Revue des sciences mars 2014

Pour la Science

La Recherche

Physique, espace, nanos

Climat, écologie, énergie

Biologie, préhistoire, cerveau

Santé

Techno

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- Economie et social

iron man

L'armée américaine construit une armure à toute épreuve faisant référence à "Iron man" bien que les véritables prototypes soient beaucoup moins impressionnants. Un autre projet, plus étonnant, consisterait dans un implant cérébral pour enregistrer la mémoire et la restaurer quand on la perd ! Même si le productivisme capitaliste (voir les 50 entreprises les plus innovantes selon le MIT) est un facteur d'accélération des progrès technologiques, l'armée reste l'aiguillon principal et toujours en pointe (depuis l'époque de Léonard de Vinci au moins), les périodes de guerre étant souvent le théâtre d'innovations radicales (ainsi la seconde guerre mondiale aura produit aussi bien la recherche opérationnelle, l'informatique, la bombe atomique, etc). misfitCependant, avec le numérique ou les biotechnologies, il faut compter aussi avec les hackers, les pirates si ce n'est des fous, des drogués, des mal adaptés, activistes, terroristes, criminels qui font partie intégrante des innovateurs désormais, impossibles à contrôler. La cyberguerre et la sécurité numérique deviennent de plus en plus capitales or, on apprend que les virus pourraient se propager par les airs, en utilisant le Wi-Fi notamment, ce qui assurerait une contamination bien plus rapide des machines connectées (y compris smartphones). On pourrait assister assez vite à la mise en pratique de ces merveilleuses innovations avec les suites incertaines de la révolution ukrainienne qui menace la stabilité de l'Europe et met à l'épreuve la capacité d'éviter les conflits armés entre nations, la patiente construction d'un Etat universel qui semble pourtant bien irréversible...

Comme il était prévisible, on a assisté fin février à l'effondrement du bitcoin (jusqu'à 135$ avant de remonter à 500$ contre 900$ en janvier), cette volatilité manifestant la non viabilité d'une monnaie qui n'est pas adossée à une régulation politique (même s'il y a eu aussi des devises nationales qui se sont effondrées quand elles sont mal gérées mais pas à cette vitesse). Cela devrait servir de leçon pour de prochaines monnaies électroniques plus robustes ou plus ciblées (ainsi le Riecoin teste en même temps une hypothèse sur les nombres premiers!).

La population mondiale est majoritairement urbaine depuis quelques années et devrait l'être de plus en plus, ce qui semblait préférable écologiquement, minimisant l'occupation des sols, les déplacements, les coûts divers et même les suicides mais, en fait, les grandes villes produisent plus de CO2 par habitant que les petites (et les grandes villes des pays en développement plus que celles des pays développés). Un autre problème inaperçu jusqu'ici, c'est la diminution de personnes par foyer qui augmente la consommation de ressources (terrain, chauffage) par habitant. Globalement, on s'est rendu compte que l'augmentation du nombre de foyers était devenue supérieure à l'augmentation de la population (entre 1985 et 2000) ce que les auteurs appellent "household bomb". De quoi inciter à vivre en communautés. Il y a quand même quelques bonnes nouvelles. Ainsi, le nombre d'enfants obèses âgés de deux à cinq ans a baissé de 43% en huit ans aux USA, effet spectaculaire d'une prise de conscience soudaine. Moins stupéfiant, la cigarette électronique fait reculer le tabagisme (de 7%).

- Sciences

Illustration de la structure interne du cortex avec des neurones. Greg Dunn, Brian Edwards (Greg Dunn Design); Marty Saggese (SfN); Tracy Bale (UPenn); Rick Huganir (Johns Hopkins University)

Ce ne sont pas les revues qui nous retiendront cette fois, même si Pour la Science nous rappelle le caractère périphérique de la conscience par rapport à tous les mécanismes inconscients mais sans rien apporter de nouveau alors qu'on peut se réjouir qu'on s'attache enfin à étudier les bases cognitives des religions qui procèderaient du même phénomène que la sorcellerie, les théories du complot ou la recherche de boucs émissaires, à supposer un agent volontaire derrière tout ce qui arrive. On ne sait si on doit s'extasier ou s'effrayer qu'on puisse bloquer la douleur par optogénétique, en agissant sur le cerveau, mais il est fascinant de constater la facilité avec laquelle on pourrait contrôler un jeu ou tout autre processus par la pensée (par EEG). Malgré les féministes "universalistes" très remontés ces temps-ci (avec la mort d'Antoinette Fouque notamment, figure de prou des "différentialistes"), il faut bien admettre les multiples différences entre les cerveaux féminins ou masculins de même que les inégalités de nutrition qui ne sont pas aussi culturelles que le prétend François Héritier (plutôt habillage culturel) puisque même le lait maternel s’adapte au sexe du bébé. Il semble bien aussi que le lancer soit resté une activité strictement masculine durant la préhistoire, conformément à l'hypothèse défendue par Alain Testart de l'interdiction des armes sanglantes pour les femmes, ce qui cependant pourrait être lié à l'espèce puisqu'on n'observe pas cette division chez Neandertal (mais on en sait tellement peu encore!). En biologie, le plus notable, c'est le mécanisme de reproduction épigénétique, mettant en évidence qu'il n'y a pas seulement reproduction de l'ADN mais également transmission de caractères acquis (à notre descendance mais aussi dans la reproduction de nos cellules différenciées selon les organes) ajoutant plus de flexibilité à l'adaptation. On peut observer d'autres biais à l'évolution comme le fait que les mutations les plus courantes dominent les plus adaptées mais cela n'empêche pas la sélection de faire son travail de sape. Il se pourrait enfin que des virus soient à l'origine des multicellulaires, confirmant leur rôle "d'information circulante" des organismes, partie intégrante de la vie bien que n'étant pas vivants en eux-mêmes. Au niveau des biotechnologies, on arrive désormais à fabriquer des tissus artificiels vascularisés par impression 3D et les procédés d'édition du génome, dont on avait vu le mois derniers qu'ils avaient permis, avec succès, de modifier génétiquement des macaques (avant des transhumains) font encore des progrès permettant désormais de cibler une seule lettre (nucléotide) de l'ADN. En attendant, étant donné la chute des coûts, le test d'ADN prénatal devrait devenir la norme. Un autre test pourrait s'imposer, permettant de prédire la mortalité à 5 ans avec 4 biomarqueurs.

En physique, Lee Smolin continue à témoigner de son activisme théorique avec son dernier livre prenant le contrepied de ses confrères en soutenant que c'est le temps qui existe (l'évolution de l'univers) et non pas l'espace qui lui est plutôt relatif. Un autre physicien remet en cause le Big Bang au profit d'un univers qui émergerait du vide ! Plus utile sans aucun doute serait de pouvoir prévoir l'éruption des volcans avec assez de précision. Sinon, La Recherche fait son numéro sur l'ordinateur quantique en prétendant que c'est déjà une réalité, ce dont son dossier a du mal à nous convaincre. Il est certain qu'on y arrivera, avec une mise en réseau de qubits, mais pas sûr que les premiers appareils de D-Wave tiennent leurs promesses...

Il faudrait répéter à chaque mois qu'on est ici dans la science en train de se faire et que tout ce dont on parle a besoin d'être vérifié dans le futur. Je ne fais que rendre compte des nouvelles du mois telles qu'elles paraissent mais il y a dedans des théories physiques contradictoires qui devront être départagés par des observations et il y a de nombreuses expériences qui ne sont pas reproduites ensuite ou qui ne peuvent déboucher sur des productions de masse, etc. Ainsi, on parlait le mois dernier (et le Pour la Science de ce mois) d'un procédé simple d'obtenir des cellules souches en trempant des globules blancs dans l'acide mais d'autres laboratoires n'ont pu reproduire ces "STAP". Il semblerait que d'autres paramètres rentrent en jeu - si ce n'est pas une arnaque mais il ne le semble pas, d'autant qu'on pourrait l'expliquer par l'accélération de la division cellulaire, comme on l'avait vu. De toute façon, dans de nombreux cas, puisqu'on est dans la veille des nouvelles tendances, les technologies restent très frustres et demanderont des années avant d'être opérationnelles - ce qui n'empêche pas que d'autres se concrétisent à une vitesse qui nous surprend (comme les voitures autonomes).


- Numérique

Selon Le Point, l'organisation américaine à but non lucratif Media Development Investment Fund, dont la fondation a été financée en partie par George Soros, a prévu d'envoyer dans le ciel, dès janvier prochain, une centaine de cubes-satellites ("cubesats"), de 10 cm de côté, pour fournir à la planète entière un accès à Internet. Ainsi, les Nord-Coréens et les Chinois pourront-ils, en dépit de la censure qui sévit chez eux, se connecter à Outernet via n'importe quel smartphone ou ordinateur. Pendant les cinq premières années, il ne s'agira que d'un Internet basique, plus proche de la télévision avec seulement quelques sites d'information, programmes pédagogiques et messages d'urgence, notamment en cas de catastrophe naturelle, mais sans possibilité d'uploader. On passera d'un site à l'autre comme on change de chaîne de télévision (voir aussi Futura-Sciences). Alors qu'on cherche ainsi à contourner la censure, on vient d'apprendre que les britanniques (en liaison avec la NSA) ont utilisé un programme de reconnaissance faciale baptisé Optic Nerve pour espionner près d'1,8 millions d'internautes passant des appels vidéos avec Yahoo entre 2008 et 2012. Il ne suffira donc pas d'un câble reliant le Brésil à l'Europe pour contourner l'espionnage américain ! Pixeom propose ainsi un cloud personnel chiffré pour 125$.

De même que c'est le pays le plus critique envers l'économie de marché, la France est le pays le moins emballé par le numérique, très loin des pays en développement. La fréquentation des sites web y baisse du reste depuis 2012. Par ailleurs, la nouvelle tendance serait de ne pas se fier au talent des concepteurs mais de tester les sites web pour sélectionner la présentation la plus efficace (pour les dons, l'inscription, l'achat) en se réglant donc sur les feedbacks. Un peu selon ce même principe cybernétique, on s'orienterait vers des jeux vidéos qui s'adaptent au stress ou à l'ennui du joueur. De nombreux accessoires connectés sortent, destinés en général aux sportifs ou à la surveillance médicale, mais il vaudrait peut-être mieux pour cela un t-shirt digital (d-shirt) ! Sinon, les LRA (lunettes a réalité augmentée) arrivent dans le monde industriel et les Google glass sont testées par la police (ce qui servirait de justificatif pour y inclure la reconnaissance faciale j'imagine).

En attendant la 5G, on peut se réjouir que l'idée d'un smartphone modulable (qui permet de changer un seul module plutôt que de changer d'appareil) se concrétise rapidement, malgré le scepticisme rencontré, puisque Google va en proposer un pour 50$. A part ça, la reconnaissance de commandes gestuelles sans piles, à partir des interférences radio pourrait en généraliser l'usage, ce qui ne devrait pas être le cas de la possibilité insolite d'un skype avec votre chien, mais qui sait ? On se moquait du projet d'Amazon de livraison par drones, jugée infaisable aux USA mais Amazon livrera par drones dès l'année prochaine aux Emirats Arabes Unis ! A signaler, enfin, que les hublots des avions pourraient être remplacés par des écrans reproduisant la vue extérieure...



Pour la Science no 437, l'inconscient


Pour la Science

L'article sur l'inconscient qui reprend largement les travaux de Daniel Kahneman ne nous apprendra rien de nouveau sur les biais cognitifs qu'il a étudié ni sur les 2 systèmes qu'il a distingué (automatique/inconscient ou rationnel/conscient) auquel on avait ajouté le mois dernier un troisième système inhibiteur aiguillant sur l'un ou l'autre et dont il ne sera pas question ici. A plusieurs reprise l'auteur prend ses distances avec l'inconscient de Freud, qualifié d'inconscient irrationnel alors qu'en tant que psychologue cognitiviste, ce dont il parle, c'est plutôt de ce qu'on peut appeler l'inconscient rationnel (cognitif). La distinction est intéressante mais devrait permettre de mieux mettre en valeur la spécificité de l'inconscient freudien (rejeté violemment par certains) alors qu'on est frappé par l'inaptitude à rendre compte du narratif, du fantasme, du désir de désir, du narcissisme, sans parler du refoulement, c'est-à-dire de tout ce qui nous différencie d'une machine. Ce qu'on pourrait appeler l'inconscient corporel est également bizarrement absent (hormones, fatigue, drogues, etc.), par contre on retrouve ce que Sartre désignait par subjectivité inconsciente dont on peut se détacher quand on en devient conscient (par exemple en prenant conscience que le mauvais temps affecte notre humeur).

Prendre la mesure de l'étendue des processus inconscients a l'avantage de montrer la surestimation d'une conscience qui reste très minoritaire alors même qu'on s'y identifie et même que certains (de moins en moins nombreux) voudraient que la conscience intervienne dans les expériences quantiques comme le chat de Schrödinger ou alors (Eccles, Popper, Penrose) que ce soit un phénomène quantique (flottant sur les eaux?), voire qu'elle survive après notre mort...

Qu’est-ce que la conscience ? Pour certains, être conscient, c’est être éveillé, par opposition aux situations où la conscience disparaît (sommeil, coma, anesthésie). Pour d’autres, c’est avoir accès à ses pensées et au monde environnant. Pour d’autres encore, c’est la conscience de soi, sa capacité à se représenter en tant qu’individu ici et maintenant.

Là encore, on peut être déçu des réponses données qui ne font pas état de la caractéristique essentielle de la conscience d'inhiber les processus primaires, ce que Laborit caractérisait comme manque d'information. Il est certain que cette capacité réflexive implique l'éveil, l'attention au monde comme la conscience de soi, une interconnexion de nombreuses zones du cerveau (perceptives, associatives, mémoires, calculs) qu'on peut reconnaître au scanner et qui n'est donc pas précisément localisée. Jean-Pierre Changeux utilise la métaphore de "l'espace de travail" alors que Bernard Baars (apparemment non traduit en français) utilise la métaphore théâtrale.

