Revue des sciences octobre 2014

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- Economie et social

Permalien de l'image intégrée

Même si les nouvelles scientifiques ne sont pas extraordinaires, il ne me semble pas inutile de faire le point chaque mois de notre situation quand tout s'accélère et touche des populations toujours plus nombreuses. On parle d'ennui du futur mais ce n'est pas pour tout le monde et c'est plutôt que son accélération nous échappe de plus en plus manifestement. D'abord, il faut savoir que malgré les guerres en cours, jamais les guerres n'ont fait aussi peu de victimes. De même, jamais la baisse de la mortalité infantile n'a été aussi forte, pénétrant désormais les pays pauvres, notamment en Afrique dont la population explose déjà (mais l'Afrique est le plus grand des continents, bien plus grand que sur nos cartes). Tout cela participe à reculer le pic de la population qui devrait atteindre les 12 milliards d'être humains en 2100 (alors que pour d'autres le maximum devrait être 9 milliards en 2070) - sauf pandémie de grande ampleur d'autant plus probable qu'on est plus nombreux (Épidémies, la menace invisible : Pour les experts, la question n'est pas de savoir si une grave épidémie pourrait encore décimer des populations entières, mais quand cela arrivera-t-il ? La mise en place de réseaux de détection d'épidémie pourrait peut-être nous en protéger ?). En attendant, partout en dehors de l'Afrique, le vieillissement de la population est considérable (sans parler de ceux qui nous prédisent la mort de la mort et qu'on devrait vivre 1000 ans alors que personne n'a dépassé les 122 ans jusqu'ici ! On nous annonce bien une nouvelle hormone contre le vieillissement mais dont il ne faut pas attendre de miracles, tout au plus gagner 10 ans mais participant à l'augmentation et au vieillissement de la population). Ce n'est pas que nous ne pourrions nourrir deux fois la population mondiale mais les tensions sur les ressources montent inévitablement et la biodiversité s'effondre (prétendre que ce serait à cause du "mode de vie que nous avons choisi" est absurde, tout comme de mettre quelque espoir dans nos actes individuels quand c'est le système économique et l'organisation collective qui sont en cause).

Plutôt que sombrer dans l'ennui, il faudrait avoir un peu plus de crainte d'un avenir qui a besoin de toute notre clairvoyance. En effet, au lieu du pic du pétrole annoncé inexorablement depuis plus de 10 ans, on assiste désormais à sa surproduction et une baisse de la demande qui commence à faire baisser les prix. La baisse de l'euro et du baril pourrait même aider l'Europe à sortir de son marasme mais cela n'aidera pas à l'accélération de la transition énergétique, hélas ! Or on est toujours à des concentrations records des gaz à effet de serre en 2013. C'est bien la manifestation de l'échec de la lutte contre l'effet de serre ainsi que l'échec des énergies renouvelables (même si le solaire pourrait devenir la première source d’électricité en 2050). Le réchauffement va atteindre des degrés ingérables comme dans le pire des scénarios envisagés mais si difficile à empêcher, celui d'une course en avant. Les Américains semblent quand même se réveiller, avec une manifestation conséquente (300 000) pour le climat mais il n'y a rien là qui puisse changer la donne. La crise a été le prétexte à l'abandon des enjeux de long terme au profit de l'immédiat mais l'économie est toujours sous perfusion et sur un fil qui peut rompre à tout moment avec, en France, 4 millions de chômeurs et un véritable naufrage politique. Je ne sais si c'est spécifique à la France ou à l'adolescence, mais dans ce pays développé, il y a quand même 43 % des adolescents en état de "souffrance psychologique" ! Rien de si merveilleux.

L'optimisme de Jeremy Rifkin dans "La Nouvelle Société du coût marginal zéro" est donc bien déplacé, minimisant beaucoup trop l'inertie sociale et les difficultés immenses que pose le basculement, certes inévitable, vers un nouveau système de production et de consommation mais qui ne sera pas le monde bisounours d'une collaboration harmonieuse généralisée. Sans parler du mélange de temporalités entre court et long terme, ou le pari contestable sur l'hydrogène (qui se développe quand même), cela n'a jamais été parce qu'on avait les moyens techniques de s'en sortir que tout se passait bien. L'histoire n'est pas cette naïve promenade de santé. Le facteur humain est on ne peut plus perturbateur, les intérêts féroces (ce n'est pas que les chimpanzés seraient plus doux, qui ont plus de testostérone et n'hésitent pas à tuer quand ils sont 8 contre 1, ni les femmes vikings qui faisaient la guerre tout autant que les hommes à ce qu'il paraît). Cependant, ceux qui ne voient que les exagérations de Rifkin pour croire que ces perspectives futuristes ne se réaliseront jamais ont encore moins raison (et encore moins de prise sur notre futur). Ce dont parle Rifkin existe et promis à un bel avenir (énergie solaire gratuite, imprimantes 3D de plus en plus économes et évoluées, gratuité numérique, partage des savoirs, échanges en réseau, etc.). Est-ce que pour autant l'avenir des services publics se limiterait à des gens qui aident des gens ? Il ne faut sans doute pas trop généraliser mais c'est ce qui pourrait se faire dans des coopératives municipales et ce que permettraient des régies de données territoriales. Nous vivons incontestablement une révolution du système de production dont on ne mesure pas assez l'ampleur mais qui introduit beaucoup d'instabilité. Il faut dire que la stabilité structurelle du système économique serait inversement proportionnelle au degré de concurrence et d'hétérogénéité dans la distribution des ressources. Cette stabilité est aussi très sensible à tout changement dans cette répartition des ressources. Ce qui aggrave les crises, c'est qu'elles font se dégonfler des bulles qui sont de véritables pyramides de Ponzi. Ce qui nous attend n'est certainement pas drôle - même si on peut toujours en rire...

Ce qui risque de changer beaucoup aussi, c'est ce qu'on mange. Non seulement les insectes, comme on avait vu, mais la nourriture pourrait être re-designée, de la même façon que des faux-oeufs ont été reconstitués à partir de produits végétaux (avec des avantages en terme de coût ou de santé). Il ne s'agit pas d'OGM mais de trouver des substituts naturels aux aliments actuels (pour cela une base de donnée des protéines devrait permettre de prévoir les propriétés culinaires de leurs assemblages). Il n'est pas si sûr pour autant que l'avenir soit à la nourriture aseptisée, le goût s'améliorant avec le temps. Sinon, l'Inde pourrait revenir sur son moratoire des OGM pour une aubergine Bt dont Monsanto a abandonné ses droits (bonne façon de faire tomber l'opposition et introduire ses produits, technique du "pied dans la porte"). On nous promet d'ailleurs des OGM pour produire plus de sucres à partir du CO2.

Non seulement le bilan est loin d'être brillant mais il ne faudrait pas mettre trop d'espoirs dans les différentes techniques de récupération (réutilisation, réparation, refabrication, recyclage, symbiose industrielle) qui sont indispensables et qu'il faut encourager mais assez peu performantes encore, ne constituant pas la solution magique attendue. Le prolongement de la durée de vie des produits reste bien préférable.

- Sciences

A huge 1m leech has been filmed for the first time swallowing a giant earthworm in the forests of Borneo
Vidéo d'un ver qui en avale un autre

Une des idées les plus intéressantes du mois, qui n'a rien d'assurée comme toute nouveauté, c'est que l'important dans le langage, serait la capacité d'apprendre des automatismes (cf. le gène du langage FOXP2 rend les souris plus intelligentes), notamment pour l'articulation des mots mais sans doute aussi pour sortir du langage phonétique et ne plus donner sens aux sons en dehors des mots qu'ils forment (le débit de la parole comme le flux de la pensée semblent bien de l'ordre de l'automatisme). C'est peut-être surinterpréter l'effet du gène du langage sur la souris mais l'hypothèse est à examiner que la capacité de se libérer d'automatismes et d'étendre le champ de l'inconscience, donne plus d'autonomie à la conscience et à la parole puisque le rôle de la conscience est de s'occuper de ce qui n'est pas automatisable justement (c'est le travail de l'homme pas des robots). Il avait été montré aussi que le gène du langage et l'aire de Broca pouvaient servir à la fabrication d'outils qui seraient, selon François Sigaut, à la base de notre humanité en nous faisant sortir de notre Umwelt, de notre monde originaire et instinctuel au profit d'une réflexion sur nos finalités qui caractériserait notre conscience en opposition à l'animal (bien avant le langage donc). Cette dénaturation nous conduirait donc directement vers le cyborg avec, par exemple, un exosquelette léger, souple et discret pour aider la marche au quotidien...

