en dipeptides présents dans des régions hautement flexibles, au contraire.

Ainsi, la génétique serait associée à la flexibilité des protéines.

"Notre étude donne une explication à la question pourquoi il y a un code génétique", selon Caetano-Anollés. La génétique aurait permis aux protéines "de devenir souples, ouvrant ainsi à tout un monde de nouvelles fonctionnalités moléculaires".

Ce n'est bien sûr pas la seule raison d'un code génétique assurant la reproduction (et l'évolution) mais il est intéressant de voir que la robustesse conférée par l'information génétique, sa rigidité, se "traduit" par une plus grande souplesse des protéines (sinon trop fragiles) ouvrant à de toutes nouvelles fonctionnalités.

L'hypothèse d'un monde ARN précédant l'ADN en sort renforcée, l'ADN ayant représenté une nouvelle étape de la fiabilité de l'information permettant une bien plus grande complexification.

- Les protéines alternatives

Découverte importante puisqu'on constate que les ribosome ne sont pas des mécaniques parfaites mais peuvent produire plusieurs variantes d'une même protéine (à partir du même ARN messager), et donc plusieurs fonctionnalités (bien qu'une partie soit sûrement inutile ou redondante voire pathologique).

"L'information transmise par les ARNm aux ribosomes peut être décodée de plusieurs manières par ces derniers, menant à la production de plusieurs protéines alternatives complètement différentes de la protéine de référence. En vérité, à partir d'un seul ARNm, on peut produire non pas une mais plusieurs protéines distinctes. Et qui dit plusieurs protéines dit plusieurs fonctions!"

- La spéciation n'est pas due à l'isolement


Il ne suffit pas d'isoler des populations pour qu'elles produisent des espèces différentes. Il y aurait plutôt des "gènes de la spéciation" qui empêchent l'interfécondité et ensuite extinction des nouvelles espèces ne présentant pas un avantage adaptatif suffisant. La pression du milieu est le plus déterminant mais seulement après-coup.

- Un gène qui contrôle la production de neurones

On a découvert un élément clé appelé RMST au sein d'un réseau de régulation génique qui contrôle la naissance de nouveaux neurones. Étonnamment, ce nouveau gène ne produit pas de protéine. Au contraire, RMST consiste en un long ARN non codant (lncRNA) qui ne produit pas de protéine pour gérer le processus. Au lieu de cela, il agit directement comme un mécanisme de régulation.

- Un mini cerveau cultivé en laboratoire

petri dish brainCultivé dans une boîte de pétri ce tissu cérébral cultivé à partir de cellules souches humaines a produit des structures différenciées semblables aux différenciations fonctionnelles d'un cerveau humain bien que ne faisant que 4 millimètres mais assez semblable à celui d'un foetus de 9 semaines. De quoi étudier les anomales génétiques de développement du cerveau.

Voir aussi New Scientist et Futura-Sciences.

- Des implants cérébraux permettent à des rats de voir dans l'infrarouge

Ceci dit, nous avons déjà des capacités inemployées comme l'écholocation.

- La mémoire à long terme est dans le cortex et non dans l'hippocampe

Memories (red) for associating two different sensations are formed in the cortex (tone in blue and touch in yellow). Image: Thomas Splettstoesser
L'hippocampe semblait effectivement un peu trop petit pour stocker toute notre mémoire, ce qui expliquerait aussi que très logiquement plus on a un gros cerveau, plus on a de mémoire.


- Les mots reliés dans le cerveau aux mots de leur définition

http://www.newscientist.com/data/images/archive/2932/29322701.jpg

90 pour cent du dictionnaire peut être définie en utilisant juste de l'autre 10 pour cent.

L'équipe a constaté que la moitié de ses mots constitué d'un noyau dans lequel chaque mot se connecte à tous les autres via une chaîne de définitions. L'autre moitié a été divisée en groupes satellites qui ne sont pas liés les uns aux autres, mais ne se connectent avec le noyau (voir schéma) .

Et cette structure semble se rapporter à sens: les mots dans les satellites ont tendance à être plus abstraits que ceux de la base, et une MGS est toujours constitués de mots à la fois le cœur et les satellites, ce qui suggère deux mots abstraits et concrets sont nécessaires pour capturer la gamme des sens.

- Megaconus, un mammalien aux dents spécialisées et aux éperons venimeux

Megaconus mammaliaformis, est un mammalien de la taille d'un rat qui a vécu voilà 165 millions d’années.

L’animal avait approximativement la taille d’un rat, pour un poids estimé de 250 g. Il se déplaçait en marchant au sol, car il ne pouvait ni grimper aux arbres, ni sauter de branche en branche. En cause : la fusion de ses tibias et de ses péronés limitait la flexibilité de ses pattes arrière. Ainsi, le mammalien était particulièrement exposé aux prédateurs, mais il n’était pas une proie facile pour autant. Il possédait des éperons connectés à des glandes à venin sur ses membres postérieurs.

- La mégafaune disparue fertilisait des régions entières

Majoritairement herbivores, ces mammifères géants consommaient des quantités importantes de végétaux, absorbant azote et phosphore pour les relâcher dans leurs crottes et leur urine au gré de leurs pérégrinations. Selon une étude parue dans le journal Nature Geoscience, ils ont ainsi contribué à redistribuer, sur de très grandes distances au fil du temps, ces engrais naturels vers des sols qui seraient autrement restés stériles, en particulier dans le bassin amazonien.

"En d'autres termes, les grands animaux sont comme les artères de la planète pour ces engrais, et s'ils s'éteignent ça revient à trancher ces artères"

- L'olinguito, nouveau mammifère carnivore découvert dans les Andes

Originaire des Andes, l'olinguito, un mystérieux petit mammifère ressemblant à un chat avec une tête d'ours en peluche, est la première nouvelle espèce de carnivores identifiée sur le continent américain depuis 35 ans.

Pesant environ 900 grammes, l'olinguito a de grands yeux, une fourrure de couleur brune tirant sur l'orange et vit dans les forêts brumeuses de Colombie et d'Equateur où les populations locales l'appellent "neblina", brume en espagnol.

Ils ont ainsi appris que les olinguitos sont surtout actifs la nuit et que, s'ils sont carnivores, ils mangent surtout des fruits. Ils descendent également rarement des arbres et portent un seul bébé à la fois.