Selon son approche, dite contrastive, même si nous ignorons comment naît la conscience, nous savons quand elle se manifeste, et diverses expériences permettent de comparer les processus cognitifs quand un sujet est conscient et quand il ne l’est pas. Cette approche, qui évite d’avoir à définir la conscience, permet de délimiter ce qui lui est propre.

J'ai défendu l'idée que la conscience commence avec la douleur et le plaisir qui en sont l'objet (et sinon n'ont pas de sens, simples réflexes) même si le cortex est sans doute nécessaire à notre conception de la conscience mais au lieu d'en faire un flux continu comme Husserl, il vaut mieux en faire un processus transitoire, discontinu, une interruption (ou je pense ou j'agis). Comme dit Valéry : penser, c'est perdre le fil. Rien là qui puisse se passer d'un corps vivant ni qui soit si mystérieux. Ce qui donne à la conscience sa valeur irremplaçable, c'est la conscience morale qui nous rend responsables aux yeux des autres, nous identifie, incarne nos valeurs, nos choix, ce pourquoi il est stupide de croire, sous prétexte que la plupart de nos actes sont automatiques, que l'inconscient supprimerait tout libre-arbitre et que la conscience ne serait qu'un épiphénomène. Lorsqu'on ne sait pas quoi faire et qu'on pèse le pour et le contre, c'est bien la preuve que nous ne sommes pas entièrement déterminé par notre inconscient à notre insu.

Tout comme le Ça et le Moi de Freud, le système automatique et le système contrôlé se complètent, mais, dans le même temps, ils s'opposent parfois. Il faut réagir instinctivement pour éviter un bus, mais il faut aussi que nous nous contrôlions pour ne pas donner un coup de poing au chauffard qui a failli nous renverser.

Dès que nous apercevons quelqu'un, nous lui associons inconsciemment un comportement et une personnalité, même si nous ne disposons que d'informations très limitées. Nous nous attendons à ce que les serveurs se comportent d'une certaine façon, différente de celle des bibliothécaires ou des chauffeurs de poids lourds. Ces a priori nous parviennent à l'esprit sans que nous y pensions, simplement d'après la position sociale d'une personne. Cette façon non consciente de percevoir autrui est une réaction réflexe. Il nous faut exercer un effort volontaire et conscient pour nous défaire de nos préjugés.

Ces réactions réflexes persistent souvent, même si elles sont contraires à nos pensées conscientes. Nombre de personnes qui affirment avoir une attitude positive à l'égard des minorités sont étonnées lorsque les spécialistes de sciences sociales leur révèlent par des tests simples qu'elles sont loin de réagir comme elles le croient.

Dans une expérience classique, des psychologues ont montré l'influence notable du temps qu'il fait. Les expérimentateurs demandaient à des personnes interrogées par téléphone de donner une appréciation sur leur vie passée : leur vie tout entière semblait d'autant plus ensoleillée qu'il faisait beau ! Mais dès qu'elles prenaient conscience de ce biais, c'est-à-dire quand les expérimentateurs attiraient leur attention sur le temps qu'il faisait dehors, les sentiments cessaient d'être influencés par le soleil ou la pluie : la prise de conscience de cet effet le faisait disparaître.

Les publicités pour de la nourriture amorcent le grignotage sans qu'il soit nécessaire de projeter un message subliminal. Ce n'est pas parce que nous sommes conscients d'un message publicitaire et que nous croyons donc en contrôler les effets qu'il n'influe pas sur notre comportement.

On montre aussi que nos perceptions influencent notre jugement et nos comportements de façon métaphorique : ainsi, quand quelqu'un est assis sur un siège dur pendant une négociation, il adopte une ligne plus « dure » et accepte moins les compromis que s'il est installé dans un fauteuil confortable.

Les psychologues ont constaté depuis longtemps que les personnes à qui, dans une expérience, on attribue une position dominante adoptent des comportements égoïstes et corrompus, faisant passer leur intérêt personnel avant tout.

Un encadré tente de justifier que les expériences en ce domaine ne soient pas toujours reproductibles, ce qui, sur la quantité n'invaliderait pas leur résultat mais seulement les conditions de l'expérience manquée.

Par ailleurs, une stimulation électrique du cerveau aurait fait sortir des patients de leur état végétatif et de conscience minimale depuis des années...

- Les animaux ont-ils un sens moral ?

Outre qu'on ne peut mettre dans le même sac tous les animaux, ni même tous les mammifères, la question me semble mal posée, encore une fois motivée par une surévaluation de notre morale mais qui ne peut être du même type que celle des animaux puisqu'il y a beaucoup de dogmatisme et d'interdits qui ne tiennent qu'au langage. La bonne question est celle de l'empathie et du sentiment d'équité qu'on retrouve effectivement chez les plus évolués.

Chez les primates, un individu évite d'agresser un allié pour un motif superficiel, même s'il est sûr de le vaincre, pour ne pas mettre en danger leur relation. Lorsqu'une querelle survient malgré tout, elle est suivie d'une réconciliation grâce à divers comportements : baisers sur la bouche, bras autour des épaules...

L'article conclut à l'inexistence d'un sentiment d'injustice chez les chimpanzés sous prétexte que "les chimpanzés et les bonobos acceptent toutes les offres, même déséquilibrées", alors qu'il me semble avoir lu une étude prouvant le contraire. En tout cas, il est certains qu'on ne le trouve pas partout. Je suis toujours très étonné de voir un petit chat très attaché à sa mère et qui lui chipe un morceau de viande en grognant, voire en lui donnant des coups de patte. Les animaux n'ont certainement pas de morale mais ils en ont les bases qui ne nous viennent donc pas des religions, ni de règles purement arbitraires.


La Recherche no 485, ordinateur quantique


Ce qui est paradoxal, c'est qu'on ne sait toujours pas à la fin du dossier si le seul ordinateur quantique commercialisé (par D-Wave) est véritablement un ordinateur quantique ! La question n'étant pas de savoir s'il utilise des processus quantiques comme le fait un laser par exemple, mais s'il tire bien parti de propriétés quantiques comme la superposition ou l'intrication. Sinon, cet ordinateur tient sur une puce et l'essentiel de son imposante armoire est destiné à son refroidissement à l'hélium près du zéro absolu (20 millikelvins) car basé sur des circuits supraconducteurs.

D-Wave n'utilise pas des qubits isolés, trop soumis aux fluctuations quantiques et donc exigeant un haut degré de redondance, mais des groupes de qubits interagissant simultanément, ce qu'on appelle le "recuit quantique", ce qui réduit le type de problème pouvant être résolus ainsi. Sa capacité actuelle est de 512 bits quantiques, pouvant être théoriquement étendu à plusieurs milliers mais si la machine s'est révélée performante pour certains tests, elle ne constitue pas la rupture annoncée.


Une autre approche est une structure modulaire mettant en réseau par fibres optiques des photons émis par des cristaux où sont piégés des ions, confinés électromagnétiquement, les qubits étant stockés dans les niveaux internes des atomes ionisés.

Cela fait quelque temps déjà qu'on avait parlé d'une telle structure modulaire pour étendre le nombre de qubits sans s'exposer au phénomène de décohérence qui augmente exponentiellement avec le nombre de particules.

Ion qubits (shown as a crystal within trap blades) are combined in a modular design. Any set of ion modules (small cubes on left) can be connected using photonic interconnects. A switch, depicted as large cube on right, contains microelectromechanical mirrors to change connections between any arbitrary pair of modules. Graphic based on figure 1 from publication. Background is a photo of a razor blade ion trap, taken by S. Debnath. Graphic rendering: E. Edwards/JQI


Brèves et liens


Physique


cosmologie, physique quantique, nanotechnologies

- Pour Lee Smolin le temps existe pas l'espace

Dans son livre "Time Reborn", publié début 2013 (mais dont Books rend compte ce mois-ci), Lee Smolin prend le contrepied, au nom de la gravité quantique, de la physique relativiste pour laquelle le temps serait une illusion, réduit à l'espace-temps alors que l'évolution de l'univers et sa complexification serait bien la réalité première, comme dans le darwinisme, l'espace étant lui relatif.

Ce qui permet à Smolin de sauver le temps, c'est précisément d'éliminer l'espace. Tandis que le temps est une propriété fondamentale de la nature, l'espace en est une propriété émergente (comme pour la température) [...] la réalité sous-jacente est un réseau de relations. Les éléments sont en relation avec d'autres éléments, ils sont connectés, et ce sont ces relations qui définissent l'espace, plutôt que l'inverse [...] "Du point de vue d'un téléphone portable, nous vivons dans un espace à 2,5 milliards de dimensions".

"Les véritables relations qui constituent le monde sont un réseau dynamique" [...] La perspective relationnelle conforte l'idée que l'univers est à sens unique, de plus en plus structuré et complexe, ce qui entre en contradiction avec la deuxième loi de la thermodynamique [...] mais qui ne correspond pas à l'univers que nous voyons. Smolin fait valoir que la deuxième loi de la thermodynamique s'applique à tout système isolé au sein de l'univers, mais pas à l'univers pris dans son ensemble et que, dans un univers où le temps est réel et fondamental, il est naturel que la complexité se développe et que les systèmes soient de plus en pus organisés.

En déclarant l'espace secondaire, Smolin procède à un échange mathématique qui lui évite de contredire la théorie de la relativité : taille relative contre temps relatif. Si la taille et la position sont relatives, alors le temps n'a pas besoin de l'être [...] Même si "maintenant" ne signifie pas forcément la même chose pour les différents observateurs, cela conserve son sens pour le cosmos.

Je dois dire que j'y retrouve plusieurs hypothèses que j'avais faites, bien qu'expliquant la complexification de l'univers non pas par une entorse au deuxième principe mais par le fait qu'au cours du temps l'improbable de vient de plus en plus probable. Ce n'est donc pas le fait de prendre l'univers comme entité globale qui change la question entropique mais uniquement de prendre en compte des durées astronomiques et la gravitation. Voir aussi la critique de Jean-Paul Baquiast.

Sinon, pour Alain Connes, ce qui serait à l'origine du temps, ce serait la variabilité quantique (tout comme pour Aristote, le temps découle du mouvement) mais il est difficile de penser une variabilité sans y introduire la temporalité. Ces théories, comme la gravitation à boucles, ne suppriment pas le temps mais seulement le temps absolu, c'est-à-dire le besoin d'un temps unifié au profit de purs rapports entre différents processus ayant chacun son temps propre.

- Un univers qui émergerait du vide

New theory suggests the universe emerged from a long, cold deep freeze

Cette théorie exotique voudrait remplacer le Big Bang par l'émergence de l'univers à partir du vide et se réchauffant avec le temps, ce qui se traduirait par l'expansion ainsi que l'acquisition de masse des particules. Il n'y aurait plus de paramètres libres dans cette conception, ni d'origine situable à l'univers.

Dans son dernier livre, Heidelberg prétend que l'univers émerge d'un univers très froid et qui évolue lentement. Au cours des échelles de temps cosmiques, les masses des particules élémentaires auraient augmenté lentement tandis que la constante gravitationnelle diminue. Dans le même temps, l'attraction newtonienne est resté inchangé.

Si les masses des particules ont augmenté, le rayonnement du début de l'univers aurait l'air d'être plus chaud qu'il ne l'était réellement, et les objets éloignés sembleraient s'éloigner, même si ce n'est pas le cas. Cela expliquerait pourquoi l'univers semble être en expansion.

- Des traces du mécanisme de Higgs juste après le Big Bang ?

Selon le modèle standard, ce champ de Higgs se serait déroulé 100 picosecondes après le Big Bang. Dans les théories qui vont au-delà du modèle standard, la transition serait arrivée plutôt comme de l'eau qui commence à bouillir, les bulles du champ de Higgs auraient grossi dans la matière chaude et dense qui existait juste après le Big Bang. Quand une bulle balayait une zone, les particules à l'intérieur auraient tout à coup acquis une propriété de masse. Et quand les murs de bulles de Higgs seraient rentrés en collision, ils auraient déclenché des ondulations dans le tissu de l'espace-temps appelées ondes gravitationnelles.

- Les petits trous noirs primordiaux à l'origine de la matière noire ?

Lorsque la matière était plus concentrée, des trous noirs pouvaient se former avec moins de matière, formant une multitude de petits trous noirs mais ne devraient-ils pas s'être évaporés ou agrégés depuis ? En tout cas, on pourrait détecter la trace de leur explosion dans le fond cosmologique par la chaleur dégagée.

- Un interview de Jean-Pierre Luminet sur la nouvelle théorie de Hawking des trous noirs

Figure 2
- La matière noire : des neutrinos stériles ?

Les deux équipes ont vu les émissions de rayons X à des énergies de l'ordre de 3,5 keV. Cela pourrait correspondre à la désintégration d'un neutrino stérile avec une masse d'environ 7 keV. Il n'y a pas d'autre explication évidente à ce qui pourrait être la production du signal: rien d'autre que nous connaissons émet de rayons X de cette énergie au spécifique.


- De l'eau sur Mars

Première photo de la planète Terre vue du sol martien, par Curiosity Nasa
La Terre depuis Mars

 

Loin d’être une planète desséchée et inerte, Mars renferme de grandes quantités d’eau, principalement de la glace, comme l’ont révélé orbiteurs et rovers. Aujourd’hui, sa surface se montre encore dynamique au gré des saisons, comme en témoignent les apparitions et disparitions récurrentes de traces sombres sur les pentes de certains cratères. Un phénomène qui ravive les questions sur l’éventuelle existence d’eau liquide, probablement salée, à sa surface.

- La vie sur Mars ?

Des structures sphériques à la surface de la météorite Martienne Yamato 000593 relance le débat sur leur éventuelle origine biologique. DR

Des chercheurs américains ont observé d'étranges sphérules à la surface d'une météorite martienne vieille de 10000 ans.

Mais tout est hypothétique : la provenance de Mars, le caractère biologique de ces nodules...

- Lancement de l'exploitation des richesses de la Lune

- Les projets japonais de fusée réutilisable

Destiné au transport de satellites (aller et retour en fin de vie ou pour maintenance, recharge en carburant...), le transport de personnes (missions habitées, tourisme spatial, transport aérien rapide), et le transport de marchandises lourdes de et vers l'espace (solaire spatial, exploitation minière...).