Pour le reste, le plus important est certainement que le principe d'incertitude d'Heisenberg soit remis en cause, mais de façon très relative et technique, obligeant cependant à le reformuler. J'ai été surpris des effets relativistes dans l'atome mais cela reste anecdotique tout comme le fait qu'on en soit à des téléportations entre photon et matière à 25 km (on s'habitue à tout). On ne peut dire que les vésicules soient passionantes mais l'universalité de la nano-machine protéique qui les ouvre pour délivrer leur contenu est quand même assez étonnante. Une grande partie des nouvelles ne font que confirmer des tendances ou faire dans le détail, dessinant notre époque. Tout de même, le fait que la perception des sons et la vision partagent les mêmes processus neurologiques non seulement donne une base neurologique à la synesthésie mais pourrait surtout permettre aux aveugles de "voir" avec les oreilles ! Il se pourrait aussi que se fasse jour une nouvelle façon de se soigner : débarrasser le sang des pathogènes avec des nanoparticules magnétiques en branchant ses artères sur une machine qui traite le sang en direct avant de le réinjecter dans notre circulation sanguine. A part ça, je trouve étonnant que les Ig Nobel 2014 aient couronné des études sur les risques de la toxoplasmose quand on a des chats, risques pourtant très sérieux...

- Numérique

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Le numérique continue à étendre son règne, déjà devenu l'essentiel du travail et de la production. Ainsi, désormais, la messagerie structure d’un point de vue temporel les pratiques professionnelles des cadres. Même le recrutement entre dans l'ère du Big Data (mais pour les programmeurs, des tests seraient plus appropriés!). Certains vont trop vite et surestiment les capacités des robots à se substituer à nous mais il faut bien dire que les progrès sont rapides et que beaucoup de professions vont être automatisées (numérisées). Ainsi, la reconnaissance d'image a fait de tels progrès depuis 2012, avec les réseaux de neurone de SuperVision, que, même si les performances des humains restent encore bien supérieures, on peut désormais automatiser des tâches visuelles (identification, âge apparent et espérance de vie voire lire sur les lèvres), constituant déjà une révolution silencieuse au point que la reconnaissance visuelle devrait être bientôt intégrée aux smartphones. Ce n'est qu'un début. RoboBrain, une base de donné tente d'apprendre le monde aux robots. On pourrait aussi apprendre aux robots par répétition tout comme avec un chien. Plus élaboré encore, un robot apprend à voler avec un simulateur. Les performances cognitives ne sont pas suffisantes, il faut aussi doter les robots de personnalités différentes selon leur fonction (les utilisateurs ont préféré l’infirmière robot extravertie et le robot de sécurité introverti). Cela se complique quand on veut programmer les robots pour qu'ils aient des comportement éthiques, ce qui peut les paralyser avec des exigences contradictoires, de la même façon que l'âne de Buridan, confirmant aussi que le système rationnel du cerveau ne peut être efficient par lui-même et si les robots pourraient devenir conscients, on n'y est pas encore, loin de là. En attendant que les robots nous remplacent, ce sont plutôt les robots qui peuvent nous aider dans notre travail comme dans notre vie, tout comme ces programmes d'aide à la décision qui vous font expliciter vos attentes et vos craintes pour évaluer les choix à faire (le plus souvent conforter un choix déjà fait). Une des utilisations les plus imprévus des imprimantes 3D, ce n'est pas d'être envoyée dans la station spatiale mais de servir de visualisation pour les chirurgiens ou les biologistes, jusqu'à reconstituer par impression 3D la forme d'un embryon humain pour le sélectionner.

En tout cas, il y a désormais plus d'1 milliard de sites et O3b (les autres 3 milliards) a l'ambition de fournir un Internet haut débit par satellite en orbite basse à toute la planète (aux marchés émergents). A l'échelle locale, les nouveaux smartphones devraient pouvoir communiquer entre eux directement dans un rayon de 500m (à Hong Kong, les manifestant utilisent déjà les réseaux Mesh pour communiquer directement entre mobiles). Ils pourraient aussi intégrer des capteurs 3D, permettant des commandes par geste, de prendre des mesures, servir à des jeux à réalité augmentée, etc.  Il y a justement un système de reconnaissance de geste, le smartphone en poche qui pourrait s'avérer très pratique. Dans d'autres circonstances, l'application iGaze permet de se connecter uniquement par le regard. Une application originale permet de faire interagir un smartphone avec un écran. On est plutôt rassuré d'apprendre que, seuls 17% des utilisateurs dépensent de l'argent avec des applications mobiles mais, indépendamment des déboires de leur nouveau système d'exploitation, il faut savoir que la sortie d'un nouvel iPhone ralentit les anciens appareils à cause justement de la mise à jour du système d'exploitation, plus adapté aux performances du dernier appareil. Ce n'est pas vraiment une obsolescence programmée mais on ne peut dire que cela gène suffisamment Apple pour qu'il s'attaque à un problème qui lui profite... [c'est un peu comme la crise qui n'est pas provoquée par les 1% comme le prétendent les complotistes mais, du fait qu'elle leur profite, ils ne font rien pour que ça aille mieux!]

Cela n'empêche pas qu'après Google X dédié aux technologies émergentes, Google Y prétende se consacrer aux problèmes à long terme, comme la conception de villes modèles. Sans parler des contradictions entre la ville intelligente et la ville contributive, ce qui se profile est moins reluisant avec la Thaïlande qui veut mettre des bracelets d'identification aux touristes et surtout Singapour qui teste la surveillance totale de sa population ! Il y a toujours des possibilité de se soustraire à cette surveillance (réseau Mesh, Tor, cryptage ou brouillage du contenu) mais il faut toujours avoir une longueur d'avance dans cette course entre arme et bouclier. Pour le reste, on peut se faire peur (terriblement), comme l'extrait ci-après qui décrit notre monde de façon si effrayante mais, bien que ce soit factuellement exact, ce n'est que de la littérature et qui n'a qu'un rapport assez lointain avec notre vécu et les véritables dangers du futur.

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Des prothèses de jambes contrôlées par des casques captant les ondes cérébrales. Des activistes coréens qui arrivent à envoyer des satellites open source dans l’espace en proposant un appel à souscription sur leur site web (deux ans avant même l’existence de Kickstarter). Des architectes créant des îles artificielles qui prennent la forme de plantes modifiées génétiquement. Des concepteurs de jeux vidéo inventent des écrans tactiles pour cochons d’élevage. Des robots humanoïdes chargés de la régulation de la circulation à Kinshasa (Congo). Des utilisateurs de Nintendo DS qui se ruent sur Love+, une simulation amoureuse mettant en scène des lycéens. Des policiers à Dubaï qui utilisent les lunettes Google Glasses pour identifier plus rapidement les véhicules en infraction. Des algorithmes de trading à haute fréquence qui font et défont des fortunes instantanément. Des chercheurs testant plusieurs modèles de téléportation de propriétés entre molécules. Des robots actifs sur Wikipédia pour mettre à jour les articles de l’encyclopédie et les corriger. Des projets industriels de dirigeables extra-planétaires. Des coureurs aux jambes artificielles quasiment plus véloces que leurs congénères aux membres non augmentés. De riches nababs se payant des caissons de cryogénie dans l’espoir de revenir à la vie lorsque la science le permettra. Des bases spatiales (commerciales) construites dans le désert du Nouveau-Mexique. Des algorithmes absorbant la logique créative de Beethoven pour créer des symphonies sonnant comme ses oeuvres originales. La conception de sac à dos pour vaches servant à collecter les émanations de méthanes provenant de leurs flatulences. Des adolescents qui draguent pas message Bluetooth dans les centres commerciaux gargantuesques de Dubaï ou de Doha. Des chirurgiens qui parviennent à greffer des mains et des visages..

 



Pour la Science no 444, décrypter le cerveau


Pour la Science

Il est assez curieux de mettre en couverture un article sur le cerveau qui nous décrit surtout l'insuffisance de nos instruments d'investigation actuels et notre ignorance de son fonctionnement dont la compréhension est effectivement la tâche de ce siècle. La question ne se résume pas, en effet, à pister des neurones individuels mais à comprendre des effets de masse complexes.

Nous disposons de techniques permettant d'enregistrer l'activité de neurones isolés dans le cerveau humain. Mais pour progresser vraiment, les chercheurs ont besoin de nouvelles techniques qui leur permettront de sonder et de modifier l'activité électrique de milliers, voire de millions, de neurones – des techniques capables de déchiffrer ce que l'Espagnol Santiago Ramón y Cajal (1852-1934), pionnier de la neuroanatomie, appelait « les jungles impénétrables où de nombreux chercheurs se sont perdus ».

Le cerveau présente probablement des propriétés émergentes qui restent totalement inintelligibles si l'on examine des neurones isolés ou même si l'on dispose d'une image grossière de l'activité de grands groupes de neurones.

- La ruée vers le nano-or (effets relativistes dans l'atome)

nano-or

On parle régulièrement de l'utilisation de nanoparticules d'or, notamment en médecine. Ce qui est intéressant, c'est de comprendre le rôle des effets relativistes dans ces nanoparticules.

Un autre facteur joue aussi dans cette différence de réactivité. Il s'agit d'un effet relativiste (s'expliquant à l'aide de la théorie de la relativité restreinte d'Einstein) qui se traduit par une contraction de certaines couches électroniques, ou « orbitales », de l'atome. Or les principales propriétés physico-chimiques d'un élément sont données par la structure de ses orbitales les plus externes. L'organisation périodique des orbitales est à l'origine de la répartition des éléments dans le tableau de Mendeleïev. Les éléments d'une même colonne ont des propriétés similaires. Mais cette règle n'est plus tout à fait respectée pour les éléments lourds, du fait des effets relativistes.