En fait, c'est une espèce proche des olingos et qu'on a découverte d'abord dans les musées où elle était classée comme telle avant qu'on s'aperçoive de différences spécifiques et qu'on les observe dans leur milieu.

- Disparition des abeilles par conjonction de fongicides et de parasites

J'étais arrivé à la même conclusion, il y a quelques années de ça. Ce n'est pas une seule cause mais leur accumulation qui affaiblissent les abeilles. J'ajoutais la trop grande uniformité génétique. Une nouvelle race d'abeilles croisée avec des abeilles africaines pourrait d'ailleurs être plus résistante.

- La dopamine indispensable pour poursuivre un objectif lointain

Ramping striatal dopamine signals occur during maze runs.

Comme souvent, on peut dire que cela ne nous apprend pas grand chose que nous ne savions sauf qu'il est toujours intéressant d'en connaître les bases biologiques et que cela va plus loin que la réduction de la dopamine au système de récompense (ou plutôt, c'est le système de récompense qui est plus complexe et complet qu'un conditionnement de Pavlov).

Des études antérieures avaient relié dopamine et récompenses en montrant que les neurones dopaminergiques avaient de brèves rafales d'activité lorsque les animaux reçoivent une récompense inattendue. Ce signal dopaminergique est considéré comme important pour l'apprentissage par renforcement, processus par lequel un animal apprend à effectuer des actions qui conduisent à une récompense.

Dans la plupart des études, la récompense était délivrée au bout de quelques secondes. Dans la vraie vie, cependant, la satisfaction n'est pas toujours immédiate: les animaux doivent souvent se déplacer à la recherche de nourriture, et doivent maintenir la motivation pour un objectif lointain, tout en répondant à des exigences plus immédiates. La même chose est vraie pour l'homme.

"Le signal dopaminergique semble refléter comment loin le rat est de son but", explique Graybiel. "Plus il est près, plus le signal dvient fort". Les chercheurs ont également constaté que l'ampleur du signal était corrélée à l'importance de la récompense attendue: lorsque les rats ont été habitués à l'anticipation d'une grande gorgée de lait au chocolat, le signal dopaminergique a augmenté plus rapidement jusqu'à une concentration finale supérieure.

Tout le monde connaît cette excitation d'approcher du but...

- Notre père à tous précède notre mère originaire

La planète compte aujourd’hui plus de sept milliards d’humains provenant d’une seule et même espèce, qui s’est peu à peu dispersée sur la surface du globe. Les Homo sapiens seraient apparus il y a quelque 200.000 ans en Afrique. Deux crânes, appelés Omo 1 et Omo 2, datés de 195.000 ans environ, figurent d’ailleurs parmi les ossements d’Homo sapiens les plus anciens.

Les auteurs ont réussi à décrypter la séquence du chromosome Y de 69 mâles vivant actuellement dans différentes régions du monde : l’Afrique sub-saharienne, la Sibérie, le Cambodge, le Pakistan, l’Algérie et le Mexique. Ils ont réalisé la même expérience avec l’ADN mitochondrial, le matériel génétique contenu dans les mitochondries. Les séquences ont ensuite été comparées deux à deux afin de connaître la période approximative pendant laquelle vivait l’ancêtre commun de toutes ces personnes.

Les résultats obtenus à partir des données du chromosome Y et de l’ADN mitochondrial ne sont pas identiques, mais sont relativement proches. Le chromosome Y place en effet l’ancêtre commun des hommes il y a 156.000 à 120.000 ans, alors que l’ADN mitochondrial le situe entre 148.000 et 99.000 ans.

On devrait parler plutôt de nos derniers ancêtres communs car tous les Sapiens descendent du premier Sapiens alors que tous ceux qui ont survécu et multipliés seraient issus d'un homme unique (?) au moins 50 000 ans après l'apparition de l'espèce. Les plages de temps (les marges d'erreur) sont tellement grandes, et la méthode elle-même relativement contestable, qu'on ne peut en déduire grand chose sinon que l'Eve primitive semble plus jeune que le Père primordial alors qu'on pensait le contraire jusqu'ici, montrant une nouvelle fois comme l'ADN des mitochondries peut induire en erreur (mais on peut le dire de presque tout dans la préhistoire tellement lacunaire que chaque trace matérielle complétant petit à petit le puzzle peut nous égarer tout autant).

- Un menton proéminent lié à la testostérone ?

Il semblerait pourtant que ce soit une caractéristique des Sapiens. Aurions-nous simplement plus de testostérone ? (très improbable)

- Les femmes sont faites pour rire et les hommes pour les faire rire !

Ce qui me fait rire, c'est la réaction des féministes à ce genre d'études, certes un peu simplistes et basées sur un échantillon ridicule (22 enfants de 6 à 13 ans) avec un humour spécifique mais quand même à partir de mesures objectives des zones activées dans le cerveau. L'extrapolation aux adultes est un peu rapide, pouvant notamment varier avec le cycle menstruel. Cela ne peut être plus qu'une voie de recherche alors que les conclusions qu'ils en tirent est assez risible :

D’après cette théorie, les femmes jugent la capacité des hommes de les faire rire afin d'apprécier la qualité de ses gènes, comme partenaire de vie et, bien entendu, père potentiel.

- La monogamie serait faite pour défendre son territoire

Le mois dernier, on nous disait que c'était pour protéger la vie des enfants, cette fois que ce serait pour protéger son territoire, facteurs évolutifs qui ne se contredisent pas mais s'additionnent en fonction des autres contraintes, l'évolution n'étant pas préméditée mais réactive.

En effet, les femelles, particulièrement pour élever leurs petits, ont besoin d'une nourriture de qualité et assez abondante. Si l'abondance est difficile à maintenir, car il faut défendre le territoire contre les autres femelles, une bonne option est de demander au mâle d'assurer cette mission avec elle.

Comme les femelles sont réparties sur une large surface, il serait difficile pour le mâle d'avoir un harem et de le défendre.


- Un temple à Sirius avant l'agriculture

A la latitude de Göbekli Tepe, Sirius aurait été sous l'horizon jusqu'aux environs de 9300 avant JC, quand il aurait soudainement sauté en vue.

"Vous pouvez imaginer que l'apparition d'un nouvel objet dans le ciel pourrait même avoir déclenché une nouvelle religion."

 

On a trouvé aussi en Turquie des jeux de plateau datant de 5000 ans (plutôt genre dames qu'échecs?).