- Le champ magnétique de la Terre pourrait s'inverser dans 1.500 ans
Zoom sur les changements d’intensité du champ magnétique terrestre entre 48.000 et 30.000 ans, reconstitués à partir de plusieurs archives géologiques. Les points sont les données volcaniques (les nouveaux points du Massif central sont en rouge, ceux des Canaries en rose et de Nouvelle-Zélande en turquoise). En gris, la courbe continue à haute résolution sédimentaire Glopis-75, et en bleu et vert, celles dérivées du béryllium 10 et du chlore 36 dans les glaces du Groenland.

- Prévoir l'éruption des volcans ?Le mont Hood se trouve à l'ouest des États-Unis, dans l'Oregon, au-dessus d'une zone de subduction. Le fond du Pacifique, plus précisément la plaque (plate) Juan de Fuca, s'enfonce sous la plaque nord-américaine (North-America Plate). Cette friction crée des contraintes dans la plaque continentale qui ont conduit à l'érection des montagnes Rocheuses mais aussi à une activité sismique et volcanique (grossièrement représentée ici par de remontées de magma, en rouge).

C’est la remontée d’un magma profond et plus chaud qui réchauffe celui, plus froid et plus visqueux, resté figé à quatre ou cinq kilomètres de profondeur. L’intérêt de l’étude est qu’elle donne des indications quantitatives sur la température limite et sur le temps que dure ce réchauffement. Dans le cas du mont Hood, le magma doit passer au-dessus de 750 °C pour devenir suffisamment mobile, et il suffit pour cela d’un temps court, peut-être, au minimum de quelques mois.

Autrement dit, le réveil d'un volcan ne dure pas nécessairement des millénaires, comme on le croyait, mais peut s’étendre sur quelques années seulement, voire quelques mois selon les auteurs. Or, ces changements d’état du magma, quand il se fluidifie sous l’effet de son réchauffement, pourraient être détectés depuis la surface par surveillance des ondes sismiques ou des mouvements du sol par positionnement GPS.

- Des communications quantiques à 125m sous l'eau (claire)

- Des trous dans le graphène (pour des filtres, l'osmose, etc.)

The MIT researchers used a four-step process to create filters from graphene (shown here): (a) a one-atom-thick sheet of graphene is placed on a supporting structure; (b) the graphene is bombarded with gallium ions; (c) wherever the gallium ions strike the graphene, they create defects in its structure and (d) when etched with an oxidizing solution, each of those defects grows into a hole in the graphene sheet. The longer the material stays in the oxidizing bath, the larger the holes get. Image courtesy of the researchersLe processus de création de filtres en graphène comporte quatre étapes : (a) une feuille de graphène d'un atome d'épaisseur est placé sur un support; (b) le graphène est bombardé par des ions de gallium; (c) chaque fois que les ions gallium frappent le graphène, elles créent des défauts dans la structure et (d) trempés ensuite dans une solution oxydante, chacun de ces défauts forme un trou dans la feuille de graphène. Plus le matériau reste dans le bain oxydant, plus les trous sont grands.

Cela semble idéal pour l'osmose car la finesse et la solidité du graphène permettent un débit maximal tout en empêchant les grains de sel de passer.

- Un graphène modifié avec des nanocristaux pour l'électronique

Une équipe de physiciens a réussi à fabriquer du graphène artificiel E. Kalesaki

On a fabriqué un graphène artificiel en conservant cette même structure en nids d’abeille mais en remplaçant les atomes de carbone par des nanocristaux semi-conducteurs.

En modifiant la taille, la forme et la nature chimique des nano-cristaux, il devient théoriquement possible d’adapter le matériau à des tâches spécifiques.

"Le graphène artificiel ouvre la porte à une grande variété de matériaux à nano-géométrie variable, dotés de propriétés modulables" (mécaniques ou électriques).

Voir aussi Futura-Sciences.

- Production en masse (et bottom-up) de nanorubans de graphène

"Au lieu de commencer avec une grande feuille de graphène et d'essayer de la réduire en petits bouts - selon l'approche descendante typique, nous avons décidé d'utiliser une approche bottom-up, constituant des nanorubans de graphène à partir de molécules organiques encore plus petites".

- La supraconduction à température ambiante avec du graphène

Schéma de principe d'un circuit comprenant des rubans de graphène interconnectés (atomes en noir) fabriqués par croissance sélective sur des marches gravées dans un monocristal de carbure de silicium (atomes en jaune). Les électrons (en bleu) ont une trajectoire balistique le long des rubans, puis se déplacent d'un ruban à l'autre par les contacts métalliques. Le courant est modulé par des grilles électrostatiques.

Les chercheurs ont choisi de synthétiser ce graphène à une dimension à partir d'un cristal facilement disponible dans le commerce, le carbure de silicium. Grâce à un procédé ingénieux, ils ont réussi à obtenir des rubans de graphène d'une très grande qualité structurale, formés d'un "feuillet" de carbone très étroit, de 40 nm de large. La prouesse a été de conserver des bords de ruban très organisés. Il s'agit d'un élément primordial car un ruban de graphène aux bords rugueux ne permet pas une bonne propagation électronique. Pour avoir des rubans réguliers même au bord, l'astuce a été de creuser des tranchées de profondeur nanométrique dans le carbure de silicium puis de fabriquer directement les rubans de graphène à partir des plans verticaux de ces tranchées.

Autre spécificité: ces rubans peuvent être produits facilement et en grande quantité tout en conservant les mêmes propriétés. Ce qui rend leur utilisation à grande échelle possible.

Voir aussi Futura-Sciences.

- Il y aurait 6 types de isolants topologiquesMIT physics prof. Senthil Todadri says the unusual electrical behavior of materials called topological insulators reminds him of the 1915 painting by Russian artist Kazimir Malevich, called "Black Circle" (shown here), because the only feature of interest in the painting is the boundary between the black circle and the white background. In topological insulators, all of the significant electrical activity takes place just on the surface, not the interior.

"There are six, and only six, new kinds of topological insulators that require strong electron-electron interactions.”

“The surface of a 3-D material is 2-D,” Senthil says—which explains why the electrical behavior of the surface of a topological insulator is so different from that of the interior. But, he adds, “The kind of two-dimensional physics that emerges [on these surfaces] can never be in a two-dimensional material. There has to be something inside, otherwise this physics will never occur. That’s what’s exciting about these materials,” which reveal processes that don’t show up in other ways.

Climat


climat, énergies, écologie

- Le rôle des volcans dans la pause climatique

Réchauffement : le rôle des volcans dans le "hiatus global"Selon ce travail basé sur des données satellitaires, un lien peut être établi entre la température à la surface du globe et une vingtaine d'éruptions volcaniques depuis l'an 2000.

Voir aussi Futura-Sciences. Les petits volcans expliqueraient 15% de la pause constatée.

- Le régime des vents explique le refroidissement de la surface de l'océan

La température de surface des eaux aux équateurs des régions est et centrale du Pacifique a diminué de 1°C depuis la fin du 20e siècle, provoquant par absorption de la chaleur atmosphérique, une baisse des températures mondiales moyennes de 0,29°C.

Ces alizés poussent d’est en ouest des eaux de surface chaudes qui plongent au large de l’Australie vers la thermocline, la zone de transition entre couches superficielles et couches profondes. De là, ces eaux repartent vers l’ouest grâce à un courant équatorial de profondeur. Les chercheurs ont ainsi constaté pour 2012 un net gain de température au-dessous de 125 mètres de profondeur et une diminution de la chaleur présente entre la surface et cette limite.

Une accélération du réchauffement climatique est attendue dès le retour d’une période positive de l’oscillation interdécennale du Pacifique.

- Les éoliennes modifieraient (légèrement) le régime des vents au sol

- Les éoliennes offshore réduiraient la puissance des ouragans

- L’exploitation de l'huile de palme produit du méthane

- Un petit pas vers la fusion nucléaireETATS-UNIS. Un petit pas vers la fusion nucléaire

Pour la première fois, des chercheurs américains sont parvenus à produire plus d'énergie que leur combustible n'en a absorbé.

Voir aussi Futura-Sciences.


- Les nanotechnologies essentielles pour l'énergie solaire et sa conservation

Brochure cover: Nanotechnology in the sectors of solar energy and energy storageUne nouvelle étude de la CEI (Commission électrotechnique internationale) se penche sur les avantages importants pour le secteur de l'énergie, en particulier pour l'énergie solaire et son stockage, apporté par les nanotechnologies. Amélioration de l'efficacité des matériaux et coûts réduits de fabrication ne sont que deux des avantages économiques réels que la nanotechnologie apporte déjà ces domaines et ce n'est que le début. Les capacités de stockage des batteries pourraient être étendues, les cellules solaires pourraient être moins chères, et leur durée de vie (ou des batteries) augmentée.

Les technologies suivantes seront d'une importance cruciale: "l'électronique organique et imprimée", les "nano-revêtements", "nano-composites", "nano-fluides", "nano-catalyseurs", "nanocarbones" et "nano-électrodes".

- Des nanostructures thermoélectriques pour réduire les pertes de chaleur

Un modèle à l'échelle atomique d'un métamatériau nanophononic. Les vibrations causées par le pilier de ralentir l'écoulement horizontal de la chaleur à travers le film mince.L'effet thermoélectrique, d'abord découvert dans les années 1800, se réfère à la capacité à générer un courant électrique à partir d'une différence de température entre une face d'un matériau à l'autre. A l'inverse, l'application d'une tension électrique à un matériau thermoélectrique peut provoquer une face du matériau à chauffer alors que l'autre reste au frais, ou, alternativement, d'un côté à refroidir tandis que l'autre reste chaud.

Les dispositifs qui incorporent des matériaux thermoélectriques ont été utilisés dans les deux sens: à créer de l'électricité à partir d'une source de chaleur, telle que le soleil, par exemple, ou pour refroidir les instruments de précision par la consommation d'électricité.

Cependant, l'utilisation généralisée de matériaux thermoélectriques a été entravée par un problème fondamental qui a occupé les scientifiques pendant des décennies. Les matériaux qui permettent à l'électricité de circuler permettent également à la chaleur de s'écouler à travers eux. Cela signifie que dans le même temps qu'une différence de température crée un potentiel électrique, la différence de température elle-même commence à se dissiper, ce qui affaiblit le courant qu'elle crée.

Le nouveau concept consiste à mettre un réseau de piliers nanométriques sur une couche de matériau thermoélectrique, tel que du silicium, pour former ce que les auteurs appellent un "métamatériau nanophononic". La chaleur se diffuse par une série de vibrations, connus sous le nom phonons. Les atomes constituant les nano-piliers vibrent également à différentes fréquences. Un modèle informatique montre que les vibrations des nano-piliers devraient interagir avec ceux des phonons, ce qui ralentirait l'écoulement de chaleur sans influer sur le courant électrique.

C'est donc un isolant qui arrête la chaleur mais pas l'électricité. On avait vu le mois dernier un autre système nanométrique réussissant à contrôler la diffusion de chaleur pour la rendre directionnelle.

- Amélioration du rendement de l'hydrogène solaire

La conversion de l'énergie solaire en hydrogène n'a qu'une efficacité de 1,7% mais c'est la plus haute se limitant à des oxydes bons marchés, grâce à l'association de 2 catalyseurs et surtout des nanopores augmentant la surface d'interaction.

Voir aussi La Recherche.
- Des batteries lentes mais sûres et bon marché pour le solaire

 
- Les batteries liquides, l'avenir des véhicules électriques

Elles sont encore trop chères mais seraient beaucoup plus pratiques et rapides à recharger.

- Un robot tondeuse qui marche à l'herbe

Un projet de drone tondeuse qui digère l'herbe. le prototype est designé aux couleurs du personnage de Marvel "The Punisher" EcomowtechL'entreprise américaine EcoMow développe une tondeuse qui transforme l'herbe coupée en biocarburant qu'elle utilise pour se mouvoir.

Pour ce faire, l'herbe est tout d'abord coupée à l'avant du drone. En effet, en lieu et place d'une large lame rotative (comme sur une tondeuse classique), ce drone taille la végétation devant lui à la manière d'une mini moissonneuse batteuse.

Sitôt coupée, l'herbe est ensuite broyée par un système de vis sans fin puis les débris entrent dans un cylindre sous pression qui va les compresser en petits granules végétaux.

Ces granules sont ensuite centrifugées afin d'éliminer les particules indésirables, puis elles sont dirigées vers le compartiment de stockage. Là, elles sont séchées par un flux d'air chaud provenant du générateur de gaz. À ce stade, les granules végétaux peuvent être prélevés afin de servir de combustible pour une cheminée ou un barbecue.

Le reste des granules végétaux tombe ensuite dans dans le générateur de gaz. Les granules végétaux qui y tombent finissent de sécher et descendent au fur et à mesure qu'une réaction de pyrolyse se produit. À l'issue de cette réaction thermochimique un biogaz composé de monoxyde de carbone (CO) et d'hydrogène (H2) est récupéré pour... alimenter le moteur thermique de la tondeuse.

- Laver son linge avec des perles de plastique au lieu de l’eau

Laver son linge avec des perles de plastique au lieu de l'eauCette machine utilise de petites perles faites d’un polymère très spécial capable d’agir sur les tâches des tissus plus efficacement.

Sans entrer dans les détails techniques, avec ces perles, les volumes de produit nettoyant et d’eau sont revus à la baisse – un seul verre rempli d’eau et de lessive suffit – et la température peut rester plus basse encore, le tout pour un lavage plus efficace. Cerise sur le gâteau, les perles peuvent être réutilisées pendant environ 6 mois (une centaine de cycles).

Résultat des courses, des économies de 47% en électricité et 72% en eau. Quelques professionnels utilisent déjà la machine à laver Xeros mais elle devrait être disponible pour le grand public très prochainement.

- Projets d'agriculture urbaine (Voir aussi le JdN)

Biologie


évolution, génétique, éthologie, anthropologie, neurologie

- Des nanomoteurs contrôlés dans les cellules

Image en microscopie optique d'une cellule HeLa contenant plusieurs nanomoteurs. Les flèches indiquent les trajectoires des nanomoteurs, et la ligne blanche solide montre propulsion. Près du centre de l'image, une broche de plusieurs nanomoteurs tournant. Mallouk lab, Penn State UniversityOn peut les activer par ultrasons et les diriger par magnétisme.