Pour décrire les orbitales, il faut utiliser des calculs quantiques relativistes. Et les effets relativistes sont particulièrement importants pour l'or. De quoi s'agit-il précisément ? L'or est un gros atome. Il est constitué d'un noyau de 79 protons et 118 neutrons, et de 79 électrons. Le nombre important de protons oblige les électrons à se déplacer à des vitesses proches de celle de la lumière. L'effet relativiste de « contraction des longueurs » tend alors à réduire la taille des orbitales atomiques. Les calculs des orbitales de valence – auxquelles est due la réactivité d'un atome – de l'or montrent que cet effet relativiste est très fort pour l'orbitale 6s, la plus externe. A priori, l'électron évoluant sur une orbitale 6s est le plus externe du nuage électronique de l'atome d'or ; mais du fait que cette orbitale est sphérique, il a une probabilité importante de se trouver près du noyau, où les effets de contraction relativiste sont importants. Si l'on compare avec les électrons de l'orbitale 5d, qui forme des lobes avec une probabilité de présence nulle près du noyau, les effets de contraction relativiste de l'orbitale sont moindres et peuvent être perçus comme une dilatation, un effet dit indirect .

On montre que l'un des effets de la contraction de l'orbitale 6s est de rendre l'or plus électronégatif, c'est-à-dire davantage apte à attirer des électrons. Elle rend même l'or plus électronégatif que l'oxygène. C'est pourquoi l'or ne forme pas de molécules d'oxyde avec l'oxygène, car elles seraient instables.

Cependant, quand l'or est sous forme macroscopique, les orbitales externes de chacun des atomes fusionnent pour former un ensemble nommé « bande de conduction », qui fait de ce métal l'excellent conducteur électrique que l'on sait. Ce comportement collectif des atomes d'or domine sur leur comportement individuel, y compris chez les atomes situés en surface. La raison pour laquelle les nanoparticules d'or sont plus réactives que l'or macroscopique est là.

La détection des effets relativistes dans les atomes lourds est très récente.

- Le transport vésiculaire dans les cellules, p42

Les neurotransmetteurs sont délivrés très rapidement par des vésicules qui s'ouvrent, mécanisme universel dans les cellules d'ouverture de leur membrane par fusion avec une autre membrane (celle du neurone par exemple) grâce à des protéines qui s'enroulent en hélice et rapprochent les membranes qui fusionnent (la vésicule s'ouvre).

Le transport de protéines intervient dans nombre de processus cellulaires : croissance, division cellulaire, régulation de l'insuline, métabolisme, immunité, communication entre neurones... Face à cette complexité, il est naturel d'imaginer qu'il y a autant de mécanismes que de fonctions. Mais l'idée la plus simple est de dire qu'il n'y a qu'un seul mécanisme pour tous ces processus. Cela peut paraître simpliste, surtout pour un biologiste, mais je venais de la physique !

Les synapses fonctionnent toutes sur le même principe : un potentiel électrique déclenche l'ouverture de canaux de calcium dans la zone synaptique du premier neurone ; du calcium pénètre dans la cellule et déclenche à son tour la libération, dans la synapse, de neurotransmetteurs, des molécules qui se lient à des récepteurs à la surface du second neurone, y déclenchant ainsi un potentiel d'action. Ce qui est remarquable dans la transmission synaptique, c'est sa rapidité : il suffit de quelques millisecondes. La clé de cette rapidité devait se trouver dans l'étape la plus complexe du processus : la transformation du signal calcique en une fusion des vésicules synaptiques, contenant les neurotransmetteurs, avec la surface cellulaire.

L'ensemble des protéines intervenant dans la fusion membranaire ressemble ainsi de plus en plus à une nanomachine dont le rôle serait de déclencher une libération rapide des neurotransmetteurs.

A noter que des synapses peuvent se renforcer sans décharge électrique du neurone et que ce renforcement synaptique est stimulé par d'autres aires cérébrales que celles de la perception (d'où un effort associé à une perception en renforce la mémorisation).

- Détecter les épidémies plus vite et plus tôt, p56

Des appareils capables d'identifier rapidement presque n'importe quel agent infectieux sont en cours de développement. En les installant dans un réseau d'hôpitaux interconnectés, on pourrait lutter plus efficacement contre les épidémies.

Avec mes collègues, nous avons utilisé des appareils nommés spectromètres de masse pour déterminer si les médicaments potentiels se fixaient à l'ARN bactérien. Ces appareils permettent de déterminer la masse des molécules avec une grande précision. En soustrayant à la masse totale obtenue celle, connue, de l'ARN bactérien, nous pouvions déduire la masse de n'importe quel composant qui y était collé – de la même façon qu'on pèserait un chien en montant avec lui sur une balance et en soustrayant son propre poids. Chaque composant ayant une masse unique, nous déterminions alors sa nature à partir de sa masse.

Nous avons remarqué que cette technique permettrait d'identifier des bactéries, des virus, des champignons et des parasites. Il suffirait de « peser » quelques brins bien choisis d'ARN ou d'ADN de ces organismes. Comme les poids moléculaires des nucléotides diffèrent notablement l'un de l'autre, on peut déterminer la composition d'un brin particulier à partir de sa masse.

Nous ne nous intéressons qu'à des séquences de nucléotides connues pour contenir deux sous-régions adjacentes très utiles pour le diagnostic : l'une est commune à tout un groupe de bactéries (par exemple le groupe des bactéries qui se colorent de façon spécifique dans un test nommé coloration de Gram, au fondement de la classification des bactéries depuis le xixe siècle) et l'autre est spécifique d'une espèce au sein de ce groupe (par exemple le staphylocoque doré, Staphyloccoccus aureus). Cibler de multiples séquences de ce type permet d'identifier des catégories et des sous-catégories sans allonger inutilement la procédure.

Ce dispositif constitue un détecteur universel de pathogènes, capable d'identifier le vecteur de la maladie chez un patient en seulement quelques heures.
 Connecter au réseau 200 hôpitaux répartis à travers le pays suffirait pour couvrir toute la population des métropoles américaines. Il y aurait alors 95 pour cent de chance de détecter immédiatement un agent infectieux préoccupant pour la santé publique (grippe aviaire, maladie du charbon, peste, pathogène d'origine alimentaire, etc.) si seulement sept personnes atteintes se rendaient dans un service de soins d'urgence.

Cela paraît une arme absolue contre les pandémies mais pas contre le bioterrorisme qui devrait pouvoir contourner le système (il suffit de retarder les symptômes).

- Des pyramides de Ponzi dans l'économie (bulles, etc.)

Vous connaissez sans doute les pyramides de Ponzi, des escroqueries où les premiers investisseurs sont rémunérés grâce aux fonds apportés par les suivants, et ainsi de suite… jusqu’à ce que la chaine s’arrête et que tout s’écroule. Mais saviez-vous que de nombreuses pratiques économiques parfaitement légales s'apparentent aux systèmes de Ponzi ?

Ce qui rend la chaîne de Ponzi si séduisante, c'est qu'on ne peut pas déterminer à l'avance le moment où se produira le krach. En fin de compte, on peut considérer une chaîne de Ponzi comme une folie collective. Toutefois, dans la perspective d'un individu donné, il n'est pas intrinsèquement irrationnel d'investir dans une telle chaîne, parce que ce fragile édifice peut mettre longtemps avant de s'effondrer.

Les bulles financières ont rejoint assez récemment l'assortiment disparate des chaînes de Ponzi. Leur statut de système de Ponzi a été reconnu depuis que l'on s'est rendu compte que la psychologie d'un investisseur est toujours la même, que l'argent aille à un agent immobilier, à un agent de change ou à un escroc. Dans tous les cas, c'est l'augmentation continue des prix (ou plus précisément les anticipations de reprise) qui permet au processus de perdurer. C'est ce qui a conduit l'économiste Robert Shiller, de l'Université Yale, à qualifier les bulles financières de systèmes de Ponzi naturels, c'est-à-dire des bulles qui se forment non pas sous l'effet de la carotte d'un manipulateur, mais sous l'effet des forces naturelles du marché, les anticipations d'une personne nourrissant celles de la suivante.

De nombreuses formes d'activité commerciale légitime peuvent également camoufler un système de Ponzi. Prenons par exemple la pratique très répandue et parfaitement légale qui consiste à donner aux employés des options sur titres (les fameuses stock options). Cela peut générer des profits même si l'entreprise ne crée que des produits de valeur insignifiante.

Les systèmes pyramidaux ont beau être interdits, ils sont légions dans les réseaux commerciaux notamment (genre Tupperware d'antan). C'est en tout cas une très bonne chose qu'on se rende compte qu'une bulle financière ou immobilière n'est qu'une pyramide de Ponzi. La bulle immobilière à l'origine de la crise était bien une pyramide de Ponzi, un enrichissement basé sur une montée des prix qui s'emballe de façon injustifiée et financée par les nouveaux arrivants. Toutes les façons de s'enrichir sans créer de valeur ne sont qu'illusion temporaire, mais un temporaire qui peut durer assez longtemps. Gérer les pots cassés ensuite est une autre affaire...