- L'Egypte s'est faite en 600 ans

La datation carbone, corrigée par une modélisation bayésienne, des pièces les plus anciennes conservés dans les musées semble établir que le passage de l'Egypte du néolithique à la civilisation était achevé pour les millénaires à venir au bout de 600 ans avec le règne d'Aha (de -3100/-3050 à -3075/-3035 avant JC), la période prédynastique commençant entre -3800 et - 3700 [soit avant le déluge qui devait submerger ce qui sera la pays de Sumer?].

Voir aussi Mediapart.

- Les castes en Inde datent de -1900 ans

C'est plutôt une surprise mais les populations se seraient très mélangées au début (et non pas scindés entre locaux et indo-européens) et les castes seraient culturelles plus que génétiques, l'endogamie ne datant que de -1900 ans à la fin de la civilisation de l'Indus.



- La dégénérescence du génome humain ?

Les trois quarts au moins des mutations se sont produites il y a moins de 5000 ans ! Pour comparer, pensez au fait que notre espèce a au moins 200 000 ans d'âge... Le souci est qu'un grand nombre de variantes de gènes ne nous sont pas favorables, même si certaines qui nous ont permis de pouvoir digérer le lait ou de pouvoir vivre à haute altitude sont des acquisitions positives pour notre génome humain.

Toutes ces mutations, une bonne centaine de milliards pour chaque génération dans notre population tout entière accélère potentiellement le rythme de notre évolution. Les Européens et Américains ont le plus de variantes potentiellement défavorables.

En fait, si la plupart des mutations sont délétères par baisse de la pression sélective, cela ne signifie pas que cette pression sélective ne reste pas très forte notamment sur les fonctions cognitives (bien que certains prétendent qu'on est moins intelligents que nos ancêtres et même qu'au XIXè ce qui me semble douteux).

 

Santé


traitements, nutrition, hygiène

 
- Un cœur de souris qui bat grâce à du tissu humain

Des cellules cardiaquesUn coeur de souris a été capable de se contracter et de battre à nouveau après qu'il eut été dépouillé de ses propres cellules. Celles-ci avaient préalablement été remplacées par des cellules souches pluripotentes induites (iPS), issues de peau humaine et reprogrammées pour obtenir des précurseurs de cellules cardiaques (MCPs).

Si le coeur s'est bien remis à battre, il n'est pas fonctionnel n'ayant pas des contractions assez puissantes pour pomper le sang efficacement. On a aussi réussi à reprogrammer les fibroblastes du coeur en cellules cardiaques battantes avec un cocktail de 5 gènes.

- Le gène du vieillissement

Gabby, shown here with her mother Mary Margret Williams, is 8 years old, but has barely aged, a condition that has baffled her doctors.Cette petite fille de 8 ans en fait 4 fois moins, ce qui fait espérer pouvoir ralentir le vieillissement en jouant sur l'anomalie génétique ralentissant le développement.

Il y a aussi une chauve-souris qui vit plus longtemps à cause d'une mutation du gène produisant l'hormone de croissance IGF1. L'expression renforcée du gène mTor allonge également la vie d'une souris de 20% mais leur masse osseuse se détériore plus rapidement avec l’âge et ils sont plus sensibles aux infections.

"Le vieillissement n’est pas un phénomène uniforme. Il existerait plutôt des horloges biologiques dans chaque organe, contrôlées différemment à chaque fois".

- La dégénérescence du cerveau due au système immunitaire

Cela explique en partie pourquoi changer le sang permet de rajeunir le cerveau et confirme le rôle de l'inflammation du cerveau dans sa dégénérescence.

L'équipe israélienne a identifié un type particulier de cellules immunitaires régulant le passage: des lymphocytes T spécifiques du système nerveux central résidant en permanence au niveau des plexus choroïdes. Ces cellules sécrètent différents composés chimiques, en particulier l'interleukine 4, qui altèrent le fonctionnement de ces portes. Dans les plexus choroïdes, l'interleukine 4 est en équilibre avec une autre substance chimique: l'interféron gamma. Le vieillissement des lymphocytes T entraîne une modification de cet équilibre en faveur de l'interleukine 4, déclenchant une réaction inflammatoire. Cette inflammation résulte en la production de CCL11 par les plexus choroïdes, CCL11 qui va pénétrer dans le cerveau par l'intermédiaire du liquide cérébro-spinal. Or, des études antérieures avaient montrées un impact négatif du CCL11 sur les processus cognitifs ...

- Des ultrasons pour guérir plus rapidement les blessures

Ultrasound plaster could help wounds heal faster: This battery-operated ultrasound patch delivers therapeutic ultrasound to heal venous ulcers.

Il suffirait d'un traitement de 15mn pour accélérer la cicatrisation.

- Les ultrasons appliquées à des zones du cerveau pour modifier l'humeur

Les neurones liés à la conscience et l'humeur résonnent lors de très hautes fréquences. On s'est demandé si cela pouvait aider les patients atteints d'une douleur chronique. Les chercheurs ont d'abord essayé sur eux-mêmes, mais n'ont rien perçu de différent juste après essai. Mais deux heures après, le chercheur-cobaye se sentait de très bonne humeur.

C'est une autre façon de modifier le cerveau qui s'ajoute aux stimulations magnétiques et électriques.

- Un ElectroEncéphaloGramme dans l'oreille

 

En fait, cet EEG n'enregistre que les ondes de la région temporale mais sur de très longues périodes. La position dans l'oreille réduirait les bruits dus aux mouvements.

- Un stimulateur cérébral qui s'adapte à l'activité neuronale

La stimulation électrique est utilisée dans certains Parkinson et autres maladies neurologiques chez 100 000 personnes déjà mais la stimulation est toujours la même alors qu'avec ce nouveau système elle s'adapterait à l'activité du cerveau. Cela permettrait aussi d'enregistrer cette activité, voire d'anticiper une crise, ou simplement manipuler les comportements...

- Mort imminente : le cerveau décharge quand le coeur s'arrête

Après l’arrêt du cœur, le cerveau pourrait rentrer dans une phase d’hyperexcitabilité, qui se caractérise par une activité anormalement élevée, dans les zones chargées de la conscience.

Lorsque le cœur arrête de battre, le cerveau souffre de ne plus être irrigué en sang et donc en oxygène et nutriments. À priori, privé d’énergie, l'organe devrait progressivement perdre son activité et s’éteindre dans la minute, le tout étant représenté par un électroencéphalogramme plat. Dans les faits, c’est tout l’inverse qui se produit.