"À faible puissance ils ont peu d’effet sur les cellules mais quand on augmente les ultrasons, ils entrent en action, se déplacent et se cognent dans les organites. Ils peuvent agir comme des batteurs d'œufs et homogénéiser le contenu de la cellule ou même percer la membrane cellulaire".

Voir article plus complet (en anglais).

- La biologie artificielle confrontée à l'aléatoire

False color image of fluorescence within water-in-oil droplets containing a biochemical oscillator. Droplet-to-droplet variability in the fluorescence indicates noise in the preparation and operation of the oscillator circuitry. Droplet diameters range from less than 1 um to more than 20 um.A l'échelle nanométrique des cellules, le comportement des molécules ne peut être que probabiliste et très bruité, notamment en fonction de leur partitionnement (lorsque le nombre de molécules regroupés est faible leur comportement devient imprévisible).

Cela suggère que la sélection darwinienne joue au plus bas niveau (comme l'a montré JJ Kupiec) et qu'il sera donc très difficile de s'en passer pour une vie artificielle difficile à contrôler puisque constamment en évolution ?

- Les mutations les plus courantes dominent les plus adaptées

Study demonstrates evolutionary 'fitness' of their traits was not the most important determinant of success
Ce sont les mutations les plus fréquentes qui finissent par dominer, ce qui signifie que le hasard est structuré, il n'est pas purement aléatoire, et qu'il y a des évolutions qui suivent une dérive génétique sans que cela n'apporte d'avantages significatifs mais n'empêche pas que la sélection favorise le plus adapté sur le long terme.

- Des virus à l'origine des multicellulaires ?
We'd be nothing without viruses <i>(Image: Medic Image/Getty)</i>
C'est la confirmation que les virus sont bien "l'information circulante" des organismes.

Seuls deux types de protéines de fusion cellulaire ont été identifiées jusqu'à présent. La première a été la syncytine, trouvée en 2000, essentielle pour la formation du placenta humain. Le gène de la syncytine viendrait d'un virus.

Puis en 2002, une seconde protéine appelée EFF-1 a été trouve. Elle aide à former la peau des ascaris Caenorhabditis elegans. En 2007, il était clair que EFF-1 faisait partie d'une famille de protéines similaires, appelées protéines FF, après la découverte d'une protéine similaire appelée AFF-1.

Maintenant Felix Rey de l'Institut Pasteu a constaté que la famille FF de protéines de fusion cellulaire est également d'origine virale.

La structure de EFF-1 ressemble en effet à celle d'une protéine produite par des virus, et la partie active - qui effectue le travail de liaison une cellule à l'autre - est pratiquement identique. Les virus utilisent cette protéine pour éventrer la membrane d'une cellule, qu'ils peuvent ensuite infecter. Dans les vers, les deux cellules doivent posséder la même protéine pour fusionner, mais elle fonctionne encore d'une manière similaire.

Si la capacité de fusion cellulaire nous vient des virus, ils sont donc responsables de la vie multicellulaire complexe.

- La reproduction épigénétique

Lorsque nos cellules se reproduisent dans nos organes, il ne suffit pas de reproduire l'ADN mais aussi leur différenciation assurée par les histones autour desquels notre ADN est enroulé formant une structure appelée chromatine et qui détermine quels gènes sont actifs ou non. Il semblerait qu'une centaine de composants moléculaires participent à cette reproduction épigénétique, notamment des histones chaperonnes.

Il suffirait que ces composants ne puissent faire leur travail pour avoir des cellules souches ?

- Une transmission épigénétique de caractères complexes

Deux spécimens d'Arabidopsis montrant des différences de floraison.Des groupes chimiques (méthyle) peuvent se fixer sur les nucléotides (cytosines). Ces groupes méthyle répriment le plus souvent les gènes concernés, et agissent ainsi comme un jeu de verrous disposés le long du génome. L’ensemble de ces modifications sur une partie du génome constitue un profil de méthylation, qui, bien que la méthylation soit réversible, peut être transmis à la descendance par des mécanismes encore mal connus. Limité chez les mammifères, ce processus est massif dans le règne végétal.

Les chercheurs ont croisé une variété d’Arabidopsis sauvage avec une autre porteuse d’une mutation capable de modifier la méthylation du génome. Par croisements successifs, ils ont ensuite éliminé cette mutation tout en propageant à la descendance les différences de méthylation initiales. Ils ont alors abouti à une lignée de plantes ayant le même génome, mais différentes d’un point de vue épigénétique.

Les chercheurs ont ensuite adapté une technique de cartographie génétique pour mesurer l’influence des marqueurs épigénétiques sur les deux caractères complexes étudiés. Ils ont ainsi établi que le profil de méthylation du génome expliquait respectivement 60 % et 90 % des variations héritables de la taille de la racine et du temps de floraison. Cette influence a pu être rapportée aux variations de méthylation d’un petit nombre de régions du génome. « Ces travaux établissent pour la première fois de façon claire la contribution des variations épigénétiques à l'héritabilité des caractères complexes ».

Or « ce type de variation présente une plus grande sensibilité à l'environnement et une stabilité inférieure à celle des modifications de la séquence de l'ADN », explique Vincent Colot. Elles pourraient donc jouer un rôle transitoire dans les processus évolutifs, en permettant aux plantes de s’adapter de manière plus souple à leur environnement.

Par ailleurs, les plantes s’échangent leurs gènes à grande échelle.

- Une protéine de la photosynthèse présente chez les méthanogènes

Scientists studying methane-producing microbes, like the ones found in deep-sea hydrothermal vents pictured here, discovered that a protein critical to photosynthesis likely developed on Earth long before oxygen became available.They found that the protein thioredoxin, which plays a major role in contemporary photosynthesis, could repair many of the organism’s proteins damaged by oxygen.

Since methanogens developed before oxygen appeared on earth, the evidence raises the possibility that thioredoxin-based metabolic regulation could have come into play for managing anaerobic life long before the advent of oxygen.

- Les éponges ont besoin de très peu d'oxygène
You don't need oxygen when you're a Bread-crumb Sponge <i>(Image: D P Wilson/FLPA)</i>
La décomposition des cellules mortes consommait toute l'oxygène des mers avant que les éponges ne commencent le nettoyage et fassent monter le niveau d'oxygène de l'eau 100 millions d'années avant les premiers fossiles (600 millions d'années).

On peut penser que c'est le déplacement qui exige plus d'énergie.

- "Amborella" le chaînon manquant de l'évolution des plantes à fleurs

Amborella est une plante arbustive endémique des sous-bois de la forêt dense et humide du centre de la Nouvelle-Calédonie. Ses particularités ont alerté les botanistes dès le début du XXe siècle. "Des fleurs très rudimentaires différenciées mâles et femelles, des vaisseaux conducteurs de sève imparfaits : ces caractères trahissent une plante archaïque qui aurait pu être présente sur Terre peu de temps après l'émergence des plantes à fleurs il y a environ 140 millions d'années".

Le séquençage de son génome, piloté par l'université de Pennsylvanie (Etats-Unis), a permis de déterminer que vers -200 millions d'années, l'ancêtre des plantes à fleurs a vu son génome doubler, évènement trahi par 14 000 gènes d'Amborella. Ce phénomène de duplication a été le moteur de l'acquisition de nouvelles fonctions comme celles de produire des fleurs et de pouvoir stocker des réserves nutritives importantes dans les graines.

Autre surprise: l'analyse de l'ADN mitochondrial a révélé l'intégration de six génomes étrangers appartenant aussi bien à des mousses et des algues vertes qu'à d'autres plantes à fleurs.

- Comment sont reliés taille et métabolisme

How evolution shapes the geometries of lifeEn biologie, on connaît depuis les années 30 une loi mathématique, nommée loi de Kleiber, qui semble gouverner le Vivant dans sa totalité. Cette loi concerne le métabolisme et énonce que le taux métabolique est relié d’une certaine manière à la masse : c’est toujours proportionnel la masse élevée à la puissance trois quart. Tous les biologistes connaissent cette loi, mais personne ne pouvait complètement l’expliquer.

L’optimisation de l’efficacité énergétique est restée la même depuis les origines. Prenons un tigre et un arbre.

Pour être aussi efficace que possible, un arbre multiplie les branches et les feuilles : ce qui l’intéresse au premier chef est d’avoir le maximum de surface possible (pour la photosynthèse) : d’où les branches et les très nombreuses feuilles. Quelle que soit la taille de l’arbre, les nutriments de l’arbre circulent à vitesse constante.

Un animal comme le tigre mange beaucoup et ce « carburant » génère beaucoup de chaleur. Il faut s’en débarrasser. Or, il existe une autre loi, très simple à comprendre, de différence entre l’augmentation d’un volume et d’une surface. Si vous multipliez votre volume par deux (en devenant obèse), votre surface d’échange (la peau), elle, augmentera beaucoup moins en proportion. D'ailleurs, l'été, les obèses ont effectivement toujours chaud.

Si rien d’autre ne change, alors l’animal pourrait carrément finir par bouillir de l’intérieur… Ce qui change et qui a échappé aux chercheurs d’antan, c’est la vitesse de circulation des nutriments dans le corps. On a donc regardé notre « pompe », le cœur. La vitesse du sang y est proportionnelle à la masse élevée à la puissance 1/12. C’est ce phénomène qui explique que la loi de Kleber s’écrit avec la puissance trois quarts et pas deux tiers (qui serait le ratio entre la surface et le volume).

- L'émergence de la face à partir de la mâchoire

Cette image montre une reconstruction en trois dimensions du crâne de Romundina (vieux de 415.000.000 années) qui a été numérisé à l'ESRF. Vincent Dupret, Uppsala University

Dans la revue Nature, les chercheurs montrent comment quelques fossiles-clés, dont un petit poisson cuirassé vieux de 415 millions d’années nommé Romundina, illustrent étape par étape l’assemblage de la face lors de la transition entre vertébrés sans mâchoire et vertébrés avec mâchoires.

"Romundina est construit comme un vertébré à mâchoires, mais avec des proportions de vertébré sans mâchoire. Cela nous démontre que l’organisation de la majeure partie des masses tissulaires a été la première à changer, et que la forme de la tête ne s’est modifiée qu’ensuite".

On avait déjà vu que le squelette avait commencé par la mâchoire mais c'est l'organe de l'ingestion qui va structurer aussi la face des premiers animaux (notamment des premiers prédateurs).

- Les plumes colorées nécessaires pour le métabolisme des oiseaux
We could be able to work out the colours of extinct animals from the shapes of their pigment factories <i>(Image: Clarke et al.)</i>

"Beaucoup de gènes impliqués dans la couleur de la mélanine sont également impliqués dans d'autres processus de base tels que l'apport alimentaire, les réponses au stress, le comportement reproducteur etc. Cela signifie que la variation dans les pigments pourrait être liée à des changements plus importants du bilan énergétique et de la physiologie de l'animal.

- Des mâles XX en l'absence de FOXL2

Au cours du développement normal, la formation de testicules ou d'ovaires chez le fœtus de mammifère dépend de la présence ou de l'absence du gène SRY, porté par le chromosome Y. Mais il existe des cas d'inversion sexuelle où des fœtus porteurs de deux chromosomes X, programmés pour développer un ovaire, naissent finalement avec tous les attributs du sexe mâle. Depuis plus d'une dizaine d'années, des chercheurs de l'unité Biologie du Développement et Reproduction de l'Inra de Jouy-en-Josas se sont attachés à caractériser et étudier les mutations responsables de l'apparition de mâles XX chez des espèces d'animaux domestiques comme la chèvre, mettant en évidence l'importance d'un gène (FOXL2) porté par un autosome (chromosome non sexuel).

Pour démontrer le rôle de ce gène lors de la détermination sexuelle, les chercheurs ont réussi, grâce à de nouvelles techniques de modifications génétiques, la prouesse de supprimer le gène FOXL2 dans des embryons de chèvres. Les fœtus XX n'ayant plus de gène FOXL2, développent alors des testicules à la place des ovaires.

La voie de développement femelle a été longtemps considérée comme une voie de différenciation "par défaut". Les expériences réalisées par l'équipe de l'Inra démontrent au contraire que la formation d'ovaires nécessite à la fois une activation des gènes de la voie femelle et un processus actif de répression exercé sur les gènes de la voie mâle. Le gène FOXL2 agit tel un protecteur de l'ovaire ; gène femelle par excellence il réprime les gènes mâles dès la formation de l'ovaire, mais aussi, à priori, tout au long du développement et jusqu'à l'âge adulte.

- Le lait maternel s’adapte au sexe du bébé

http://www.lepoint.fr/images/2014/02/15/allaitement-2431519-jpg_2088075.JPGAinsi, les petits garçons ont du lait plus riche en graisse et en protéines, donc énergétique, tandis que les petites filles obtiennent de plus grandes quantités de lait.

Les femelles chez les singes sont nourries au lait maternel plus longtemps que les mâles qui passent plus de temps à jouer et qui ont de ce fait besoin d'un lait plus énergétique.

En tout cas, les explications culturelles de la taille des femmes à cause de leur moindre nourriture ne tiennent pas, tout au plus justification a posteriori de déterminations biologiques.

- Différences entre les cerveaux de l'homme et de la femme

Dans une méta-analyse, une équipe britannique a récapitulé toutes les différences cérébrales entre les hommes et les femmes découvertes ces deux dernières décennies.

Images du cerveau montrant la différence de volume de la matière grise entre les hommes et les femmes. Les régions où la substance grise est plus volumineuse sont en rouge pour la femme et en bleu pour l’homme. © Neuroscience and Biobehavioral Reviews, cc by nc sa 3.0

Les régions où la substance grise est plus volumineuse sont en rouge pour la femme et en bleu pour l’homme.

La différence majeure concerne la taille : en moyenne, les hommes ont un cerveau plus volumineux que celui des femmes. Dans le détail, l’excédent de volume chez les hommes est de 12 % pour le crâne, de 9 % pour la matière grise, de 13 % pour la matière blanche et de 9 % pour le cervelet.