Comme Jean-Paul Delahaye avait fait un article sur le sujet, cité en référence (Escroquerie ou jeu risqué ?, Pour la Science, n° 385, novembre 2009) où il prétendait bêtement que la retraite par répartition ne serait qu'une pyramide de Ponzi, on pouvait craindre de retrouver cette absurdité ici. Il n'en est rien. J.-P. Delahaye s'amuse d'ailleurs dans autre article de ce numéro à spéculer sur des civilisations extra-terrestres plus évoluées que nous et leurs super-pouvoirs en s'appuyant sur des hypothèses on ne peut plus douteuses comme celle qui voudrait que plus on est civilisé, plus on consomme d'énergie, ce qui est aussi faux que de s'imaginer que plus on se développe et plus on pollue. A partir d'un moment, d'un stade plus avancé, l'utilisation de l'énergie est optimisée et régresse. C'est du moins une hypothèse qui n'est pas plus improbable.

 


La Recherche no 492, incertitude quantique


- Une incertitude incertaine, p28

Connaître simultanément la position exacte et la vitesse exacte d'une particule est impossible. Ce principe au centre de la mécanique quantique est aujourd'hui remis en question.

On avait déjà signalé les expériences qui semblaient mettre en cause le principe d'incertitude d'Heisenberg qui est pourtant un pilier de la physique quantique. Elle avait été interprétée d'abord comme résultant de la perturbation introduite par la mesure. Je préférais l'interprétation par le fait que position et vitesse n'étaient pas des réalités objectives mais des probabilités que seule la mesure actualisait (effondrement de la fonction d'onde), ce que j'imageais par une tension sur un tissu qui crée des plis, le déforme mais se déchire en un point où la tension se résout (singularité de Thom). On pouvait aussi déduire de cette formule, sans doute à tort, que plus on se situait à une échelle de temps réduite, inférieure à la longueur de Planck, plus les fluctuations de position pouvaient s'étendre et pourquoi pas à tout l'univers pour une impossible précision absolue. On s'attaque bien à un des fondements de la physique quantique. A mesure que le temps passe il faut bien dire que ses étrangetés ont plutôt tendance à se dégonfler (reste la non-localité justement). Il n'est même pas exclu que la théorie des ondes-guides de de Broglie ne gagne la partie contre un siècle de théories fumeuses...

En fait, pour l'instant, il ne s'agit que d'une version corrigée de cette formule, complétée par Masanao Ozawa qui ajoute deux termes supplémentaires + A + B permettant des précisions supérieures à celles de la formule ci-dessus. Du coup le débat fait rage sur sa signification et sur la définition même de la mesure.

Selon eux, la théorie de Masanao Ozawa et les expériences ayant testé sa validité [avec des mesures faibles non perturbatrices d'un état quantique] utilisaient de mauvaises définitions de l'erreur. Ils considéraient l'erreur sur un état quantique donné plutôt qu'une erreur moyennée à partir d'une série de mesures sur un instrument particulier.

Quoi qu'il en soit, il est une leçon plus générale à tirer de ce débat, car il met en lumière un fait important : la théorie quantique n'est plus perçue comme le révélateur d'un flou intrinsèque dans le monde microscopique, contrairement à l'image que l'on s'en est fait [...] Il souligne que l'incertitude quantique n'est pas comparable à une limite de résolution - le point au-delà duquel l'image se brouille sous le microscope : elle est en partie fixée par l'expérimentateur. C'est là une représentation en phase avec la nouvelle image qu'est en train d'acquérir la théorie quantique : celle d'une théorie fondée sur l'information et sur les moyens de l'obtenir.

Il semble que ce que nous pouvons savoir du monde dépend de la façon dont nous cherchons à le savoir. En ce sens, on peut donc dire que nous choisissons le type de monde que nous voulons observer.

- Des ordinateurs capables de calculer plus juste, p46

Je ne sais si cela peut intéresser ceux qui ne sont pas dans l'informatique mais, effectivement, on ne sait pas assez que les ordinateurs ne calculent pas toujours juste à cause de leurs capacités limitée, notamment quand il faut additionner un très grand nombre avec un petit, ce qui arrive assez souvent dans les calculs intermédiaires. La façon de s'en tirer est amusante puisqu'on calcule l'erreur avant de faire le véritable calcul corrigé ensuite. Cela prend du temps supplémentaire, et donc réservé aux parties critiques, mais prend moins de temps que de comparer les chiffres.

- Les outils ont fait l'homme, p54

L'article expose les théories de François Sigaut, un agronome mort en 2012 qui se piquait aussi d'anthropologie, thèses qui ne sont guère nouvelles, reformulation plutôt de l'outil qui fait l'homme. D'abord en remarquant que malgré la présence de quelques outils chez quelques animaux, cela n'est pas comparable avec nos propres outils, notamment aux outils pour faire des outils et leur réutilisation. François Sigaut voit dans l'outil, ce qui déchire l'Umwelt naturel, ce qui nous sort de la condition animale réduite à son environnement vital. Partant tous les deux de von Uexküll, c'est un peu le contraire de Heidegger pour qui l'animal était pauvre en monde et la technique appauvrissait notre monde. L'attention portée aux outils nous projette en tout cas en-deçà du langage, dans ce qui serait sa condition de possibilité, mais l'outil est-il le même une fois pris dans le langage? Le monde dont on parle est-il le même ?

Pour l'animal, il existe dans la nature des choses-ressources, à la fois outils et matériaux, qui peuvent être positives, les choses bonnes à (manger, se cacher, etc.) ou négatives, à éviter, à fuir. Les choses sans intérêt, non-choses, sont éliminées de la perception dès qu'elles sont reconnues comme telles. Elles sont neutres.

L'action outillée aurait ainsi fait éclater le modèle binaire des relations entre l'animal et son environnement. Si l'outil n'était au départ qu'une de ces choses neutres, non perçues, il a acuis à un moment un statut particulier, celui d'une ressource artificielle. Il a créé une déchirure, une fenêtre dans l'Umwelt. Ouverture minuscule au début, et qui peut paraître insignifiante tant qu'elle reste à l'état d'exception, mais qui a peu à peu pris tant d'importance qu'elle est devenue chez l'homme la règle et qu'elle est restée l'exception chez les autres espèces.

Et dès lors que la déchirure se produit, l'homme se voit contraint à partager son attention entre cet objet au statut particulier qu'est l'outil, et le but qu'il cherche à atteindre. Son action doit être réfléchie. En même temps qu'il agit, il se regarde agir, ou du moins il regarde ses mains en train de manier son outil.

La deuxième idée-force de Sigaut [...], c'est que les humains, ou plutôt leurs ancêtres, ont développé une solution originale puisqu'ils connaissent à la fois l'entraide et l'échange. [...] L'originalité consiste en ceci qu'il existe dans toute les sociétés une répartition sexuée des tâches. Chez les humains, l'évolution s'est faite sur une base radicalement différente de celle des autres sociétés animales : ce sont les deux sexes qui se sont spécialisés l'un vis-à-vis de l'autre.

Contrairement à ce qui se passe chez les autres espèces, mâles et femelles ne sont pas seulement des partenaires pour leur reproduction, ils sont des partenaires pour leur subsistance. François Sigaut laisse entendre que cette différenciation des tâches se serait produite au moment où des individus - mâles ou femelles - ont commencé à échapper à la clôture de leur Umwelt.

S'y ajouterait un plaisir purement humain, celui de la réussite plus que du résultat faisant passer des jeux d'affrontement (résultat) aux jeux d'émulation (gratuits) faisant intervenir la reconnaissance de cette réussite par les autres.

Tout cela me semble très hypothétique, trop romancé. On peut penser que le plaisir de la réussite est un mécanisme cognitif de base qui remonte bien au-delà de l'espèce. C'est plutôt la baisse de testostérone et donc d'agressivité qui pourrait expliquer qu'on se contente de jeux. Il y manque surtout la pression du milieu (ce n'est pas une évolution endogène) et il n'est pas sûr que la division sexuelle des tâches soit aussi marquée chez les ancêtres de Sapiens. Il est cependant intéressant de remarquer qu'elle est liée aux outils, donc à la culture plus qu'à la nature (ce qui ne veut pas dire que ce ne serait pas génétique, la main s'étant adaptée à la taille de la pierre et la division sexuelle du travail introduisant effectivement un biais reproductif).

- Science avec conscience, p66
Stanislas Dehaene, Le Code de la conscience

Notre cerveau traite un nombre d'informations bien plus important que ce dont nous avons conscience. Toutefois, celle-ci joue un rôle indispensable, notamment pour nous permettre d'agir.

Je répète souvent à quel point il est absurde de nier la conscience sous prétexte que l'essentiel de nos actions sont inconscientes et, depuis quelque temps, la différence entre les systèmes cognitifs automatiques ou conscients est mieux comprise (voir aussi Décider en toute connaissance de soi de Philippe Damier : "Nous prenons des décisions en permanence. Certaines sont prises rapidement sans que nous le remarquions, d'autres sont l'aboutissement d'un long travail, pleinement conscient et contrôlé"). Les extraits du livre de Stanislas Dehaene sont donc bienvenus qui montrent une troublante ressemblance entre le fonctionnement du cerveau et la physique quantique (bien que le cerveau ne soit pas un ordinateur quantique) :

La conscience ne nous donne qu'un aperçu très réduit de l'univers probabiliste de la perception. La conscience n'hésite pas à simplifier les choses : elle résume le monde à sa plus simple expression, un aperçu suffisamment condensé pour être utilisable par nos systèmes de décision.