Des rats ont reçu une injection de chlorure de potassium, ce qui stoppe les battements cardiaques. Les auteurs ont noté 30 secondes plus tard une augmentation de l’intensité des ondes cérébrales de hautes fréquences, dites oscillations gamma. Leur intensité a même été la plus forte au moment de la dernière pulsation cardiaque, alors que les rats étaient encore bien vivants.

Or, selon la théorie en vigueur, ces ondes gamma seraient l’une des caractéristiques neuronales sous-jacentes à la conscience, et spécifiquement lorsqu’il s’agit d’établir un lien entre des informations émanant de plusieurs régions du cerveau.

Le cerveau, et notamment la conscience, étant un organe inhibiteur, on peut penser que les neurones inhibiteurs lâchent en premier provoquant une libération générale avant l'extinction des feux ? J'ai toujours fait le rapport avec une biche attrapée par un lion qui semble s'abandonner avant même d'être morte. Ernst Junger témoigne aussi d'un comportement similaire lorsqu'il avait reçu une balle et cru sa fin venue. Une autre étude mesure la conscience par la connectivité des partie du cerveau entre elles, ce qui semble le cas dans ces derniers éclairs de conscience qui peuvent durer jusqu'à 20mn après l'arrêt de l'irrigation sanguine.

- Comment se forment les liaisons entre neurones

A nerve cell showing its characteristic polarity: The cell body sends one long axon in one direction, while branch-like dendrites sprout in others.Les cellules nerveuses embryonnaires fabriquent une enzyme de signalisation bien connue appelée protéine kinase C atypique (aPKC) en deux variétés: une longue et une tronquée. Les deux variétés se font concurrence pour se lier au même partenaire, une protéine appelée Par3. Si la forme courte d'aPKC se lie à Par3, cela indique à la cellule de faire croître une dendrite, et si la forme longue qui s'apparie avec Par3, elle fera un axone à la place.

- La cause génétique du Parkinson

Une étude récente a mis en évidence le rôle de deux gènes, Park2 et Park6, dans la mitophagie. Ces derniers codent respectivement pour deux protéines, la parkine et Pink1, qui sont associées à la maladie de Parkinson. Ces observations suggèrent un lien entre cette maladie neurologique et le processus de mitophagie.

Ils ont mis le doigt sur un nouveau gène, appelé Park15 et codant pour la protéine Fbxo7, qui participe au processus de mitophagie. Ce gène serait muté chez les patients atteints de Parkinson.

Leurs résultats montrent que la protéine Fbxo7 interagit directement avec la parkine pour assurer la mitophagie et maintenir un équilibre de mitochondries actives dans la cellule. Les cellules qui produisent moins de Fbxo7 ne sont pas capables de transporter suffisamment de parkine dans les mitochondries et ne réalisent pas une mitophagie efficace. En revanche, en augmentant artificiellement la synthèse de Fbxo7 chez la mouche, les auteurs ont pu rétablir l’import de parkine et la dégradation correcte des mitochondries imparfaites. Ces résultats démontrent l’importance de Fbxo7 dans le maintien d’une balance mitochondriale adéquate. Or, chez les personnes souffrant de la maladie de Parkinson, le gène Park15, qui code pour Fbxo7, est muté. Elles ne peuvent donc pas réaliser la mitophagie correctement, ce qui expliquerait pourquoi leurs neurones dégénèrent.

Une autre étude suggère que la kinétine, un produit chimique fréquemment utilisé dans les crèmes anti-âge pourrait remédier au déficit de parkine. On parlait plutôt dernièrement d'une sorte de maladie à prion pourtant ? Aux dernières nouvelles, un médicament utilisé pour traiter les calculs biliaires, l’UDCA ou ursodésoxycholique, permettrait de rétablir le fonctionnement des mitochondries et d'empêcher ainsi la mort des neurones.

- Alzheimer : une décompartimentation du neurone par suractivité du réseau par défaut

L’accroissement de l’activité neuronale est connu pour entraîner une plus grande agrégation des peptides bêta-amyloïdes. Cela peut sembler contradictoire avec le fait que la stimulation intellectuelle ralentit la maladie d’Alzeimer, mais, pour Subhojit Roy, l’un des coauteurs de l’étude, une hypothèse pourrait lever la contradiction : selon cette hypothèse – controversée –, la maladie résulterait le plus souvent d’une agrégation des peptides bêta-amyloïdes dans le réseau neuronal dit du mode par défaut, qui s’active quand on ne pense à rien et s’éteint quand on se concentre. Dès lors, l’activité intellectuelle diminuerait l’activité neuronale dans cette zone et y ralentirait l’agrégation des peptides.

Quoi qu’il en soit, lorsque les chercheurs ont stimulé les neurones, de nombreux vésicules ont fusionné, conduisant au rapprochement et à l’interaction des protéines APP et des enzymes BACE-1.

- Lien entre hygiène dentaire et Alzheimer ?

C'est simplement qu'on a trouvé plus de bactéries dentaires dans les neurones des malades, ces bactéries ayant un rôle inflammatoire et l'inflammation du cerveau pouvant être la cause première de l'Alzheimer. Tout cela au conditionnel mais une bonne raison pour ne pas négliger son hygiène dentaire.

Une autre étude met en cause le cuivre qui stimulerait la production de la protéine bêta-amyloïde et se trouve présent dans les aliments comme les viandes rouges, les crustacés, les noix, les graines mais surtout dans l'eau du robinet transporté par des tuyaux en cuivre. Le cuivre a un pouvoir antibiotique bien connu qui l'a fait recommander pour les hôpitaux afin d'éviter les maladies nosocomiales. D'autres encore mettent en cause le fer et la viande rouge (ce qui n'est pas nouveau). Une toute dernière étude croit avoir trouvé la protéine (mGluR5 ou metabotropic glutamate receptor 5) qui permettrait d'en guérir...

- Les migraines abîment le cerveau

- Les autistes Asperger décomposent et visualisent

Effectivement, ces jeunes autistes ont obtenu de meilleures performances que les autres. D’après les entretiens qu’ils ont pu avoir avec les auteurs, ils ont expliqué leurs méthodes de calcul. Bien plus souvent, ils avaient recours à des stratégies de décomposition, contrairement à leurs homologues qui utilisaient davantage leur mémoire. Ainsi, pour déterminer par exemple le résultat de la somme 9 + 5, les autistes découpent plus volontiers l’équation en 9 + 1 + 4, de manière à obtenir 10 + 4, pour rendre plus évident le résultat, 14.