Comme on pouvait s'y attendre, cette étude a fait l'objet d'une critique très détaillée d'Odile Fillod. Son travail est précieux traquant toutes les faiblesses de l'étude mais cela fait penser aux critiques des marxistes inébranlables dans leurs convictions et en permanence occupés à essayer de réfuter les arguments de l'adversaire. On imagine que si elle avait le pouvoir, toutes ces études (car il y en a beaucoup) contredisant ses propres dogmes seraient censurées ! On est vraiment dans l'idéologie et non pas dans la science, avec des enjeux explicitement idéologiques (la fameuse théorie du genre qui n'est pourtant en rien réfutée par ces différences statistiques).

- Le lancer: une activité strictement masculine durant la préhistoire

La division sexuelle des tâches ne date pas d'hier, et était même bien plus accentuée à la période préhistorique selon un article publié dans le Journal of archeological science. L'étude des atteintes au niveau des insertions des tendons sur le coude de plus de 1200 squelettes indique qu'à la différence de toutes les autres époques, les sujets préhistoriques de sexe masculin avaient le monopole de certaines activités comme le lancer. "Les médecins du sport et du travail le savent bien: la répétition d'un geste finit par laisser des traces sur le squelette, raconte Sébastien Villotte, chercheur CNRS (PACEA), Nous savions que dans les sociétés traditionnelles pré-industrielles, il existe un certain nombre d'activités tabous pour les femmes: par exemple, dans les groupes de chasseurs cueilleurs actuels, les femmes peuvent chasser mais n'utilisent pas d'armes perforantes".

Cela confirme ce que dit Alain Testart dans "L'amazone et la cuisinière".

- La peau noire date de plus d'1 million d'années

Pourquoi les Noirs sont-ils noirs ? Pour éviter le cancer de la peau.
Ce serait le résultat de la perte des poils et des cancers de la peau entre 1,2 et 1,8 millions d'années.

- La deuxième vague d'Homo erectus datée

Après une première sortie d'Afrique de Homo erectus, il y a plus de 1,6 million d'années, une deuxième a suivi, il y a environ 1,2 million d’années.

Il y aurait donc la possibilité qu'ils auraient émigré avant d'avoir la peau noire ?

- Les Bushmen auraient des gènes néandertaliens

- Ce que révèle le génome des pygmées

Faute de vestiges archéologiques ou de textes anciens, le seul moyen de retracer l'histoire de certaines populations est parfois l'ADN. C'est en lisant dans leur génome que des chercheurs ont pu révéler certains aspects inconnus des pygmées, chasseurs-cueilleurs d'Afrique centrale.(c) Afp

La séparation des ancêtres des pygmées avec ceux des agriculteurs bantous date d'environ 60.000 à 70.000 ans.

"Les mélanges ont recommencé avec les Bantous principalement il y a moins de mille ans".

"Le fait que les populations pygmées et agricultrices aient pu passer 3.000 ans au contact les unes des autres sans se mélanger génétiquement remet en cause le modèle admis de l'isolement par la distance observé chez l'Homme".

Toutes les populations pygmées présentent une taille moyenne inférieure à celle de leurs voisins agriculteurs, mais leur taille est proportionnelle à la quantité du génome hérité de non-pygmées: "Moins on est pygmée - génétiquement parlant -, plus on est grand".

- Symbole et contradiction à l'origine de notre créativité

Cover for The Origin of IdeasPour Mark Turner, auteur de "The Origin of Ideas: Blending, creativity and the human spark", la spécificité humaine serait l'innovation, ce qui pourrait n'être que l'idéologie de notre temps puisque cette créativité s'accélère en effet mais a longtemps été minimale.

Pour lui, à la base, il y aurait la capacité de combiner des idées contradictoires comme celle d'un "homme-lion" (ou des hommes-chiens qu'on retrouve au Sahara, cf. La Recherche, p48), capacité qui pourrait dater de 50 000 ans et être à l'origine de l'explosion culturelle qui en a suivi (on pourrait l'expliquer plutôt par le passage d'un langage phonétique au langage narratif dont la combinatoire permet ces symboles associant des éléments disparates et séparant le signifiant du signifié, le son du sens).

- Un implant cérébral pour enregistrer la mémoire et la restaurer quand on la perd

The Alpha IMS retinal prosthesis, implanted in a human patientLa DARPA, l’agence militaire américaine, est en train de développer un implant qui se brancherait sur le cerveau des soldats et qui enregistrerait leur mémoire.

Selon la DARPA, l’objectif est d’utiliser l’implant pour restaurer la mémoire de soldats souffrant de pertes de mémoires suite à un traumatisme crânien. Le même implant pourrait aussi être utilisé pendant les entraînements pour stimuler les bonnes régions du cerveau et acquérir de nouvelles compétences comme apprendre rapidement, réduire le temps de réaction, etc.

Pour l’instant, la DARPA a appelé son projet Restoring Active Memory (Restaurer la mémoire active).

- La mémorisation directement corrélée au sommeil lent profond

- Comment le cerveau fabrique la religion

La croyance religieuse serait associée à un hyperfonctionnement des zones du cerveau servant à détecter les intentions.

Environ 90 pour cent des êtres humains croient à une divinité ou une entité surnaturelle. Cette majorité quasi-soviétique invite les neuroscientifiques à se demander si la croyance religieuse ne serait pas l'expression d'une capacité cognitive très générale dans l'espèce humaine. Une de ces capacités fondamentales, étudiées par les scientifiques, est la « détection d'agents ».

Nous avons tous la capacité, quasi automatique, d'interpréter les changements qui nous entourent comme le résultat d'actions, voulues et exécutées généralement par des êtres humains. Libre à chacun de chercher, en observant les montagnes, les forêts, les océans et les étoiles, qui a bien pu faire tout ça. Quel AGENT a fait tout ça.

Non seulement les croyants mobilisent plus les zones du cerveau sous-tendant la détection d'agent, mais en plus ils les mobilisent des deux côtés du cerveau (dans chaque hémisphère) alors que la détection d'agents à des fins rationnelles (qui a dérangé mon bureau ?) mobilise un seul hémisphère.

- Les bases cognitives de la religion

On se rend compte, tardivement, des bases neurologiques et cognitives des croyances religieuses, du besoin de sens (de narration) et de l'illusion contradictoire d'une vie après la mort (qui est la survivance de la personne immatérielle). La capacité de l'homme à croire à d'apparentes contradictions (la vie après la mort, la vierge mère, etc.) semble en effet le caractériser par rapport aux autres espèces intelligentes (plus rationnelles que nous) mais, bien sûr, on ne peut imaginer une religion sans langage (puis écriture), notamment pour que ce soit un interlocuteur répondant à nos prières. Les bases de la religion ne peuvent être uniquement neuronales même si des expérience comme l'extase (qu'on peut localiser dans l'insula comme on l'a vu) y participent. En tout cas, si le besoin de sens est à la base des religions, la sortie de la religion (le désenchantement du monde si bien analysé par Marcel Gauchet), notamment par les sciences, est forcément une "perte de sens".

On sait à quel point les humains cherchent un sens et des relations là où souvent il n'y a que du hasard pur et dur. C'est un biais cognitif très bien cerné dernièrement par les chercheurs en psychologie. Cette recherche de sens, d'histoire, est quasiment une drogue qui ravit tant les enfants pour se coucher que les « grands » au théâtre ou au cinéma. Rien ne serait plus décevant à la fin d'un film policier d'apprendre que le meurtrier en série commettait ses crimes complètement à l'aveuglette...

On pense donc facilement qu'il y a un « plan » dirigé par une main puissante dans l'univers.

Il semble évident pour pas mal de monde que nous n'aurons plus faim ni soif après la mort, mais nous imaginons avoir des capacités mentales et des émotions...

- L'équité viendrait de la peur des autres

Que d'un point de vue évolutif, ce soit la crainte des autres qui ait été structurante n'implique pas que cela le soit encore dès lors que ce sentiment d'équité a été intériorisé (dès le règne animal).

- L'estime de soi des jeunes corrélée à l'estime des autres plus qu'à ses valeurs personnelles

Depuis cent ans le point de vue dominant en psychologie est que chaque individu base son estime de soi sur le fait d'accomplir les valeurs qu'il perçoit personnellement comme étant les plus importantes. Or les résultats de cette enquête mondiale réalisée depuis 2008 sur plus de 5 000 adolescents et jeunes adultes dans 19 pays en Europe de l'Ouest, de l'Est, au Moyen-Orient, en Amérique du Sud, en Afrique et en Asie viennent nuancer cette hypothèse dominante. En effet, ils montrent que les jeunes participants fondent leur estime de soi non pas sur leurs propres valeurs personnelles - qui semblent avoir peu ou pas d'influence sur leur estime de soi - mais sur le fait d'accomplir les valeurs dominantes chez les autres individus dans leurs environnements culturels. La tranche d'âge étudiée concerne majoritairement des jeunes de 16/17 ans, à raison d'environ 200 lycéens par pays. Les chercheurs ont constaté que l'estime de soi de leurs participants se fondait sur 4 grands points communs, quelle que soit la culture considérée: remplir son devoir, aider les autres, améliorer son statut social, contrôler sa propre vie.

Ces 4 grandes valeurs me semblent effectivement le fondement de notre éthique, exprimant la pression sociale intériorisée. Ce qui frappe, c'est le peu de spécificité avec les animaux sociaux et notamment les chimpanzés, seul "remplir son devoir" semble relié au langage (à l'interdit et à la loi).

- Moins de suicides dans les grandes villes

Alors que les mégalopoles ont servi depuis toujours de repoussoir, notamment pour les écologistes, on s'aperçoit depuis peu qu'elles ont au contraire pas mal d'avantages aussi bien au niveau écologique (occupation des sols, optimisation des ressources - sauf pour l'énergie !) qu'économique ou social. L'anonymat qu'elles permettent n'a pas non plus que des désavantages. En tout cas, cette étude surprenante, montre que le pourcentage de suicides chute très significativement à partir d'un seuil de l'ordre de quelques millions d'habitants. L'explication donnée en terme de réseaux sociaux n'est peut-être pas la bonne, les grandes villes favorisant aussi la solitude comme on le sait bien, mais plutôt le fait de pouvoir se plonger dans une vie grouillante ? La campagne où les liens sont bien plus forts connaît des pourcentages de suicides supérieurs à ne pouvoir se sortir de sa détresse, voire d'une réprobation sociale pesante.

Les gens bénéficient clairement dans les grandes villes d'une économie d'échelle qui améliore leur qualité de vie. Et plus une ville est grande, plus on en bénéfice.

Ainsi, les salaires s'adaptent plus que linéairement à la taille des villes, ce qui est sans doute une des raisons pour lesquelles tant de gens sont attirés par les grandes villes.

L'étude a mesuré la façon dont le taux d'homicides, de suicides et d'accidents de la route son corrélés à la taille de la ville.

Ils ont recueilli pour cela des données sur le nombre de suicides, les homicides et les décès dus aux accidents de la route pour toutes les villes du Brésil et des États-Unis. Ils ont ensuite rapporté ces données à la taille de la population.

Il s'avère que les homicides augmentent plutôt. Donc, les grandes villes ont plus de meurtres par habitant que les petites.

En revanche, les décès par accidents de la route ne changent guère. En d'autres termes, le nombre de décès par tête est le même pour toutes les villes, quelque soit leur taille.

Mais la vraie surprise est le taux de suicides, qui a tendance à chuter. En d'autres termes, les grandes villes ont moins de suicides par habitant que les petites.

Les auteurs suggèrent que l'intensité émotionnelle associée au suicide pourrait se dissiper plus facilement dans les grandes villes, où il y a plus de gens pour en assumer la charge, une hypothèse appelée "épidémie émotionnelle".

"Ce phénomène pourrait expliquer l'atténuation systématique par le réseau social des émotions contagieuses de personnes potentiellement suicidaires". En d'autres termes, les suicides sont essentiellement un phénomène social [ou plutôt de déficit social].

Ce n'est pas la première preuve pointant dans cette direction. Les épidémiologistes ont remarqué depuis longtemps que le taux de suicide baisse pendant les périodes de guerre, peut-être à cause du même phénomène, les gens se serrant les coudes dans les moments difficiles, ce qui réduirait les tendances suicidaires.

En fait, en plus d'ouvrir la possibilité de mourir sans avoir à se suicider, les moments de guerre (ou de révolution) sont aussi ceux où l'agitation détourne de ses propres problèmes, ouvrent à de nouvelles expériences, sortent de l'enfermement dans un temps immobile où l'on n'espère plus rien et permettent de changer de rôles en plus de participer à un mouvement d'ensemble, caractéristiques qu'on peut effectivement retrouver dans les grands villes.

- Le jazz à la fois musique et langage

Lorsqu’ils improvisent, les musiciens de jazz voient s’activer certaines régions cérébrales impliquées dans le langage. © pavelsimana, Flickr, cc by nc 2.0Au cours d’une session musicale, ils ont mesuré l’activité cérébrale de chacun des musiciens à l’aide d’un instrument particulier permettant de réaliser des images par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) pendant leurs improvisations. Les résultats montrent que certaines régions du cerveau impliquées dans le langage, le gyrus frontal inférieur ainsi que les gyrus temporaux inférieurs et supérieurs, sont extrêmement actives chez les musiciens.

Les scientifiques ont cependant noté des différences importantes dans la façon dont le cerveau traite la musique et les mots. En particulier, ils ont montré que la musique activait les zones de la syntaxe et non de la sémantique. En d’autres termes, le jazz touche à l’ordre des mots plutôt qu’à leur sens.


- L'ithkuil, une langue artificielle la plus précise et concise

Article fascinant sur une langue artificielle supposée échapper aux défauts des autres  : l’ithkuil à la fois très concise et qui se veut dépourvue d’ambiguïtés.

Santé


traitements, nutrition, hygiène

- Prédire la mortalité à 5 ans avec 4 biomarqueurs

Un test de la mort qui prévoit la possibilité d'une personne en bonne santé meurent de toute condition médicale dans les cinq prochaines années a été développé par des scientifiquesCe sont l'albumine, l'orosomucoïde, l'acide citrique et la taille des particules de lipoprotéines de basse densité (qui transportent le cholestérol) et qui sont liées aux fonctions hépatique et rénale, à l'inflammation et l'infection, au métabolisme énergétique et la santé vasculaire.