Cette division du travail, entre une armée de statisticiens indépendants et un système de décision unique, s'impose probablement à tout animal qui doit décider de la manière de se mouvoir. Personne ne peut agir sur la base d'une simple probabilité [...] Tout action volontaire fait pencher la balance jusqu'à un point de non-retour : la distribution de probabilités s'effondre.

Ce que Pierce appelle l'abduction n'est rien d'autre que ce que les sciences cognitives contemporaines nomme l'inférence bayésienne et qui consiste à mener un raisonnement probabiliste en sens inverse afin de remonter aux causes cachées d'une série d'observations.

Une stricte logique régit nos circuits inconscients : ils semblent idéalement organisés pour tirer des inférences statistiques précises à partir de nos entrées sensorielles.

Il est fascinant de constater que, sous anesthésie générale, le processus qui permet aux neurones de converger vers une interprétation cohérente sinterrompt. La perte de conscience s'accompagne d'un dysfonctionnement soudain des circuits qui rassemblent les informations sensorielles en un tout cohérent. La conscience semble nécessaire à l'échange bidirectionnel de signaux au sein de la hiérarchie du cortex, de bas en haut et de haut en bas, jusqu'à ce que tout le monde soit d'accord.

Ce fonctionnement probabiliste démontre qu'au moment même où nous percevons l'une des interprétations d'une scène visuelle, notre cerveau continue à s'interroger, inconsciemment, sur les autres possibilités et se prépare à changer d'avis à tout instant [...] Les processus inconscients travaillent avec des probabilités continues, mais notre esprit conscient n'a accès qu'à des symboles discrets dont le contenu bascule soudainement, en tout-ou-rien. L'inconscient quantifie, la conscience discrétise.

- « L'entreprise scientifique doit être responsable devant l'humanité », p70

Depuis trente-cinq ans, Sheila Jasanoff défend l'idée que la façon dont nous faisons de la science et produisons du savoir est liée aux valeurs et aux organisations sociales.

"Nous en sommes peu à peu venus à considérer le marché comme l'ultime validation de nos technologies.

Il nous faut comprendre quelles nouvelles connaissances il nous faut et quand renoncer à demander des clarifications à la science.

Ce que je veux, pour ma part, c'est que l'entreprise scientifique soit responsable devant l'humanité".

C'est un leitmotiv de la post-modernité mais qui me semble complètement vain, imaginaire. Il est absurde de vouloir limiter les connaissances, ce n'est pas le marché qui valide les technologies mais leur efficacité et il est impossible à la science (qui n'est pas tant que cela celle de l'humanité) d'être responsable de toutes ses conséquences, qu'on le veuille ou non !

- La saison des gauchers, p98

Des chercheurs allemands et autrichiens viennent de montrer que les hommes gauchers naissent plus fréquemment entre novembre et janvier que durant le reste de l'année. En étudiant un panel de plus de 12 000 adultes, il apparaît que seulement 8,2 % des mâles nés entre février et octobre sont gauchers tandis qu'à la fin de l'automne et au début de l'hiver, 10,5 % d'entre eux viennent au monde avec une main gauche plus adroite. Ce résultat appuierait l'hypothèse selon laquelle le taux de testostérone intra-utérin retarde la maturation de l'hémisphère gauche, hémisphère dominant chez les droitiers. Tout se jouerait en fait entre mai et juin : l'allongement de la durée du jour à cette période augmenterait le taux de testostérone, favorisant ainsi la domination de l'hémisphère droit des futurs gauchers.

Comme on avait vu le mois dernier que le taux de testostérone aurait beaucoup baissé aux débuts de la culture et du langage, on peut en déduire qu'il y avait avant plus de gauchers ?

 



Brèves et liens


Physique


cosmologie, physique quantique, nanotechnologies

- Des champs d'axion à l'origine de l'expansion

Not quite one universe in a million <i>(Image: Superstock)</i>
Des théoriciens des cordes imaginent que plusieurs champs d'axion pourraient être à l'origine de l'univers (ce qu'ils appellent axiverse), champs variables dont le 44ème pourrait expliquer son expansion une fois les premières galaxies formées, et d'autres la matière noire, voire la matière ordinaire. La probabilité qu'un univers basé sur ces champs soit viable serait d'1 sur 500.

- Excédent confirmé mais inexpliqué d'anti-matière (positons) dans les rayons cosmiques

- Notre galaxie ferait partie du superamas Laniakea

Le superamas Laniakea abrite notre galaxie, représentée par le petit point à droite. SDvision interactive visualization software by DP at CEA/Saclay, France

Le superamas Laniakea abrite notre galaxie, représentée par le petit point à droite.

Notre superamas est si gigantesque que les chercheurs l'ont baptisé Laniakea, un terme hawaïen qui signifie "horizon céleste immense".

Les scientifiques qui l'ont délimité estiment qu'il contient environ 100.000 grosses galaxies et près d'un million plus petites.

Au sein de Laniakea, les galaxies s'écoulent comme des cours d'eau vers un point central : le Grand Attracteur ; sur lequel les astronomes s’interrogent depuis trente ans. Les chercheurs montrent que cette région qui semblait attirer toutes les galaxies voisines, sans paraître pourtant plus dense, apparaît aujourd’hui comme un très large vallon où se déverse la matière, un peu comme les ruisseaux de montagne s'écoulent au fond de la vallée.

- Le bruit galactique masque le fond diffus cosmologique

La polarisation galactique ne peut être négligée nulle part sur le ciel, par rapport au signal que les cosmologistes cherchent. La situation se complique donc par rapport aux annonces, probablement prématurées de la collaboration BICEP2, de la découverte des ondes gravitationnelles primordiales en mars dernier.

Voir aussi Pour la Science et Futura-Sciences. Du coup, non seulement la théorie de l'inflation n'est pas confirmée mais elle serait plutôt infirmée (par l'inexistence des ondes gravitationnelles) privilégiant l'hypothèse d'un rebond après effondrement de l'univers sur lui-même.

- L'origine de la tectonique des plaques

Il s'agit d'une coupe d'un modèle du manteau de la Terre allant jusqu'à 700km de profondeur. La température est représentée par le dégradé du bleu (froid) au rouge (chaud). Un plateau volcanique est présent initialement. Il s'étale petit à petit jusqu'à forcer la subduction de la lithosphère océanique adjacente. Pendant l'étalement, le manteau sous le continent se décomprime et par conséquent fond partiellement. Lorsque la subduction s'arrête et que le continent ne s'étale plus, ce dernier est stabilisé et l'épisode de type tectonique des plaques peut s'interrompre.

Le modèle propose que les plateaux volcaniques (racine surmontée d'une croûte) sont instables vis à vis de la gravité du fait de leurs racines profondes plus légères que les roches environnantes. Ils s'étalent donc sous la surface à la manière d'un nuage de fumée atteignant un plafond, mais beaucoup plus lentement. En s'étalant pendant des dizaines de millions d'années, ils chevauchent les roches adjacentes qui, par conséquent, s'enfoncent dans le manteau. Ainsi, une subduction forcée a lieu jusqu'à l'arrêt de l'étalement du continent.

Pendant que le continent s'étale, les roches sous-jacentes remontent et commencent à fondre par décompression. Cette fusion explique la présence de certaines des roches magmatiques rencontrées dans les régions formées pendant la période de l'Archéen, qui se mélangent avec les roches produites par la subduction. Lorsque le phénomène s'arrête, le plateau volcanique a changé de visage et s'est transformé peu à peu en continent.

- Téléportation entre photon et matière à 25 km !

Une expérience d'optique quantique au GAP à l'Unige, l'université de Genève. © Groupe de physique appliquée (GAP), université de Genève

Transférer un état quantique d’un photon à un autre, les deux étant « intriqués », est une prouesse surprenante, mais désormais classique. Une équipe vient de franchir une nouvelle étape en transférant un état quantique d’un photon à un cristal, c’est-à-dire à de la matière. De quoi imaginer un jour des transmissions à longues distances avec des sortes de répéteurs quantiques.

L’expérience réalisée en Suisse consiste à créer d'abord une paire de photons intriqués. Chacun s’éloigne de 25 km sur des fibres optiques, plus précisément sur deux tronçons successifs de 12,4 km chacun. L’un des photons subit une collision avec un troisième photon, ce qui les détruit. Mais quelque chose subsiste de ce choc, en l’occurrence un état de polarisation. L’autre photon, intact, mais intriqué à son jumeau, manifeste alors cette propriété qui, d’une certaine manière, s’inscrit dans un cristal très particulier, de l’orthosilicate d’yttrium dopé au néodyme. « L’état quantique du photon est passé dans le cristal, donc dans de la matière ».

D'autre part, la téléportation avec une puce photonique est un pas supplémentaire vers l'ordinateur quantique.

- Le chat de Schrödinger a été pris en photo

L'état de superposition prévu par la physique quantique est obtenu par deux photons ayant interagi dans le passé (ici vus à travers une découpe en forme de chat). © GABRIELA BARRETO LEMOS

L'équipe a fait passer un des photons intriqués à travers une découpe en forme de chat pour réaliser une photo, mais a recueilli l'autre qui portait aussi l'image sans pour autant avoir interagi avec l'objet.