Ce n’est pas tout. Ces exercices ont été réalisés sous IRM, afin de voir les régions du cerveau particulièrement actives au moment de la résolution des problèmes. Les auteurs, surpris, ont noté une suractivation du cortex occipital ventral temporal, région normalement dédiée au traitement des informations visuelles.

Ainsi, cela suggère que le cerveau des autistes se réorganise, et que cette stratification neurologique non conventionnelle pourrait, dans certains cas, favoriser l’émergence de capacités cognitives particulièrement exceptionnelles.

Ce n'est vraiment pas une nouveauté que l'autisme Asperger mobile les aires visuelles (et donne une couleur aux nombres) mais on ne voit pas bien ce qui le relie à une méthode analytique.

- L'autisme, un pré-cancer ?

Il faut rester très prudents sur cette nouvelle hypothèse surprenante qui ne concernerait qu'une petite partie des autistes mais lierait mutations cancérigènes et prolifération incontrôlé des neurones.

10 % des enfants présentant une mutation du gène PTEN, qui est à l’origine de nombreux cancers comme le cancer du sein ou de la thyroïde, étaient atteints d’autisme.

Comme le cancer, l’autisme peut impliquer une croissance irrégulière de cellules, dans le cas présent, il implique une prolifération irrégulière des neurones dans le cerveau.

Il y aurait par ailleurs, un lien entre autisme et anorexie. On aurait aussi confirmation du fait que l'autisme rendrait le cerveau des filles plus proche de celui des garçons (mais pas le contraire).

- Renforcer le système immunitaire contre les cellules cancéreuses


Ipilimumab (ChiLob7-4) multiplie les cellules T qui s'attaquent aux cellules cancéreuses.

Il y a aussi un colorant (le rose bengale) qui stimulerait le système immunitaire pour s'attaquer aux tumeurs (notamment aux mélanomes).

- De l'ail contre le risque de cancer du poumon

Il s'agit du résultat d'une étude chinoise concernant l'ail consommé crû (on ne sait pas pour l'instant ce qu'il en est pour l'ail cuit). Pour les fumeurs (la majorité des cancers du poumon : 80 %, les autres facteurs de risque sont typiquement la pollution ou l'inhalation périodique de vapeurs d'huile chauffée), l'ail réduit le danger de 30% environ.

- Les maladies autoimmunes causées par le stress chronique

Dans des situations stressantes (fuite, combat, etc.), l'hypophyse, glande endocrine présente sur la face ventrale du cerveau, transmet un signal hormonal à l'hypothalamus. Celui-ci est un organe nerveux situé au dos du tronc cérébral. Suite à ce stimulus endocrinien, il active la création de corticostérone - un glucocorticoïde présent chez les rongeurs, dont l'équivalent chez les humains est le cortisol - par les glandes surrénales. Ainsi, en cas de stress chronique, cet axe hypothalamo-hypophysairo-surrénalien conduit à la synthèse de quantités trop importantes de corticostérone.

Normalement, un taux trop élevé de cette hormone conduit à une immunosuppression (suppression du système immunitaire). Or, dans le cas présent, chez une population de souris soumise à un stress chronique, les cellules causant les réactions inflammatoires pathogènes sont peu sensibles aux effets des glucocorticoïdes. Pire encore, la corticostéronémie (taux sanguin de corticostérone) importante provoquerait une sélection des populations cellulaires immunitaires, en ayant un rôle immunosuppresseur sur les cellules sans pouvoir pathogène.

- Une puce stimulant les nerfs contre la polyarthrite rhumatoïde

Traiter polyarthrite rhumatoïde sans médicaments grâce à une puce électronique implantée envoyant des impulsions régulières aux nerfs.

Le dispositif est implanté dans le cou du patient et s'enroule autour du nerf vague, un faisceau de fibres nerveuses qui communiquent l'information sensorielle des organes internes et contrôle les fonctions involontaires du corps telles que le rythme cardiaque et la digestion. Le dispositif stimule le nerf à intervalles réguliers, ce qui régule le système immunitaire trop actif dans la polyarthrite rhumatoïde.

- Le sens de sa vie plus important que la jouissance pour la santé

Le bonheur qui verse dans l'hédonisme, en dépit de la réponse des participants, n'avait pas du tout l'effet escompté pour lutter contre une possible dépression. On a plutôt constaté une association avec de forts niveaux de l'activité génétique qui est typiquement provoquée par de longues périodes de stress. Ce stress de fond accroît typiquement les inflammations et décroît les réponses antivirales du corps.

Au contraire, le bonheur de fond (avec une véritable satisfaction sur le sens de sa vie) diminue l'activité génétique précédente.

- Le chant, la solution contre les ronflements

- Des opiacés à absorption lente éviteraient l'addiction

C'est la même différence qu'entre la cocaïne et la Ritaline, la rapidité du "flash" étant au principe de l'addiction et de la baisse de sensibilité des récepteurs.

- Un extrait de peau de tomate pour remplacer le BPA pour les conserves

Parce qu'on la produit partout et consomme en toute saison, la tomate se met facilement en boîte. (c) AfpEn extrayant la coutine, une substance un peu cireuse contenue dans la peau des fruits (la tomate en est un, même si on la consomme généralement en légume), on peut fabriquer une laque bio pour recouvrir les faces internes et externes des conserves en métal.

- Les nanoparticules contaminent la nourriture

As part of MU Associate Professor Mengshi Lin's study about how toxic nanoparticles may enter our food supply, graduate student Zhong Zhang applies silver nanoparticles to an apple. Mengshi's food science study has found that these particles could pose a potential health risk to humans and the environment. Thanks to their study, a reliable method of testing foods for the harmful particles has been found that might be implemented in the future. Image: Kyle Spradley, MU College of Agriculture, Food & Natural Resources

- Une pilule qui envoie des textos au médecin

On avait déjà parlé de ce genre de pilule signalant son ingestion dans l'estomac, sauf que là, elle envoie un texto en plus !
 