"Ce qui est particulièrement intéressant, c'est que ces biomarqueurs reflètent le risque de mourir de types très différents de maladies telles que les maladies cardiaques ou le cancer. Ils semblent être des signes d'une faiblesse générale dans le corps".

Voir article en français. On en avait déjà parlé mais c'est étonnamment confirmé sur 17 000 personnes apparemment en bonne santé au moment du test et dont la mortalité aurait été multipliée par 5 !

- Le vieillissement dans les mitochondries

Le nématode Caenorhabditis elegans est un organisme modèle car il permet l'étude de différents mécanismes biologiques comme l’apoptose, le vieillissement cellulaire et le développement embryonnaire.L’histoire a commencé en 2008, lorsque Meng-Qiu Dong et son équipe ont mis au point une technologie de marquage par fluorescence des DRO (dérivés réactifs de l’oxygène). En observant les cellules sous un microscope, ils ont alors découvert que les mitochondries rejetaient à des intervalles réguliers des sortes de paquets de DRO, appelés « mitoflashs ». La fréquence de ces mitoflashs représente ainsi un bon indicateur de l’activité métabolique d’une cellule. Chez le ver, elle devient plus intense à deux périodes principales de l’existence, le début de l’âge adulte et au cours de la vieillesse.

Cette fois-ci, les chercheurs ont voulu savoir si la fréquence des mitoflashs pouvait les renseigner sur la longévité du ver. Pour ce faire, ils ont mesuré et comparé ce paramètre chez des vers ayant une vie courte de 21 jours ou une longévité d’au moins 30 jours. « Je m’attendais à ce que la seconde explosion de mitoflashs soit la plus importante, raconte la chercheuse. Mais je m’étais complètement trompée. » En réalité, c’est la première qui s’est révélée être un bon indicateur de la longévité. En effet, les nématodes vivant en moyenne 21 jours présentaient plus de mitoflashs que les autres lors de l’entrée dans la vie adulte.

Pour confirmer ces résultats, les chercheurs ont fabriqué plusieurs vers mutants ayant des durées de vie variables. La corrélation était alors parfaite : plus un ver vit longtemps et moins la fréquence de mitoflashs est élevée, et inversement. Enfin, les auteurs ont modifié un ver mutant à la vie longue pour qu’il fabrique davantage de DRO. Cette opération a eu pour conséquence d’augmenter la fréquence des mitoflashs et de réduire la longévité de l’animal.

- Le mauvais cholestérol serait dû au manque de tryptophane ?


C'est du moins l'hypothèse du controversé Dr Fred Kummerow, le déficit en tryptophane pouvant venir d'un manque de légumes dans un régime à base de grains (blé, riz, maïs). Se priver d'oeufs notamment ne ferait qu'aggraver ce déficit ! Le mauvais cholestérol résulterait de l'accumulation de précurseurs de protéines (ce qu'on appelle apoprotéine et, dans ce cas, apolipoprotéine) qui devraient se lier au tryptophane.

- Un commutateur du système immunitaire inhibé par des bactéries

Les cellules qui n'ont pas inflammasome clé ne peuvent pas libérer les granules de mucus (les petites grappes circulaires) qui protègent la paroi intestinale de bactéries qui causent une foule de maladies.

Le système de défense immunitaire contre les bactéries dangereuses de l'intestin peut être inhibé avec un commutateur moléculaire unique (NLRP6) qui régit la production du mucus protecteur.

"Ce microbiote intestinal a été relié à l'inflammation qui déclenche l'obésité, le diabète, les maladies métaboliques et la plupart des problèmes de santé chroniques du monde occidental".


- Le traitement fécal par automédication contre la colite, les maladies auto-immunes, le Parkinson

Have you refreshed your gut? <i>(Image: Anja Weber-Decker/plainpicture)</i>C'est sans doute assez dangereux de le faire sans surveillance médicale mais n'étant pas encore reconnu par les autorités bien que des études en montrent l'efficacité (pour le Parkinson cela reste très spéculatif), des patients s'introduisent eux-mêmes les matières fécales de proches pour soigner leurs maladies.

- Edition hi-fi d'un génome défectueux d'une seule lettre

Cellules à cœur battant dérivées de cellules iPS sont présentés. A base d'ADN-paire unique du gène PRKAG2 a été modifié à l'aide de la méthode mise au point par les Drs. Miyaoka et Conklin. Image: Luc Juge / Gladstone InstitutesL'un des défis majeurs qui empêchent les chercheurs de traiter ces maladies génétiques, c'est qu'elles peuvent n'être présentes qu'à des fréquences aussi basses que 1%, ce qui rend très difficile de les isoler.

"Pour que notre méthode fonctionne, il fallait trouver un moyen d'identifier efficacement une mutation unique parmi des centaines de cellules normales et saines. Nous avons donc conçu une sonde fluorescente qui distingue la séquence mutée à partir des séquences originales. Nous étions alors en mesure de trier les deux ensembles de séquences et de détecter les cellules mutantes, même quand elles représentaient moins d'une cellule pour mille. C'est un niveau de sensibilité plus d'une centaine de fois supérieures aux méthodes traditionnelles".

Ensuite la mutation a pu être corrigée très précisément avec la méthode d'édition de gène appelée TALEN.

- Pister les gènes défectueux par ordinateur

kidneyIls appellent "in-silico nano-dissection" le traitement informatique qui permet de "disséquer virtuellement" un rein mieux que la chirurgie le pourrait. La machine utilise les données d'une série de mesures de l'activité des gènes dans les biopsies rénales des patients pour différencier mathématiquement types de cellules et identifier les gènes qui y sont activés. Les chercheurs ont identifié ainsi 136 gènes dans les cellules du rein appelées podocytes, cellules minuscules qui servent de filtre dans les reins et sont souvent impliquées dans la maladie rénale. L'image ci-dessus est celle de podocytes prises au microscope électronique. Les courbes en superposition et la formule fournissent une représentation artistique de la méthode de calcul qui permet de séparer les gènes spécifiques aux podocytes de ceux exprimés dans d'autres cellules du rein.

The new method identified a highly potent compound that causes cancer cells to attack themselves and die. Image: Disney lab, The Scripps Research Institute.- Désactiver des micro-ARN pathologiques

C'est par traitement d'une base de données sur les séquences d'ARN, appelé Inforna, que pourrait être trouvé des composés ciblant très précisément des micro-ARN responsables de cancers, par exemple.

- Des nanoparticules magnétiques contre le cancer

Fioles et boîtes de pétri de culture cellulaire. Laboratoire de l'unité 829Prenez quelques nanoparticules d’oxyde de fer, autrement dit de la rouille, greffez-y des molécules permettant de les "adresser" à des cellules tumorales et appliquez un champ magnétique : vous obtiendrez des débris de cellules malades en décomposition ! Cette procédure, assez simple sur le principe, a permis aux chercheurs de prouver que les nanoparticules d’oxyde de fer s’accumulent dans les cellules cancéreuses et induisent leur mort.

Les travaux conduits jusque-là consistaient généralement à injecter des nanoparticules, considérées comme sûre pour la santé, directement dans la tumeur. Avec cette étude, les auteurs montrent qu’il semble possible de les vectoriser, c’est à dire de les orienter vers la tumeur pour qu’elles s’y concentrent alors qu’elles ont été injectées par voie intraveineuse. Pour y parvenir, les chercheurs ont fixé aux nanoparticules une hormone qui reconnaît spécifiquement un récepteur surexprimé à la surface de cellules de tumeurs endocrines comme des carcinomes de la thyroïde, les tumeurs endocrines du pancréas, les cancers du poumon non à petites cellules ou encore certains cancers gastriques.

Les biologistes ont ensuite appliqué un champ magnétique à ces cultures de cellules : "Ce champ excite les nanoparticules qui sont magnétiques puisqu’elles contiennent du fer. Elles se mettent à dégager localement de la chaleur, provoquant différentes réactions dont la libération de radicaux libres toxiques. Ces derniers font entrer la cellule dans un processus d’apoptose, c’est à dire de mort cellulaire".

- Le soja aggraverait le cancer du sein ?

Ce n'est constaté que chez la souris pour l'instant et il ne semble pas que l'épidémiologie confirme qu'il y aurait plus de cancers du sein au Japon mais cela ne fait que rendre le cancer plus fulgurant et la consommation de soja depuis l'enfance change peut-être la donne.

Par contre les oméga-3 en protègeraient.

- La thérapie cellulaire guérit une leucémie en phase terminale

patient-hospital-ivLa thérapie cellulaire se rapporte à une nouvelle, très prometteur façon de traiter le cancer. Aussi parfois appelée immunothérapie, il s'agit de modifier génétiquement les cellules T des patients afin qu'ils utilisent un marqueur biologique particulier pour identifier et détruire les cellules cancéreuses, dont le système immunitaire ne reconnaît pas généralement comme une menace.

Les documents de l'étude de 16 patients en rechute B-ALL qui ont reçu une injection de leurs propres cellules T, qui avait été récolté dans le sang et par la suite génétiquement modifié pour cibler CD19 et multiplié en laboratoire.

Le taux global de réponse complète était de 88 pour cent, et seulement trois patients n'a pas d'obtenir une rémission complète.

Sadelain et ses collègues se préparent à essayer de thérapie cellulaire contre le lymphome plus tard cette année. Ils cherchent également à adapter leur approche pour lutter contre poumon et de l'ovaire,

Voir aussi Futura-Sciences. Un autre traitement semble guérir complètement et sans effets secondaires la leucémie chez les souris en bloquant la production de deoxycytidine triphosphate (dCTP).

- Des micro-robots pour l'impression 3D de tissus

L'approche présentée utilise la micro-robotique dirigée par magnétisme pour programmer des constructions précises à partir de cellules individuelles encapsulées dans un hydrogel. Le micro-robot, qui est contrôlé à distance par des champs magnétiques, peut placer un hydrogel à la fois pour construire ces structures. C'est primordial dans l'ingénierie tissulaire, du fait de la complexité de l'architecture des tissus humains, avec différents types de cellules en différentes quantités et positions. Lors de la construction de ces structures, l'emplacement des cellules est décisive pour l'impact que cela aura sur le fonctionnement. "En comparaison des techniques antérieures, cette technologie permet un véritable contrôle sur l'ingénierie tissulaire en bottom-up".

- De la peau entièrement vascularisée fabriquée en laboratoire

Le réseau lymphatique est composé de tous les vaisseaux qui font circuler la lymphe, un liquide biologique comparable au sang mais dépourvu de globules rouges. Le système lymphatique est ici représenté en jaune, alors que les vaisseaux sanguins sont en rouge (artères) et bleu (veines).Pour la première fois, des chercheurs suisses ont réussi à fabriquer des greffons de peau munis de capillaires sanguins et lymphatiques. Cette nouvelle peau s’est très bien implantée chez le rat.

Lors d’une blessure, du fluide est libéré et s’accumule dans les cavités de la peau ce qui empêche sa réparation. Heureusement, les capillaires lymphatiques récupèrent rapidement ce liquide et permettent une cicatrisation rapide de la plaie. Pour générer une peau pourvue de ces précieux vaisseaux, les auteurs ont isolé des cellules de capillaires lymphatiques et les ont placées dans un système spécialisé qui permet de cultiver les cellules en 3D. Ces dernières se sont alors rapidement développées et ont formé spontanément des capillaires lymphatiques capables de drainer les fluides à la fois in vitro et in vivo après une greffe sur des rats immunodéprimés.

- Impression 3D de tissus avec différentes cellules et des vaisseaux sanguins

Une encre contient la matière extracellulaire qui tient les cellules ensembles dans les tissus. Une seconde encre contient à la fois de la matière extracellulaire et des cellules vivantes.

Pour créer des vaisseaux sanguins, ils ont développé une troisième encre avec une propriété inhabituelle: elle fond comme on la refroidit, au lieu de quand on la réchauffe. Cela a permis aux scientifiques d'imprimer d'abord un réseau de filaments interconnectés, puis de les faire fondre en refroidissant le matériau, l'aspiration du liquide créant un réseau de tubes creux, ou des vaisseaux.

- Un poumon artificiel créé en laboratoire

Sur cette image on peut observer le poumon avant (à gauche) puis après (à droite) avoir été reconstruit.

Pour parvenir à cette prouesse, les chercheurs ont utilisé les poumons de deux adolescents décédés à la suite d’un accident. Ils ont tout d’abord détaché les cellules pulmonaires de l’un d’eux par une technique identique à celle utilisée chez le rat. Des cellules saines ont ensuite été prélevées de l’autre poumon et placées sur ce squelette pulmonaire composé principalement d’élastine et de collagène. Le tout a alors été immergé dans une solution nutritive pendant quatre semaines. Au cours de cette période, les cellules se sont peu à peu développées jusqu’à former un poumon tout neuf.

- Une membrane autour du coeur pour le stimuler

3D-MIMs for spatiotemporal measurement and stimulation across the entire epicardial surface. L'enveloppe intègre 68 minuscules capteurs dans une feuille de silicone dont ils ont recouvert une réplique 3D de coeur de lapin.

Ses capteurs peuvent détecter avec précision des propriétés physiques telles que la température, le pH et l'activité électrique dans les différentes régions de l'organe.

Le principe pourrait être appliqué pour empaqueter le cerveau lui-même...

- Le stress chronique modifie le cerveau et prédispose aux maladies mentales

La myéline est coloré bleu dans cette section d'un hippocampe de rat. Myéline, ce qui accélère les signaux électriques passant par les axones, est produite par les oligodendrocytes, qui augmentent en nombre à la suite d'un stress chronique. Nouveaux oligodendrocytes sont représentées en jaune. Image: Aaron Friedman et Daniela Kaufer.Le stress chronique ferait produire plus de myéline et moins de neurones, renforçant la liaison de l'hippocampe à l'amygdale tout en réduisant les connexions de l'hippocampe au cortex préfrontal.

Le stress chronique génère plus de cellules productrices de myéline et moins de neurones que la normale. Cela se traduit par un excès de la myéline et donc, de matière blanche, dans certaines zones du cerveau.