- Transition quantique/classique de photons intriqués

Key ImageCertains appellent cela de la lumière solide bien que se comportant plutôt comme un liquide et ce ne sont que des photons piégés en grand nombre dans un cristal et intriqués entre eux, obtenant des propriétés quantiques à un niveau macroscopique (quoique restant de très petite taille) ce qui permettrait de tester ces propriétés quantiques voire de s'en servir pour un ordinateur quantique.

- Une puce pour l'informatique quantique avec photons intriqués

Ce générateur de paires de photons polarisés orthogonalement pourrait servir aussi bien à la cryptographie qu'à l'informatique quantique, sa prouesse étant de produire sur une puce des photons polarisés à la fois verticalement et horizontalement qui restent stables et suppriment les effets classiques, amplifiant les effets quantiques à température ambiante.

- Filtrage des électrons froids à température ambiante

Sans avoir besoin de refroidir le substrat, les électrons chauds sont bloqués ne laissant circuler que des électrons froids dont les propriétés électriques sont bien supérieures. Pour cela le filtrage se fait par effet tunnel. On parle de l'équivalent d'une température de -228°C, ce n'est pas rien et changerait la donne dans un certain nombre d'applications ! Le problème, c'est que les électrons ne se réchauffent pas trop vite...


- Le germanène un nouveau isolant topologique

Pour fabriquer une couche de germanène d'un atome d'épaisseur, les scientifiques ont déposé un par un des atomes de germanium, un métalloïde qui a la structure du diamant. Pour manipuler les atomes, il a fallu chauffer à haute température le substrat en or sur lequel ils sont posés et opérer dans un vide "ultra-élevé". Le matériau obtenu a ensuite été observé par un microscope à effet tunnel, qui a révélé la structure en nid d'abeilles caractéristique des assemblages en deux dimensions comme dans le cas du graphène.

- L'auto-assemblage accéléré par les flux

L'autoassemblage de molécules est un phénomène courant mais lent car il dépend normalement du mouvement brownien. En faisant passer ces molécules dans un flux avec des micro-canaux, le temps d'assemblage passe de plusieurs jours à quelques secondes.

- Une molécule en forme d'étoile

Il a fallu 25 ans pour mettre au point ce qui pourrait devenir l'élément de base à une "cotte de mailles", à l'échelle nanométrique.

"Dans la nature, la biologie moléculaire utilise déjà cette configuration pour renforcer la coque de certains virus. Maintenant nous sommes sur la bonne voie pour reproduire leurs propriétés remarquables".

Des molécules de cette forme pourraient conduire à la fabrication, grâce à la nanotechnologie, de "cottes de mailles moléculaires" qui représenteraient un matériau souple, léger et très résistant.

- L'invisibilité à travers une optique paraxiale

lentille position invisible

Ce n'est qu'un jeu de lentilles qui permet de voir au-delà mais pas ce qui passe entre les lentilles. Un truc de prestidigitateur !

- Compresser les images dès leur capture

Il est possible d'acquérir plus efficacement des images, c'est-à-dire ici avec moins de pixels sur le capteur pour la même résolution d'image, en plaçant simplement une fine couche de peinture blanche entre l'objet et les capteurs. Cette technique brevetée (IB2011003352) prouve qu'il est beaucoup plus simple et efficace d'utiliser les propriétés des milieux naturels désordonnés diffusants, facilement disponibles et simples à mettre en œuvre, que des systèmes artificiels complexes pour mélanger l'information provenant de l'ensemble de l'objet.

Les images ne sont pas formées directement sur les capteurs optiques (une caméra numérique CCD) mais sont obtenues par des calculs intensifs prenant en compte à la fois l'ensemble du système d'acquisition mais aussi des informations a priori sur la structure des images, supposées compressibles ou "parcimonieuses" (images simples type écriture blanche sur fond noir comme sur l'illustration ci-dessus, ou plus généralement pouvant être décrites mathématiquement par un faible nombre de paramètres). Le milieu diffusant agit comme "mélangeur" optimal de l'information à acquérir, permettant à chaque pixel de la caméra d'obtenir une information sur l'ensemble de l'image, tout en donnant une information indépendante sur chaque pixel. Afin de "voir" à travers ce milieu diffusant, les chercheurs doivent en amont caractériser la manière dont il diffuse et transmet la lumière, via une étape préliminaire de calibration, puis effectuer une procédure d'optimisation numérique.

- Un nanomicrophone avec une seule molécule (ultrafroide)

Une molécule unique peut servir de détecteur de pression acoustique de taille nanométrique. Un tel nanomicrophone a le grand avantage de pouvoir être placé très près des sources de signaux acoustiques avec une sensibilité élevée. Nous démontrons ce système en surveillant l'intensité de fluorescence d'une molécule unique de dibenzoterrylène dans un cristal d'anthracène.

C'est en fait, comme la dernière fois, un microphone optique, la différence, c'est qu'il se situe au niveau d'une molécule unique à basse température.

- Des matériaux déformables et adaptatifs

Ces “JamSheets” (feuilles improvisés) sont déformables et s’adaptent à ce que l’on veut en faire. Le matériel est capable ainsi de réagir à ce qu’on projette sur lui, pour adapter sa structure, et peut devenir souple ou dur, à la demande, dans la forme que l’on souhaite.

- Un matériau qui absorbe 3 fois plus d'oxygène qu'une bouteille

New material steals oxygen from the airUne seule cuillère à soupe de ce nouveau matériau peut aspirer tout l’oxygène d’une pièce. Le mieux ? Ce matériau peut libérer l'oxygène si on le chauffe très légèrement. Nous pouvons maintenant dire au revoir aux grosses bouteilles d’oxygène !

« Ce matériau peut absorber et libérer l’oxygène plusieurs fois sans perdre cette capacité. C’est un peu comme de plonger une éponge dans l’eau, de presser l’éponge pour vider l’eau et de répéter le processus encore et encore. Quand la substance est saturée d’oxygène, elle peut être comparée à une bouteille d’oxygène, contenant de l’oxygène pur sous pression. La différence ? Ce matériau peut contenir 3 fois plus d’oxygène. »

- Des nanoparticules or-cuivre pour réduire le CO2

Les propriétés catalytiques de ces nanoparticules or-cuivre permettraient une sorte de photosynthèse artificielle par réduction du CO2 en CO, émetteur d'oxygène et créateur d'énergie utilisable. Potentiellement très important.

 

Climat


climat, énergies, écologie

- L'éclatement de la Pangée et la diversification des plantes à fleur

En utilisant un modèle numérique de climat prenant en compte l'évolution géographique depuis plus de 250 millions d'années, une équipe de chercheurs français montre pour la première fois que la rupture du supercontinent Pangée aurait induit une expansion des zones climatiques tempérés humides et de fortes discontinuités dans les ceintures désertiques présentes jusqu'à la fin du Jurassique. Ils suggèrent que ces changements drastiques d'un monde désertique vers un monde humide auraient fournis un cadre environnemental idéal à la migration et à l'explosion des formes de plantes à fleur durant le Crétacé Supérieur.

Les chercheurs ont ainsi pu démontrer qu'entre 225 et 70 Ma le fractionnement du supercontinent Pangée aurait induit une augmentation graduelle des précipitations et l'expansion progressive de zones tempérées, alors que les grandes ceintures désertiques des moyennes latitudes du Jurassique se fractionnaient au Crétacé.

- Les conifères ont disparu avec les dinosaures au profit des plantes à fleurs

Paysage d'après les dinosaures dominé par des arbres à feuilles caduques. Donna Braginetz/courtesy of Denver Museum of Nature & Science

L'impact de la météorite a décimé les espèces végétales à feuilles persistantes et à croissance lente comme les conifères, favorisant la diversification des angiospermes, les plantes à fleurs qui croissent plus vite et dont les feuilles tombent.

Les premières années du Paléogène ont été marquées par un climat très variable qui a favorisé les plantes à croissance rapide et pouvant se développer dans un milieu faiblement ensoleillé comme le houx ou le lierre. Profitant de la diminution du nombre de conifères, les arbres à feuilles caduques ont émergé et après quelques millions d'années ont fini par dominer le paysage.

- La couche d'ozone se reconstitue

En 1979, le trou de la couche d'ozone au-dessus de l'Antarctique n'existait pas encore vraiment. Mais en 1987, plus personne ne pouvait nier sa présence, comme le montrent ces images satellitaires en fausses couleurs. Le violet et le bleu indiquent les zones où la teneur en ozone stratosphérique est la plus faible, le jaune et le rouge là où elle est la plus élevée. © Nasa

La reconstitution de la couche d’ozone est en bonne voie et elle devrait être complète d’ici 2050 comme il était prévu initialement.

Voir aussi Pour la Science.

- La fonte de l'Arctique affaiblit le vortex et favorise des météos extrêmes


Confirmation de ce qu'on avait déjà signalé.