Technologie


biotechnologies, informatique, robotique



- Vers une théorie mathématique du contenu signifiant des communications

schéma

Malgré l'intérêt évident de prendre en compte le sens, celui-ci a été exclu de la plupart des approches théoriques de l'information en biologie. En conséquence, les réponses fonctionnelles basées sur une interprétation appropriée des signaux ont été remplacées par une description probabiliste des corrélations entre les symboles émis et reçus. Cette hypothèse conduit à des paradoxes potentiels. Les modèles de l'évolution du langage inspirés de la théorie des jeux utilisent cette méthode qui est celle de la théorie de Shannon, mais d'autres approches qui envisagent des agents communicants concrets montrent que la correspondance correcte (significative) résultant des échanges entre agents est toujours obtenue et que les systèmes naturels arrivent évidemment à résoudre le problème correctement. Comment la théorie de Shannon peut-elle être élargie de telle façon que le sens, du moins dans sa forme minimale référentielle, puisse y être correctement intégré ? En s'inspirant du concept de "dualité du signe" entre signifiant et signifié tel que promue par le linguiste suisse Ferdinand de Saussure, nous présentons ici une description complète du système minimal nécessaire pour mesurer la quantité d'information utile décodée. Plusieurs conséquences de nos développements sont étudiées, comme l'inutilité d'une approche quantitative de l'information transmise correctement dans la communication entre agents autonomes.

C'est intéressant car cela sort l'information du quantitatif et de toute proportionnalité au profit du qualitatif où une seule petite information peut déclencher un changement radical, ce que l'approche statistique quantitative masque (un peu comme les sondages) ignorant la spécificité des mécanismes en jeu (des informations pertinentes). Le sémantique est cependant réduit ici au référentiel commun (perception), permettant d'éliminer l'information non pertinente définie comme un "bruit référentiel" (qu'on pourrait dire contextuel?).

Il faudrait tenir compte aussi du fait qu'une information répétée n'en est plus une. Tout cela reste basique mais ouvre un nouveau domaine et pourrait s'avérer utile pour l'intelligence artificielle ou les communications entre robots, pas seulement pour la biologie cellulaire, dont ils sont partis, ou la théorie évolutionniste du langage en fonction du changement de référentiel qu'ils invoquent.

- On peut arriver à lire dans le cerveau les lettres qu'on voit

On en avait déjà parlé en janvier. Ce n'est qu'une étape de plus dans la précision de la lecture du cerveau par IRM qui s'affine grâce à des modèles mathématiques qui corrigent la perception comme le fait le cerveau lui-même en fonction de ce qu'il anticipe. Les lettres étaient manuscrites et reconstruites point par point (voxel par voxel ou pixel par pixel).

Voir aussi Gizmodo.

- Introduire de l'ADN dans une cellule avec un laser

C'est une grande avancée dans la précision, permettant d'introduire dans une seule cellule une séquence ADN sans endommager la cellule ni avoir besoin de traiter un grand nombre de cellules à la fois. Un laser positionne la séquence d'ADN empaquetée dans un plasmide et un femtolaser produit un petit trou dans la membrane par lequel il va pénétrer la cellule.

a) A laser scanning microscope image of a cancer cell used in the experiment. The green circles show plasmid-coated particles that have been optically tweezed and inserted into the cell. b) The same cell viewed with a fluorescence microscope. The DNA material inserted into the cell through the transfection process carries a gene that codes for a green fluorescent protein. Here, the cell’s green glow means the transfection process was successful. c) Image (b) superimposed on image (a). Credit:Biomedical Optics Express.

 

- Des hydrogels qu'on peut déplacer avec la lumière

Les hydrogels sont les matériaux qui constituent la plupart des lentilles de contact et des technologies microfluidiques ou fluide contrôlé. Leur étude, publiée dans Advanced Functional Materials, est la première à montrer que ces gels peuvent être à la fois reconfiguré et commandés par la lumière, subissant auto-entretenue mouvement un comportement unique biomimétique.

the first to show that these gels can be both reconfigured and controlled by light, undergoing self-sustained motion—a uniquely biomimetic behavior.

Ces matériaux avaient été précédemment montré pour former des motifs 2-D distincts sur les surfaces initialement plat lorsqu'il est introduit aux écrans de lumière variable et sont hydrophiles (eau «aimer») dans l'obscurité, mais devenir hydrophobe (l'eau "ne pas aimer") sous l'éclairage de la lumière bleue. Par conséquent, Balazs et Kuksenok s'attendaient à ce que la lumière pourrait être un stimulant utile pour adapter la forme du gel.Grâce à la modélisation informatique, l'équipe Pitt a démontré que les gels "se sont enfuis" lorsqu'il est exposé à la lumière, présentant mouvement direct, soutenu.

Such materials had been previously shown to form distinct 2-D patterns on initially flat surfaces when introduced to varying displays of light and are hydrophilic (“liking” water) in the dark but become hydrophobic (“disliking” water) under blue light illumination. Therefore, Balazs and Kuksenok anticipated that light could be a useful stimulus for tailoring the gel's shape.

Using computer modeling, the Pitt team demonstrated that the gels “ran away” when exposed to the light, exhibiting direct, sustained motion.

L'équipe va maintenant étudier l'effet d'incorporer des fibres microscopiques dans le gel afin de mieux contrôler la forme et la réponse du matériau à d'autres stimuli.

The team will now study the effect of embedding microscopic fibers into the gel to further control the shape and response of the material to other stimuli.

- Des lentilles à bulle pour la nano-opto-électronique

prochaine génération de circuits à haute vitesse

Le principal avantage d'une lentille de bulle est juste comment rapidement et facilement les chercheurs peuvent reconfigurer la position de la bulle, la taille et de forme qui influent tous sur la direction et l'orientation de tout faisceau de lumière qui le traverse.

Pour former la lentille de bulle, les chercheurs ont utilisé un laser de faible intensité pour chauffer l'eau sur une surface d'or. Comportement optique de la petite bulle reste cohérente tant que la puissance du laser et de la constante de séjour de la température de l'environnement.

Il suffit de déplacer le laser ou d'ajuster la puissance du laser peut changer la façon dont la bulle va dévier un faisceau de lumière, que ce soit comme un faisceau concentré sur une cible spécifique ou comme une onde dispersé. Changer le liquide affecte également comment un faisceau de lumière se réfracte.