"On peut penser, dit-elle, que les patients souffrant de stress post-traumatique ont développé une connectivité plus forte entre l'hippocampe et l'amygdale, le siège des réactions d'agressivité ou de fuite, et une connectivité inférieure à la normale entre l'hippocampe et le cortex préfrontal, qui modère nos réactions".

"Vous pouvez bien imaginer que si l'amygdale et l'hippocampe sont plus connectés, cela pourrait entraîner des réactions de peur beaucoup plus rapides, ce qu'on voit effectivement chez ceux qui ont subi des stress", dit-elle. "D'autre part, si vos connexions ne sont pas aussi bonnes avec le cortex préfrontal, votre capacité d'inhiber vos réactions est altérée. Donc, quand vous êtes dans une situation stressante, les voies inhibitrices du cortex préfrontal vous disant de ne pas être stressé ne sont plus assez efficientes".

Le stress chronique mène également les cellules souches dans l'hippocampe à se différencier plutôt en type de cellule gliale appelée oligodendrocyte, produisant la myéline qui gaine les cellules nerveuses.

Le fait que le stress chronique diminue du coup le nombre de cellules souches qui produisent des neurones pourrait bien expliquer pourquoi l'apprentissage et la mémoire sont affectés aussi.

- Les cuissons à température élevée favorisent Alzheimer et syndrome métabolique

Rôtir le poulet produit un grand nombre de produits de glycation avancées (AGE). WOLFRAM STEINBERG / DPA / DPA PICTURE-ALLIANCE/AFP

Les produits de glycation avancée, ou AGEs (Advanced glycation end products) sont générés en situation d’hyperglycémie. Ce sont des substances qui résultent de la glycation, une réaction chimique entre un sucre et des résidus de protéines.

Lors de la cuisson, la réaction entre les sucres et les protéines alimentaires forment des AGE alimentaires. Ainsi, plus la température de cuisson est élevée, plus la formation d'AGE est importante.

L’étude qui a été menée sur des souris et des humains révèle que des doses importantes d'AGE alimentaires sont responsables d'un risque plus élevé de démences de type Alzheimer et de syndromes métaboliques.

Les chercheurs ont observé qu’un taux élevé d’AGE dans le sang était plus souvent associé à un déclin cognitif ainsi qu'à une sensibilité réduite à l’insuline.

- L'ocytocine et le chlore à l'origine de l'autisme ?

Des chercheurs ont montré qu'un déficit de l'hormone de l'accouchement serait impliquée dans l'apparition de la maladie. CITIZENSIDE/BERNARD MÉNIGAULTEn temps normal, les neurones présentent des taux élevés de chlore durant la phase embryonnaire. Cela permet au principal médiateur chimique du cerveau - le GABA - d'exciter les neurones afin de faciliter la construction du cerveau. À la naissance, une baisse naturelle du taux de chlore transforme le rôle du GABA. Il se change en inhibiteur de neurones afin de réguler l'activité du cerveau adolescent/adulte.

L'étude montre que c'est un dysfonctionnement dans ce processus qui serait à l'origine de l'autisme.

En effet, la baisse du taux de chlore qui permet le développement des neurones est en principe provoquée par l'hormone dite de l'accouchement : l'ocytocine. Les résultats des expériences menées sur des souris montrent que c'est un déficit d'ocytocine qui empêche la baisse de ce taux de chlore pendant la naissance. C'est ce dysfonctionnement qui serait à l'origine de l’expression du syndrome autistique.

Les chercheurs avaient montré que l’administration à des enfants autistes d’un diurétique (qui réduit les taux de chlore dans les neurones) avait des effets bénéfiques.

L'étude est contestée. Voir aussi l'interview qui tempère les chances de guérir l'autisme mais fait un lien entre prématuration ou césarienne et le risque d'autisme. Voir aussi Futura-Sciences et Pour la Science, mais cela va à l'encontre d'une origine génétique de l'autisme qui semble confirmée par sa bien plus faible prévalence chez les filles, ce qui est attribué ici au fait que l'autisme serait une exacerbation du cerveau masculin alors que, s'il faut plus de mutations pour déclencher l'autisme chez les filles, c'est sans doute plutôt parce que le génome XX est plus robuste que XY comme on l'avait vu le mois dernier. Enfin, une nouvelle étude montre que le cerveau des autistes serait hyperactif ce qui pourrait expliquer leur détachement de l'environnement extérieur.

Sinon, d'autres troubles du développement neurologique pourraient être imputables aux produits chimiques neurotoxiques dans leur environnement (plomb, méthylmercure, polychlorobiphényle, arsenic, toluène,  manganèse, fluorure, chlorpyriphos-éthyl, DDT, perchlo, PBDE).

- Guérir d'un chagrin d'amour

L'amour étant comparable à une drogue, on pourrait s'en guérir soit par des antidépresseurs, soit en bloquant l’ocytocine ou la corticolibérine ou CRF (facteur de liberation de la corticotrophine).

- Bloquer la douleur par optogénétique

Grâce à une manipulation génétique sur la souris, une équipe de Stanford a réussi à augmenter et diminuer la perception de la douleur... par la lumière.

Une couleur rendait la souris plus sensible à la douleur alors qu'une autre couleur réduisait sa sensibilité.

Voir aussi Sciences et Avenir.

- Le cannabis donne faim à cause des récepteurs olfactifs

Effectivement, ce serait le nez qui détermine la quantité de nourriture à manger. Par ailleurs le cannabis pourrait se révéler mortel dans de très rares cas en induisant une crise de tachycardie.

- AVC : la carence en vitamine C serait un facteur de risque

- Une puce pour voir en 3D l’intérieur du coeur

Petite merveille de technologie… Ce dispositif est l’oeuvre d’une équipe de Georgia Tech, elle embarque 56 émetteurs à ultrasons et 48 récepteurs sur un support d’1,5 mm. Positionnée au bout d’un cathéter cardiaque, la puce peut être guidée à travers le système circulatoire afin de fournir une vue de l’intérieur du cœur, des artères coronaires, et des vaisseaux sanguins périphériques.

- Un chirurgien français opère avec les Google Glass

Le modèle de prothèse qu'utilise le Dr Collin vient tout juste d’être homologué au Japon. Ainsi, pour montrer à son confrère japonais les bons gestes et le protocole opératoire, le chirurgien a porté les Google Glass durant l'intervention et les images ont été retransmises en direct.

Pour montrer à son confrère japonais les gestes et le protocole, le chirurgien a porté les Google Glass durant toute l'intervention. JENS KALAENE / ZB / Picture-Alliance/AFP

Technologie


biotechnologies, informatique, robotique

- Les baskets à laçage automatique

nike laçage automatique

 
- Mieux que les accessoire connectés, le t-shirt digital

Le prince d’Espagne Felipe est même venu marquer un panier sur le « playground » aménagé spécialement pour la startup française Cityzen Sciences au Mobile World Congress (Copyright overtime.fr)On sort rarement sans une chemise ou un t-shirt et plutôt que d'avoir des objets connectés partout sur soi, il y a un énorme potentiel autour des vêtements intelligents qui peuvent intégrer beaucoup plus de capteurs qu'un simple bracelet et mesurer plein de paramètres physiologiques.

Il faut tout de même un tout petit boîtier détachable, placé entre les omoplates, qui transmet les informations en Bluetooth au smartphone.

On pourrait imaginer aux urgences d'un hôpital des vêtements connectés qui mesurent le rythme cardiaque et aideraient à traiter les priorités et faire gagner du temps.

- Cette caméra de vision nocturne vous permet de voir comme en plein jour

Falcon Eye KC-2000

 
- Des stores dont la transparence se contrôle avec un smartphone

Les films Sonte sont spécialement conçus pour les fenêtres qu'ils rendront opaques en quelques secondes seulement, ce sont de véritables stores qu'il vous sera possible de contrôler grâce à une connexion Wi-Fi et l'aide de votre smartphone. Une application sera disponible sur Android et iOS, encore plus fort puisqu'il sera possible de régler le niveau de transparence de la fenêtre et servir d'écran de projection pour une vidéo par exemple.


- Google Tango pour cartographier en 3D l'intérieur des bâtiments avec un smartphone

Grâce à des capteurs supplémentaires qui transforment les smartphones en sortes de Kinect, il sera possible de cartographier son environnement, et notamment l'intérieur des bâtiments, en 3D.

Quels en seront les usages ? Voilà la question à laquelle Google tente de répondre. « Et si vous pouviez enregistrer les dimensions de votre maison simplement en marchant avant d'aller acheter des meubles (...) Et si vous n'étiez plus jamais perdu à l'intérieur d'un bâtiment ? (...) Et si les Malvoyants n'avaient plus besoin d'être assistés pour se déplacer dans les environnements non familiers ? ».

Voir aussi Futura-Sciences.


- Google Ara, le smartphone modulable à 50$

Ce projet, baptisé Ara, est en fait un reliquat de l'époque où Motorola était encore une filiale de Google. L'objectif ? Permettre à l'utilisateur de remplacer un composant plutôt que le smartphone dans sa totalité. Une initiative qui se veut également écologique.

Il ne coûterait que 50$.

- Un skype avec votre chien (99$)

iCPooch

- Fujitsu a un prototype de tablette avec un écran tactile haptique

Un prototype d'écran haptique chez Fujitsu

Cette technologie permet de nouvelles sensations tactiles – que ce soit lisse ou rugueux, ce qui avait été très difficile à rendre jusqu’à présent – directement sur les écrans tactiles.

- La reconnaissance de commandes gestuelles sans piles

The AllSee prototype is integrated with an off-the-shelf mobile phone. This technology enables new applications such as gesture recognition with the phone still in your pocket.Le prototype, appelé "AllSee", utilise des signaux de télévision existants à la fois comme une source de puissance et les moyens pour détecter la commande de mouvement d'un utilisateur.

"C'est le premier système de reconnaissance de gestes qui peuvent être mis en œuvre pour moins d'un dollar et ne nécessite pas de batterie".

- Myo, un brassard qui fait télécommande universelle

Voici la version de développement du brassard Myo. Thalmic Labs précise que la version finale livrée aux consommateurs sera deux fois moins épaisse.Une start-up canadienne, Thalmic Labs, va bientôt commercialiser un brassard électronique qui détecte l’activité musculaire de l’avant-bras et des doigts. Baptisé Myo, il permet de contrôler avec des gestes n’importe quel terminal compatible Windows, Mac, Android ou iOS, ainsi que des drones de loisir ou des robots. Il sera commercialisé vers la mi-2014 pour un peu plus de 100 euros.

Il s’agit d’un brassard nommé Myo qui se met sur l’avant-bras et détecte l’activité musculaire au moyen de capteurs EMG (électromyographiques). Les mouvements de la main sont en effet initiés par des muscles de l'avant-bras.

- Contrôler sa musique favorite directement par son cerveau

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Ce n'est qu'une des application tirant parti d'un nombre réduit de commandes (play, pause, avance rapide, retour, volume, stop) mais le principe de base est très simple puisqu'il suffit d'enregistrer l'EEG correspondant à une action pour en reconnaître ensuite la signature électrique (malgré la faible résolution) et déclencher l'action correspondante juste par la pensée. De même on peut remplacer le clic d'une souris par le fait d’exécuter imaginairement le geste. Ce qui est frappant, c'est la facilité apparente de ces contrôles par la pensée basés sur la reproduction d'enregistrements précédents, sans avoir à comprendre toute la complexité cérébrale sous-jacente. C'est un peu comme l'enregistrement analogique sur bande qui n'a rien à voir avec la complexité de la musique reproduite par des haut-parleurs.

Je ne voyais pas beaucoup l'intérêt de contrôles par la pensée qui me semblaient assez contraignants et peu performants mais si chacun peut le paramétrer à sa guise, on voit beaucoup plus l'intérêt, dans certains contextes, de ne pas avoir à cliquer par exemple et d'y penser simplement, notamment quand on a des troubles musculo-squelettiques comme le syndrome du canal carpien mais dans bien d'autres situations.

- EmoSPARK, un cube qui va apprendre à vous connaître

Ce cube doté d'une connexion WiFi et Bluetooth est une console à intelligence artificielle capable d'analyser du contenu et de faire de la reconnaissance faciale. Les utilisateurs pourront communiquer avec le cube en tapant sur celui-ci et même via la télévision, un smartphone, une tablette ou un PC.

En analysant les différentes données, EmoSPARK sera en mesure de distinguer les goûts, les émotions et de se familiariser avec les différents utilisateurs en proposant des musiques, des vidéos et d'autres données sur le web.

On ne voit pas bien pourquoi il faudrait un cube pour cela alors que smartphone et tablette pourraient le faire tout autant ?

- L'informatique neuromorphique inspirée des insectes

L’année dernière, le fabricant de processeurs ARM Qualcomm a présenté sa puce cognitive Zeroth. Ce schéma montre son intégration comme coprocesseur d’un system on a chip (système sur une puce, SoC) qui pourrait équiper des smartphones dans les années à venir.

"En nous inspirant du système olfactif des insectes, nous avons construit un réseau neuronal impulsionnel pour faire de l’analyse multivariée, un problème commun dans l’analyse de signaux et de données", expliquent les scientifiques dans leur étude publiée dans les Pnas. Leurs travaux ont été accomplis à partir de la puce neuromorphique nommée Spikey et développée par l’université de Heidelberg. "Nous apportons la preuve de concept qu’une puce neuromorphique peut d’ores et déjà résoudre des problèmes informatiques classiques", nous confie le professeur Michael Schmuker, neuroscientifique et chercheur en informatique qui a piloté cette étude. "Nous avons aussi obtenu un aperçu des forces spécifiques de l’approche neuromorphique, à savoir le traitement massivement parallèle des données, en particulier des données hautement dimensionnelles".