- Le réchauffement augmente la banquise antarctique

Extra ice in a warmer world <i>(Image: Bryan and Cherry Alexander/Arcticphoto.co.uk)</i>

 

La fonte de la glace sur le continent Antarctique augmente la glace de mer car l'eau douce est plus facilement congelée que l'eau de mer salée.



- Concentrations records des gaz à effet de serre

La teneur de l'atmosphère en gaz à effet de serre a atteint un nouveau pic en 2013, en raison de la hausse accélérée des concentrations de dioxyde de carbone.

Il ressort de ce bulletin que le forçage radiatif, qui a pour effet de réchauffer le climat, s'est accru de 34% entre 1990 et 2013 à cause des gaz à effet de serre persistants comme le dioxyde de carbone (CO2), le méthane et le protoxyde d'azote.

En 2013, la concentration de CO2 dans l'atmosphère représentait 142% de ce qu'elle était à l'époque préindustrielle (1750), et celles du méthane et du protoxyde d'azote respectivement 253% et 121%.

Les observations effectuées par le réseau de la Veille de l'atmosphère globale (VAG) de l'OMM révèlent que le taux d'accroissement du CO2 atmosphérique entre 2012 et 2013 représente la plus forte augmentation interannuelle de la période 1984-2013. Des données préliminaires laissent supposer que cela pourrait être dû à la réduction des quantités de CO2 absorbées par la biosphère terrestre alors que les émissions de ce gaz continuent de croître.

Le rythme actuel d'acidification des océans semble sans précédent depuis au moins 300 millions d'années, si l'on en croit les données indirectes livrées par les paléo-archives. Le processus d'acidification continuera de s'accélérer au moins jusqu'au milieu du siècle.

Voir aussi Sciences et Avenir et Futura-Sciences. C'est la manifestation de l'échec des énergies renouvelables et de la lutte contre l'effet de serre.

- L’explosion démographique ne s’arrêtera pas au cours de ce siècle

Jamais la baisse de la mortalité infantile n'a été aussi forte, pénétrant désormais les pays pauvres, notamment en Afrique dont la population explose, et participant à reculer le pic de la population qui devrait atteindre les 12 milliards d'être humains en 2100 (pour d'autres le maximum devrait être 9 milliards en 2070), sauf pandémie de grande ampleur d'autant plus probable qu'on est plus nombreux, l'Afrique étant le plus grand réservoir de virus.

Ainsi que le montre clairement le graphique, c’est l’explosion programmée de la population africaine qui va alimenter la croissance démographique de l’humanité à la fin du siècle. Actuellement d’un milliard d’habitants, elle s’inscrira très probablement (taux de confiance de 95 %) en 2100 dans une fourchette comprise entre 3,1 et 5,7 milliards d’habitants. Si l’on s’en tient au chiffre médian de 4,2 milliards, cela représente un quadruplement de la population actuelle du continent !

Ce phénomène est dû à la persistance d’un taux de fécondité élevé chez la majorité des Africaines. Longtemps les démographes ont prévu qu’il baisserait au même rythme que celui constaté en Asie et en Amérique latine depuis les années 1950, mais ce n’est pas ce qui advient dans la réalité. Même si le taux de fécondité en Afrique baisse depuis un petit moment, les experts ont remarqué récemment que ce déclin ralentissait. Cela s’explique à la fois par un accès aux moyens de contraception compliqué pour un quart des femmes et par la persistance d’un modèle familial avec une norme de 4 à 5 enfants. L’étude donne pour exemple le cas du Nigeria, pays déjà le plus peuplé d’Afrique avec 160 millions d’habitants, qui a 9 chances sur 10 de passer la barre des 500 millions d’ici à la fin du siècle.

Dans la dernière partie de leur étude, les démographes insistent sur l'évolution d'un autre critère important à leurs yeux, celui du nombre d'actifs par retraité, qui s'obtient en divisant la population âgée de 20 à 64 ans par la population de 65 ans et plus. Actuellement, le taux le plus bas du monde est détenu par le Japon, pays vieillissant qui ne fait plus guère d'enfants : 1,9, soit moins de deux actifs pour une personne âgée. Ce nombre, exceptionnel aujourd'hui, devrait être des plus banals pour les pays développés dans un proche avenir.

Les sociétés vieillissantes changent la face du monde

- Des textiles pour faciliter la production d'algues

Le projet AT~SEA financé par l'UE a mis au point des textiles performants pour l'exploitation à haut rendement de parcs d'algues marines flottantes, ce qui permet une culture mécanisée aisée.

Les essais de textiles AT~SEA dans les sites expérimentaux de Solund, en Norvège, Oban, en Écosse, et Galway, en Irlande, ont conduit à des rendements allant jusqu'à 16 kg d'algues humides par mètre carré, soit trois à cinq fois plus que le rendement obtenu avec les méthodes d'exploitation traditionnelles des algues marines.

Actuellement, les algues sont récoltées à l'état sauvage ou cultivées sur des cordes. Aucune de ces méthodes ne permet d'intensifier aisément la production, car elles impliquent une forte intensité de main-d'œuvre et produisent des rendements relativement faibles.

L'équipe du projet a mis au point des textiles qui peuvent supporter une grande quantité d'algues sans se déchirer ni attirer des plantes ou des mollusques indésirables. Les revêtements bio-sourcés des textiles protègent les jeunes algues et stimulent leur croissance.

Les textiles conviennent pour des tapis larges, d'1 mm d'épaisseur, sur lesquels les algues peuvent se développer à quelques mètres sous la surface de la mer. Lorsque les algues sont à maturité, des machines installées à bord d'embarcations les enlèvent des tapis.

Selon Bert Groenendaal, "les algues marines présentent un potentiel économique gigantesque. Les entreprises s'y intéressent pour de nombreuses applications, telles que les denrées alimentaires et additifs alimentaires, les aliments pour animaux, les produits chimiques et même les carburants."

Certaines sont des sources de substances biochimiques pour la production de médicaments, de cosmétiques naturels et d'engrais biologiques, par exemple. D'autres semblent également prometteuses pour la production durable de biocarburants si elles sont récoltées en quantités suffisantes pour la production industrielle.

- Exploiter les algues vertes de Bretagne

Un employé communal enlève des algues vertes sur la plage de Saint-Michel-en-Grève, dans les Côtes d'Armor, en 2008
(c) Afp

Première victime des pollutions aux algues vertes, la Bretagne entend devenir un acteur majeur dans la recherche et l'exploitation de cette "ressource".

Les algues, qui contiennent des nutriments - protéines, sucres, minéraux et matières grasses - et de très nombreux composés biologiquement actifs présents uniquement dans les végétaux marins, se révèlent aujourd'hui une source d'approvisionnement incontournable

L'algue peut avoir des applications dans l'alimentation humaine, animale, mais aussi dans la santé, la médecine, la cosmétique, la pharmacie, voire certains usages industriels...

"La filière des algues, ce sont aujourd'hui une centaine d'entreprises et 4 à 5.000 emplois", en Bretagne. "Mais ça peut représenter demain des milliers d'emplois" supplémentaires, affirme Hervé Balusson selon lequel ces nouveaux marchés représentent des milliards d'euros.

C'est le cas du marché des médicaments. "Il est estimé aujourd'hui à 700 milliards d'euros et il est prévu qu'il dépasse les 1.000 milliards dans les 10-20 ans".

"Car certaines algues, en particulier les algues vertes, contiennent des molécules susceptibles d'agir sur le système immunitaire et augmenter son action".

- La contamination des rivières par les pesticides s’est durablement généralisée

Le Verdon,  à cheval sur les départements du Var et des Alpes-de-Haute-Provence.

Dans un quart des analyses, on retrouve des substances prohibées, pour certaines depuis dix ans. Sur cette palette de pesticides, l’agence en a identifié 36 interdits depuis au moins 2008.

Les concentrations records de terbuthylazine, de simazine et d’atrazine correspondent systématiquement à la saison de traitement des vignobles et des grandes cultures.

On trouve en particulier du glyphosate dans les trois quarts des rivières du Sud-Est ! Pas étonnant puisqu’il s’agit du principe actif du Roundup, un produit-phare en tête des ventes de pesticides dans les bassins Rhône-Méditerranée et de Corse où il s’en vend… plus de 4 000 tonnes par an.

- Perovskite: des cellules dont la durée de vie est de quelques dizaines d'heures...

A new stable and cost-cutting type of perovskite solar cellL'enthousiasme pour ces cellules efficaces et bon marché retombe étant donnée leur durée de vie beaucoup trop courte.

Les cellules à pérovskite, comme le catalyseur, ont encore une piètre durée de vie. Dans cette expérience, le dispositif a montré des signes de faiblesse au bout d’une dizaine d’heures seulement. «Cela fait encore porter une ombre sur l’avenir des cellules à pérovskite», reconnaît Michael Grätzel. «On sait assez peu de chose sur les raisons de cette dégradation.

- Des progrès dans la fusion

On n'y est pas encore mais la fusion ne semble plus hors de portée et toujours pour dans 50 ans !

- Une batterie lithium-ion qui dure 27 ans


Cette batterie Lithium Fer Phosphate dure 27 ans en conservant 85% de sa capacité initiale (en subissant un cycle de charge/décharge chaque jour).