- Fabrication de nanostructures à -200°C

Contrôle précis sur la forme et la structure des nanocomposants a été réalisée par les chercheurs de Stuttgart par le biais de leur méthode élégante, qui peut produire plusieurs centaines de milliards d'exemplaires d'une structure complexe en une heure environ. Avec l'aide de nanolithographie micellaire, qui est disponible depuis plusieurs années, ils ont la première place des milliards de nanoparticules d'or disposés régulièrement sur la surface d'une plaquette de silicium ou de verre. Ils déposent des particules d'or couvertes d'une enveloppe polymère sur le substrat, qui se sont ensuite arrangent en une configuration régulière serrés. Après élimination de l'enveloppe de polymère avec un plasma, les points d'or restent derrière liés au substrat. Les scientifiques ont ensuite placer la plaquette pré-modelé dans ce qui est essentiellement un courant de vapeur métallique à un angle oblique assez que les atomes métalliques ne peuvent voir les petites îles d'or et se déposer uniquement à ces points. Ainsi, elles se développent rapidement dans les nanostructures qui peuvent avoir des tailles de fonction aussi petite que 20 nm.

Nanostructures fabriquées en parallèle: Plusieurs centaines de milliards d'hélices, ainsi que des crochets ou des structures en zigzag, peut être créé avec l'aide de dépôt en phase vapeur sur une plaquette pré-structuré (a). Ultrasons, libère les nano-composants à partir du substrat de sorte qu'ils peuvent être amenés en suspension colloïdale (b). La forme et les dimensions des structures peuvent être commandés très exactement (c, d). Image: Andrew G. MarkNanostructures fabriquées en parallèle: Plusieurs centaines de milliards d'hélices, ainsi que des crochets ou des structures en zigzag, peut être créé avec l'aide de dépôt en phase vapeur sur une plaquette pré-structuré (a). Ultrasons, libère les nano-composants à partir du substrat de sorte qu'ils peuvent être amenés en suspension colloïdale (b). La forme et les dimensions des structures peuvent être commandés très exactement (c, d). Image: Andrew G. Mark Si les chercheurs tournent lentement le substrat pendant le cours de la déposition en phase vapeur, les tiges s'enroulent en hélice. S'ils tournent le substrat brusquement, un zigzag formes de forme. Si le matériau qui est vaporisé dans la chambre pendant le processus est modifié, un matériau composite, par exemple un alliage de métal, est formée. Et bien sûr, toutes ces astuces intéressantes peuvent être combinées. Par exemple, ils cuivre attachée à crochets tiges d'oxyde d'aluminium à l'aide d'une fine couche de titane pour faire adhérer les deux matériaux ensemble.

les atomes mobiles chaudes déposées de la vapeur s'arrangent rapidement à la surface dans une sphère en raison de considérations énergétiques. «Nous avons donc eu l'idée de refroidir le substrat en utilisant l'azote liquide à -200 C environ, qui traverse le support de substrat, de sorte que l'atome est rapidement congelé et fixé en position dès qu'il atterrit sur le sommet de la croissance nanobody », dit John G. Gibbs, qui également contribué de manière significative à l'œuvre à l'Institut Max Planck pour les systèmes intelligents.

- Imprimer des films plastiques de nanotubes de grande taille

De quoi permettre de faire des écrans géants.

- Des nanotubes de carbone pour remplacer l'indium dans l'optoélectronique

- L'électronique flexible à base de transistor au graphène

- Une radio en plastique fine comme du papier

 

Conçu pour signaler des défauts dans le béton, cette radio en plastique qui peut se coller sur un mur sert à transmettre les données de ses capteurs. L'exploit consiste à produire des ondes radios avec des transistors en plastique, ce qui était impossible jusqu'ici.


 

- Un oeil d'insecte artificiel pour la robotique

À l'avenir, l'œil composé artificiel pourrait être utilisé dans des domaines où la détection panoramique des mouvements est primordiale. On pourrait ainsi fixer un œil composé artificiel flexible sur les voitures pour détecter efficacement les obstacles (par ex. lors de manœuvres de stationnement, pour le guidage automatique, ou pour détecter des véhicules ou des piétons qui s'approchent trop près de la voiture); on pourrait aussi en intégrer dans les micro-drones (MAV) utilisés pour une navigation sans collision fondée sur la vision (par ex. pendant l'atterrissage ou pour éviter les obstacles, notamment au cours d'opérations de sauvetage). Leur faible épaisseur et leur souplesse intrinsèques permettraient également de les intégrer dans des tissus pour fabriquer des vêtements intelligents, tels que des chapeaux munis d'un système avertisseur de risque de collision destinés aux personnes malvoyantes. Des yeux composés artificiels flexibles pourraient aussi être fixés aux murs et au mobilier de maisons intelligentes afin de détecter les mouvements (par ex. pour les personnes âgées dans des situations d'autonomie assistée à domicile, ou pour prévenir les accidents chez les enfants).

- Un mur Samsung Ultra HD de 2,5m

Le mur Ultra HD 98 pouces de Samsung

 

- Skype teste des appels vidéo 3D

Le système est au point mais pas encore commercialisable car il nécessite plusieurs caméras. Pour être opérationnel, il faut d'abord créer l'écosystème matériel nécessaire.

- Des lunettes 3D

Produit initial maladroit prospectifs de Meta, appelé Lunettes spatiales , vise davantage comme un outil pour les développeurs d'applications que comme un gadget que vous voudriez porter réellement. Il n'a pas de batterie intégrée ou central ou processeurs graphiques, donc il doit être attachés physiquement à un ordinateur pour travailler. Il comprend un voir-à travers LCD projetable pour chaque œil, une caméra de profondeur infrarouge et une caméra couleur standard, ainsi que d'un accéléromètre, gyroscope, et une boussole.

La vidéo de démonstration sensationnelle sur le site de Meta promet une gamme de services interactifs activités comme pratiquement sculpture et puis en 3-D impression d'un vase, ou jouer à un jeu d'échecs virtuel avec un ami.

- MakerBot Digitizer, le scanner 3D

MakerBot Digitizer

Ce digitaliseur 3D se présente donc comme l’accessoire indispensable pour recopier un objet existant. Comme leur imprimante, le Digitizer se veut pratique et non encombrant, ce qui le limite malheureusement aux objets de petites tailles – une vingtaine de centimètres et hauteur et diamètre pour 3kg maximum.

Un peur cher (1250€) mais idéal pour recopier une pièce cassée.

Le fax 3D de AIO Robotics
- Une imprimante 3D / Fax 3D

A la manière d’une imprimante tout-en-un classique, l’appareil de AIO Robotics sera capable d’imprimer, de copier, de scanner et de recevoir directement des plans 3D. Une véritable machine à copier en 3D.