Les chercheurs ont donc puisé leur inspiration dans le système olfactif des insectes en décomposant le traitement des données en trois étapes. La première : convertir des données à plusieurs variables en une série d’impulsions qui sont introduites dans la puce. Un jeu de données décrivait les feuilles de trois espèces de la fleur d’iris, et un autre contenait des images numérisées des chiffres 5 et 7 écrits à la main. Deuxième étape, les données sont filtrées avec une technique dite d’inhibition latérale, qui définit un modèle d’interconnexion des neurones artificiels. C’est ce modèle qui détermine la manière dont le réseau neuronal va traiter les données. Dans le cas présent, chaque neurone est sollicité différemment, et ceux qui ont l’activité la plus intensive en réponse à l’entrée qu’ils reçoivent vont inhiber les autres. Lors de la dernière étape, les données filtrées sont envoyées à un niveau final de neurones artificiels, où elles sont en quelque sorte étiquetées. Les neurones sont arrangés en autant de groupes qu’il y a d’étiquettes, et les groupes qui ont reçu les sorties les plus intensives issues de l’étape précédente suppriment l'activité des autres groupes de neurones.

C’est à partir de ce modèle que le réseau neuronal est parvenu à reconnaître les chiffres manuscrits et à distinguer les espèces de plantes en fonction de leurs caractéristiques florales. "Ce concept fondamentalement nouveau d’informatique neuromorphique apporte des solutions à des problèmes que les ordinateurs conventionnels auraient beaucoup de mal à résoudre, affirme Michael Schmuker. Une grande partie du travail à venir dans l’informatique neuromorphique impliquera des recherches sur des problèmes de type "big data" qui ont été ignorés jusqu’ici, car ils ne pourraient pas être traités efficacement par des ordinateurs classiques".

- Un robot aux performances cognitives proche de celles des abeilles

Ce robot est équipé d'un mini cerveau artificiel ayant un mode d'apprentissage simple. Les scientifiques ont pris exemple sur le système nerveux des abeilles, afin de permettre au robot de relier les stimuli externes à ses propres activités. Le robot a ainsi la possibilité de s'orienter vers certains objets de couleurs et en éviter d'autres. Pour ce faire, les chercheurs ont installé une caméra sur le robot simulant la fonction d'un oeil. Cette caméra transmet ensuite les données captées au réseau de neurones artificiels placé dans le robot. Ce réseau est capable de contrôler les roues du robot, et donc ses mouvements.

"Le robot est ainsi capable d'identifier un objet de couleur, puis de relier cette couleur à l'action désirée en quelques secondes".

"Nous démontrons une approche neuromorphique en temps réel de traitement sensoriel, basé sur la plasticité associative et le contrôle du comportement par un système de récompense. Ceci est inspiré par les mécanismes biologiques sous-jacents à l'apprentissage associatif rapide et la formation des souvenirs distribués chez les insectes".

- Des robots-termites, qui construisent en se coordonnant

Ces robots forment des formes complexes sans instructions centrales. Eliza Grinnell, Harvard School of Engineering and Applied Sciences

En s'inspirant de l'exemple des termites, des chercheurs ont programmé des robots pour construire des édifices sans instructions centrales.

Pour plus de détails voir ScienceDaily.

- Robonaut, le médecin de l'espace

À terme, Robonaut devrait pouvoir réaliser des tâches médicales complexes. NasaLa Nasa développe actuellement un robot capable d'accomplir des gestes médicaux comme réaliser des scanner ou des injections. Robonaut est à présent en mesure de manipuler une seringue est de piquer au bon endroit. Pour l'instant, il reste téléguidé à distance par un médecin mais il peut d'ores et déjà être programmé pour réaliser des tâches simples.

- Une imprimante 3D soudeuse à partir de fils métalliques

Cette étrange imprimante 3D permet de créer un fil de métal en continu. C'est le designer néerlandais Joris Laarman qui a fabriqué cette machine appelée la MX3D-Metal et qui se compose d'un bras robotique couplé à une machine de soudage MIG. La machine permet d'imprimer avec des métaux tels que l'acier, l'acier inoxydable, l'aluminium, le bronze ou encore le cuivre.

- L'invasion des robots agricoles

Oz – Le robot autonome

Productivité, rentabilité et pénibilité obligent, le secteur agricole est devenu le premier marché mondial de la robotique de services professionnels. Voir notamment les robots de Naïo mais il y en a plein d'autres.

- Un drone autonome de cartographie
Le drone eBee de Parrot /SenseFly Parrot
Pour l'agriculture aussi (mais pas seulement).

Baptisé eBee, ce nouveau drone de Parrot d'une envergure de 96 cm se présente sous la forme d'une aile volante propulsée par une unique hélice arrière.

Une fois assemblé (ses ailes se démontent pour faciliter son transport), il suffit de secouer trois fois cet appareil de 700 grammes pour mettre en route son hélice propulsive.

L'utilisateur n'a plus alors qu'à lancer le drone pour que ce dernier commence son travail de cartographie à une vitesse de croisière comprise entre 36 et 57 km/h, et pendant 45 minutes maximum si la batterie est en pleine charge.

Le grand intérêt de cet appareil est qu'il ne nécessite aucune compétence de pilotage. En effet, il gère son vol de manière entièrement autonome, et son intelligence artificielle est suffisamment performante pour le faire revenir fissa à son point de départ en cas de niveau faible de batterie ou de vent trop fort (45 km/h max).

Pour déterminer la zone à cartographier, l'utilisateur se contente, à partir d'une carte "grossière" de type Google Map de déterminer quelle zone il souhaite explorer.

Le drone est capable de mesurer la réflectance des feuilles, c'est à dire la quantité de lumière qu'elles réfléchissent, et ce afin d'obtenir des informations sur la quantité de biomasse végétale, l'état de la photosynthèse ou éventuellement les besoins en azote sur le champ.

- Roll-Royce invente le navire porte-conteneurs sans pilote

porte conteneurs droneCe bateau-drone, sans aucun personnel d'équipage, est moins cher à construire et à faire fonctionner et réduit les risques d'accidents.

"Les bateaux sans équipage suppriment également le risque de piraterie, puisqu'il n'y pas d'otages à capturer".

- La voiture autonome de demain

Le concepteur suisse Rinspeed a imaginé cette XChangE sur la base de la Tesla électrique Model S, commercialisée aux États-Unis. Une maquette de cet engin futuriste sera présentée au prochain salon de Genève. En plus d'un toit transparent, d'un écran géant et d'une machine à faire le café, ce concept car est capable de conduire sans assistance aucune. C'est l'idée de la voiture autonome, encore lointaine mais en ligne de mire de tous les grands constructeurs. © Rinspeed

Le concepteur suisse Rinspeed a imaginé cette XChangE sur la base de la Tesla électrique Model S, commercialisée aux États-Unis. Une maquette de cet engin futuriste sera présentée au prochain salon de Genève. En plus d'un toit transparent, d'un écran géant et d'une machine à faire le café, ce concept car est capable de conduire sans assistance aucune.

- Concept Kwid de voiture avec drone intégré

Concept Kwid de voiture avec drone intégréPlutôt gadget...

Le concept Kwid possède donc un quadricoptère avec caméra intégrée. Si vous êtes dans un bouchon et que vous ne savez pas pourquoi diable vous êtes coincé là, votre drone peut aller jeter un coup d'oeil pour vous.

- Une voiture open source minimale à monter soi-même en 1h


Plutôt un kart ?

 
- Pégase, la voiture volante made in France

Pegase est un projet un peu fou de buggy volant, qui pourrait être commercialisé dès 2015. Les premiers essais ont débuté.

Son poids à vide est de 300 kilos avec une charge utile de 160 à 250 kilos. Le décollage pourra se faire sur une courte distance : jusqu’à 50 mètres environ. Les vols se feront à basse altitude : pas plus de 3000 mètres. Quant à sa vitesse de pointe, elle atteindra 100 kilomètres heures sur la route et 80 dans les airs.

- Un jet supersonique sans hublots remplacés par des écrans

Les concepteurs du jet Supersonique Spike S-512, ont annoncé une innovation qu'ils envisagent d'intégrer dans leurs futurs appareils. Le nouveau jet supersonique exposera une nouvelle cabine à ses passagers. En effet elle sera dépourvue de hublots mais tout en offrant une vue panoramique de l'extérieur. Pour y parvenir les murs intérieurs seront recouverts d'une mince couche avec des écrans encastrés dans le mur. Autour de l'avion, des caméras vont prendre une vue panoramique à couper le souffle, qui sera affichée sur les écrans de la cabine. Les passagers pourront éteindre les écrans lorsqu'ils désireront dormir ou visionner l'une des nombreuses images pittoresques stockées dans le système.

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17 réflexions au sujet de « Revue des sciences mars 2014 »

  1. Il y a un moment où l'innovation devient débile.

    C'est vraiment la course à l’échalote. Je béni le jour où j'ai sniffé de l'héroine, là j'ai compris la connerie humaine en mouvement perpétuel.

  2. Les échanges de gênes entre plantes différentes, autre qu'avec le pollen, mériteraient d'être pris en considération dans le débat et les travaux sur les OGM. Est-ce que c'est de cette façon que les plantes sauvages sont devenues résistantes aux herbicides autour des productions OGM?

    • Cela doit jouer et doit pouvoir se vérifier mais le simple principe de la sélection suffit, tout comme dans la résistance aux antibiotiques, l'évolution étant dynamique, il ne s'agit que d'une course pour rester sur place et il n'y a de solution ou d'équilibre que temporaire. La seule chose qui peut nous donner l'avantage (cognitif), c'est la relative lenteur des processus sélectifs.

  3. Le développement des robots au service de l'écologie et des services à la personne devraient pas mal perturber quelques positionnements idéologiques. Il semble que l'ère de la robotique commence à se dessiner.
    Une voix comme celle de Pierre Rabhi me semble importante à écouter.

    • Les tracteurs ont déjà complètement transformé l'agriculture, le côté bucolique du laboureur sur son tracteur m'échappe un peu, se passer de conducteur sur la machine serait donc un progrès même s'il vaudrait mieux ne plus labourer selon certains, du moins autrement. L'automatisation devrait cependant permettre des traitements plus différenciés et plus précis.

    • Ce qui est un peu dommage avec Rabhi, ainsi que d'autres écolos, c'est son opposition dogmatique complète aux PGM, alors que certaines sont tout à fait utiles :

      Initiées en 1993, les recherches sur le riz doré sont en passe de devenir une réalité. Il a été démontré qu’environ 150 g de riz doré cuit (50 g de riz sec) apportent plus de la moitié de la vitamine A qu’un enfant doit ingérer quotidiennement [1]. Le riz doré est validé en ce qui concerne les risques alimentaires [2]. Il est libre de propriété industrielle [3] et il doit être mis prochainement à la disposition des agriculteurs et des consommateurs. D’ultimes essais en champ sont en cours pour confirmer que le riz doré ne pose pas de problème particulier en termes d’impacts environnementaux.

      http://www.pseudo-sciences.org/spip.php?article2182

      • On en parle effectivement depuis très longtemps et le problème, c'est que cela a servi à nous vendre l'appropriation du vivant, des produits mal pensés, pas assez testés et parfois même dangereux. C'est l'avidité de rentabiliser ses investissements qui a décrédibilisé la technique dont on peut effectivement faire bon usage et qui se perfectionne avec le temps. Ce n'est pas parce qu'une technique est d'abord rejetée qu'elle ne s'impose pas à plus long terme mais sous des formes mieux maîtrisées. On a eu bien raison de lutter contre le terminator et autres monstres, contre la dissémination des gènes de résistance, etc. Il est inévitable que cela produise quelques fanatiques.

        • Oui, c'est le modèle de validation écologique, économique et législatif qui est à contester, pas la possibilité technique, à moins de jeter le bébé avec l'eau du bain. On nous vend des PGM tout comme on nous vend des anti-PGM, par l'amalgame.

          • Un autre élément pas du tout pris en compte dans la stratégie de mise au point des OGM: la biodiversité qui peut se décliner à différents niveaux et sans laquelle les régulations écologiques se dégradent.
            Jacques Weber, qui est mort il y a peu, a beaucoup travaillé pour mettre en évidence tous les ressorts de la biodiversité.
            JC Ameisen dans son bouquin "Sur les épaules de Darwin..." cite le cas des colonies d'abeilles créées artificiellement monogénétiques qui ne sont pas viables. Les reines sont fécondées par 10 à 25 bourdons provenant de toutes les ruches alentour. Par exemple, la régulation de la température de la ruche est très graduelle du fait de la biodiversité des abeilles.
            Je me demande si un des soubassements de l'interdit de l'inceste ne viendrait pas d'une intégration de cette nécessité de biodiversité.
            Quand les OGM auront intégré cette dimension de biodiversité, ça devrait pouvoir donner des résultats plus intéressants.

          • Il y a certainement une part génétique dans l'interdit de l'inceste, favorisant l'adaptabilité par l'échange de gènes, sélectionné en tout cas après-coup par ses performances adaptatives.

            Sauf que l'interdit de l'inceste n'est pas génétique puisque c'est un interdit ! Pour Lacan, c'est la condition du langage, de l'intervention du tiers, mais c'est non seulement culturel, c'est déjà du langage, et même du langage narratif, non plus instinct naturel et variable mais norme impérative.

            Cela n'empêche pas que l'exogamie ait représenté un avantage génétique mais la biodiversité humaine résulterait plutôt des limites de l'exogamie, d'une endogamie préservée au sein de la tribu ou du clan, préservant sa différence à l'autre, essentiellement par la guerre qui sert à empêcher la fusion des populations et des cultures.

            La diversité peut se juger à 2 niveaux : la diversité interne (qui augmente) et la diversité externe (qui diminue) selon le principe entropique.

  4. il y aurait un mécanisme de vaporisation de la fragrance au-dessus des forêts boréales, parfum qui se transformerait en aérosol. Or, ces aérosols contribueraient au refroidissement global de l’atmosphère, en réfléchissant la lumière du soleil dans l’espace et en facilitant la formation des nuages. Une découverte majeure selon la BBC qui comble les lacunes des scientifiques à propos de l’impact des aérosols dans l'atmosphère sur le réchauffement climatique.

    http://www.atlantico.fr/atlantico-light/comment-odeur-forets-pin-contribue-limiter-rechauffement-climatique-995354.html

    • Perso, j'avais trouvé pareil. Quand j'ai une grippe, c'est rare, j'arrête de manger, sauf une soupe de courgettes, et je prends un bain très chaud et des soupes chaudes. Une grosse suée et ça passe vite. Jamais je n'utilise de médocs pour une grippe.

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