- Microfactory : un fab lab personnel

Le microfactory est un appareil portable, tout en un, juste un peu plus grand qu'une imprimante 3D de bureau. En plus du matériel d'impression standard, il contient une série de fraiseuses et de têtes d'impression qui peuvent couper ou graver plastiques, bois et certains métaux. Son créateur le décrit comme "le premier atelier d'usinage du monde dans une boîte".

Microfactory non seulement permet aux utilisateurs de fabriquer des produits à partir de matériaux imprimables, comme les matières plastiques, mais aussi du bois et du métal, qui ne peuvent qu'être usinés.

- Une imprimante 3D papier

Le processus commence par la machine appliquant des gouttes de colle sur une feuille de papier. Plus adhésif est appliqué sur la surface qui constituera la première couche de l'objet; moins (mais encore un peu) est appliqué ailleurs. La zone légèrement collé agit comme un support tandis que la structure est construite.

Ensuite, la machine glisse une deuxième feuille de papier au-dessus de la première et les presse ensemble à les lier. Cela fait, il utilise une lame en carbure de tungstène pour couper le contour de l'objet (par exemple, entre les zones fortement et légèrement collés). Le processus se poursuit, couche par couche, jusqu'à ce que l'objet est terminée. Il est ensuite retiré de la machine, le matériau de support est détaché, et le produit fini, ce qui a une consistance semblable au bois (pas surprenant, car le papier est fait de pâte de bois), est révélée.

Ajouter de la couleur implique un peu de l'impression en deux dimensions à l'ancienne. Chaque feuille, avant qu'il soit mis dans la pile, est imprimé en haut et en bas avec de l'encre appropriée dans un schéma qui suit le bord de la pièce au niveau de cette feuille de papier occupera.

 

En fait la seule chose nouvelle, c'est son arrivée en France puisque Mcor Technologies a été créée en 2005 et qu'on en avait parlé en décembre 2012 mais l'imprimante coûte très chère (47000$ ou 11000€ par an avec maintenance) même si cela permet d'économiser sur l'impression ensuite (ce n'est pas pour les particuliers).

- Un robot sauteur à queue

Ultra-léger, long de moins de 8 cm, MSU TailBot sait courir et sauter. Inspiré des animaux, il réalise des bonds de 80 cm puis se repositionne grâce à sa queue.


- Des périphériques sans batterie qui s'alimentent avec les ondes radio

Ces dispositifs récoltent l'énergie dont ils ont besoin à partir des ondes radio qui sont tout autour de nous à la télévision, la radio et les émissions Wi-Fi gratuite.

Sans piles, les capteurs peuvent être nettement moins chers et beaucoup plus durables.

Voir aussi Futura-Sciences.

- Un netbook solaire

Voici le Sol, le tout premier ordinateur portable totalement autonome uniquement alimenté par l’énergie solaire ! C’est en tout cas ce que son constructeur, la société canadienne WeWi Telecommunications, affirme sur la page de présentation de cet ordinateur de 13,3 pouces. Ainsi, il serait doté d’une autonomie de dix heures pour uniquement deux heures de recharge à partir de quatre panneaux solaires repliables.

Le design particulier du Sol fait penser aux ordinateurs dits « durcis », ou « renforcés », employés sur les chantiers ou par l’armée pour résister aux conditions difficiles. Une version résistante à l’humidité est même disponible.

L’ordinateur est également vendu à un prix cassé. Pour 350 dollars (environ 260 euros) en version standard et 400 dollars en version dite « marine » résistante à l’eau, le Sol, qui est fourni avec la distribution Linux Ubuntu, n’est pas une machine que l’on peut caractériser de musclée.

- Une voiture solaire 4 places

stella voiture energie solaire

Fabriqué avec des matériaux légers tels que l’aluminium et la fibre de carbone, la voiture ne pèse que 380 kg, soit environ 1100 kg de moins qu’une voiture électrique moyenne.

- Un micro-véhicule pliable

L'Armadillo-T du KAISTConçu et pensé par le KAIST, l’Institut Avancé des Sciences et de la Technologie Coréen, l’Armadillo-T est un prototype de voiture minuscule pliable. Ses mensurations, tout d’abord, en font une véritable attraction: 2,8m de long pour moins de 500kg.

Mais une fois plié – la partie arrière se replie sur l’avant, comme une carapace -, il passe à seulement 1,3m. Sa batterie de 13,6kWh offre une vitesse de point de 60km/h pour une autonomie de 100km.

Voir aussi Futura-Sciences.

- Un avion qui rampe à terre

Capable de voler rapidement sur de grandes distances, il peut ensuite se poser et explorer le sol à l'aide de ses ailes qui font office de pattes. EPFL

Les drones volants peuvent se rendre très rapidement sur n'importe quelle zone. Mais lorsqu'il s'agit de zigzaguer entre les troncs d'une forêt, de se glisser dans les boyaux souterrains d'une caverne, ou de circuler dans les éboulis d'un immeuble à demi effondré, les drones volants sont à la peine...

Leur solution consiste en un drone avion capable de couvrir de grandes distances dans les airs, puis de se poser et de crapahuter sur le sol sur ses ailes, qui deviennent alors des... pattes.

- Le Transformer TX de Lockheed Martin

Le Transformer TX de Lockheed Martin est sur les railsL’aéronef va ressembler à un hélicoptère, mais avec deux hélices carénées (un peu comme dans Avatar). Le véhicule devrait voler plus aisément qu’un hélicoptère (qui sont réputés comme engins difficiles à manier) et pourra se poser sur de petites surfaces.

Le Transformer TX a un peu commencé son esquisse comme « voiture volante ». Avec le temps, il est apparu que ce concept manquerait de flexibilité. Il s’agira donc plus d’un « transporteur » qui pourra éventuellement transporter une voiture. L’aéronef se fera en collaboration avec Piasacki Aircraft. Les essais devraient débuter d’ici 2015. L’engin pourra voler à 20 nœuds (37 km/h) et aura plus de 350 km d’autonomie. L’idée est de pouvoir envoyer rapidement du petit matériel ou des soldats sur la zone de combat (ou les retirer).

Cela ressemble, en moins beau, au "Project Zero".

- Le jetpack arrive ?

Depuis le temps qu'on l'annonce (à plus de 100 000$ quand même !). C'est bruyant et l'avantage par rapport à un petit hélicoptère n'est pas évident (rien à voir avec un système "portable").

Le jetpack de Martin Aircraft

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