Les anodes ne sont pas en graphite mais en titanate de lithium et la cathode en Lithium Fer Phosphate au lieu d'un oxyde de métal.

- Première ligne de production de supercondensateurs en graphène en Chine

Avec cette ligne de production automatisée, la société s'est dotée d'une capacité de production annuelle de 50 000 supercondensateurs en graphène de 3000 Farads.

- Des batteries à métal fondu à plus basse température

En remplaçant le magnésium par du plomb fondu, cette batterie à métal fondu marche à des températures plus basses, ce qui la rend plus rentable. Son prix reste trop élevé mais l'absence de maintenance le compenserait largement.

- Artémis, l'internet de l'énergie selon Siemens

Solutions for an Internet of energy

Le but est de gérer le réseau électrique (smart grid) en y intégrant une production et consommation locale (y compris véhicules électriques).

- Une ampoule qui se règle toute seule

Vendue 60 dollars pièce (47 euros), l'ampoule sera disponible à partir du premier trimestre 2015.La start-up Stack a mis au point Alba, une ampoule intelligente capable d'adapter sa luminosité en fonction de l'heure de la journée et de la présence ou non de personnes dans la pièce.

Grâce aux capteurs de proximité qui se cachent sous le verre, cette ampoule s'allume dès qu'elle détecte la présence d'une personne dans une pièce. Le matin, la lumière est plus froide pour laisser à l'utilisateur le temps de se lever, elle s'adapte ensuite au rythme de la journée, tournant vers une lumière chaude en soirée, voire même, selon la vidéo de présentation, en s'éteignant quand un film est lancé sur le téléviseur.

Cette ampoule intelligente consomme entre "60 et 80% d'énergie de moins" que les autres ampoules à LED classiques.

- La fibre optique amène la lumière du jour dans les pièces sombres

Le capteur EchyPièce en second jour

Un panneau-capteur de 3 m2, équipé de 72 lentilles de Fresnel, est fixé sur un pied motorisé qui permet de suivre la course du soleil pour optimiser la captation de lumière, il se pose en toiture. À chaque lentille est reliée une fibre optique en plastique transparent (PMMA) de 3 mm de diamètre, par laquelle transite la lumière concentrée.

Actuellement, la technologie atteint ses limites à 7 mètres. « Au-delà du rendement qui diminue, il y a aussi la qualité de la lumière qui se dégrade, explique l’ingénieur. On perd des longueurs d’onde et la couleur bleuit. »

- Tesla Torch : lampe torche à supercondensateur Open Source !

tesla torch supercondensateurLa Tesla Torch est une lampe torche à supercondensateur imprimée en 3D. Cette lampe torche sans pile se recharge rapidement par manivelle. Une seconde de recharge = une minute d'éclairage. La pleine charge est ainsi obtenue en 30 secondes pour 30 minutes d'éclairage.

- Innovations primées par les James Dyson Awards

  • cuisinière solaire portative

Solari

  • meuble de culture hydroponique

Home hydroponic system

  • appareil pour inspecter les ruches sans les ouvrir

Mima

 

Biologie


évolution, génétique, éthologie, anthropologie, neurologie

- Le rôle de l'électricité dans l'apparition des acides aminés

origine ARN

La simulation informatique de l'expérience de Miller montre que des champs électriques puissants permettent de former des molécules d’acides aminés à partir de l'atmosphère primitive. On pense aux éclairs mais des effets de surface seraient suffisants pour produire des champs électriques puissants.

Au début, les scientifiques n’ont obtenu aucun résultat. « Mais quand nous avons ajouté un champ électrique au-dessus d’un certain seuil, alors nous avons vu arriver de nouvelles molécules ! » Dans les produits de la réaction figurait la glycine, un acide aminé (le plus simple d’entre eux).

De plus, une autre molécule, jouant le rôle d’intermédiaire, est apparue : le formamide. Composée d’un atome de carbone relié à un azote, un oxygène et un hydrogène, elle peut conduire à la formation de molécules plus complexes ou bien, à l’inverse, en acide cyanhydrique et en eau. « C’est une plaque tournante de ces réactions, résume Marco Saitta. Nous avons même ajouté dans nos simulations, ce qui a conduit à d’autres molécules. N’oublions pas que le formamide a été découvert dans l’espace, autour d’étoiles en formation. »

Le champ électrique, cependant, doit être très intense, d’au moins 50 millions de volts par centimètre. « Notre chance est que notre institut est très multidisciplinaire. En discutant avec nous, des minéralogistes nous ont appris que la surface de toutes sortes de minéraux, dans l’argile par exemple, à très petite échelle, disons sur des distances couvrant quelques atomes, de tels champs existent et sont même parfois bien plus intenses. »

Voir aussi Sciences et Avenir. Par ailleurs, la découverte de molécules d'iso-propyl cyanide dans le nuage de gaz Sagittarius B2 confirme que les briques de la vie sont bien venues de l'espace.

- L'inégale répartition des molécules rend l'apparition de la vie plus probable

Alors que la probabilité d'émergence de la vie à partir de quelconques molécules est très faible, ce n'est pas pareil si leurs concentrations sont inégalement réparties pouvant mener à des molécules autorépliquantes enclenchant l'évolution.

- Le contrôle de l'ARN est l'anti-virus primitif

Les gènes du contrôle de qualité et de régulation de l'ARN, appelé NMD (nonsense-mediated mRNA decay) s'attaquent aussi aux virus ARN qui doivent bloquer ce système pour infecter la cellule.

- Des protocellules artificielles qui bougent toutes seules

artificial-cell-1TUM’s artificial protocells consist of a membrane shell, or vesicle, two kinds of biomolecules, microtubules and kinesins, and fuel in the form of ATP, the same energy source used in biological cells. The kinesin molecules are like little motors running on ATP—in this case, they line up the microtubules and keep them in place.

This microtubule structure, or cytoskeleton, gives the protocell its shape.

- Reconstituer par impression 3D la forme d'un embryon humain

L'imprimante 3D est utilisé ici comme système de visualisation, tout comme pour les chirurgiens avant une opération délicate.

Des spécialistes de la fécondation du CHU de Montpellier sont parvenus à reproduire à l’identique un embryon humain conçu in vitro. Une petite prouesse qui pourrait sensiblement améliorer les chances de réussite des fécondations in vitro (FIV).

Lors d'une FIV, pour multiplier les chances, plusieurs embryons sont mis en culture. Avant d'en implanter un dans l'utérus, il s'agit pour les médecins de sélectionner celui qui présente les meilleures chances de "s'accrocher". Jusqu'à présent, cette sélection était réalisée au microscope selon des critères morphologiques pas toujours évident à bien étudier.

Grâce à la modélisation informatique de ces embryons suivie de leur impression, les spécialistes de la fécondation pourront s'appuyer sur une structure de la taille d'une pomme dévoilant précisément toutes les éventuelles imperfections de l'embryon.

Voir aussi Futura-Sciences.

- Des cellules souches vierges

On a réussi à obtenir des cellules souches humaines complètement vierges (on dit naïves) débarrassées de toute méthylation. Pour cela, il a fallu introduire dans des cellules souches embryonnaires des copies supplémentaires de 2 gènes : Nanog et Klf2.

- Contrôle du réseau de différenciation cellulaire

Cela a l'air important car on pourrait contrôler à volonté le réseau de différenciation des cellules mais je n'ai pas bien compris, c'est quand même un peu complexe pour le profane.

- La mélatonine régule les rythmes du plancton marin

Ces biologistes se sont intéressés au rôle de la mélatonine chez Platynereis dumerilii, un ver marin dont la larve constitue une part du plancton marin. "Les larves de cet animal participent à l'une des plus grande migrations à l'échelle de notre planète" expliquent les chercheurs.

En effet, dans la nature, ces larves ont tendance à migrer vers la surface jusqu'au crépuscule, puis elles redescendent vers les profondeurs des océans tout au long de la nuit, jusqu'à l'aube.

Ainsi, lorsque le jour revient, la lumière du Soleil qui leur parvient est atténuée par la profondeur de l'eau. Et le temps qu'elle atteignent alors la surface, le plus gros de la journée est déjà passé, ce qui limite les effets dévastateurs des rayons UV sur ces organisme. Une migration quotidienne, dont la mélatonine est responsable, comme viennent de le démontrer les chercheurs.

En effet "nous avons trouvé des cellules photoréceptrices dans le cerveau de ces larves. Elles règlent une horloge biologique et déclenchent la synthèse de mélatonine une fois la nuit tombée".

"Ces résultats impliquent que ces cellules qui régissent nos rythmes de sommeil et de veille sont apparues et ont évolué dans l'océan il y a des millions d'années, en réponse à cette nécessité de se protéger des rayons du soleil".

- Comment le charançon élimine ses bactéries symbiotiques devenues inutiles

Le charançon doit trouver en grande quantité la matière première à la fabrication de sa cuticule après sa métamorphose en adulte: un acide aminé, la tyrosine, qu'il transforme par la suite en DOPA. Cette brique de construction de la cuticule lui est fournie par des bactéries symbiotiques qu'il domestique en son sein et qui ont la faculté de fabriquer la tyrosine. Dès la mue adulte, le charançon va multiplier de façon impressionnante ses bactéries symbiotiques, et ce jusqu'à l'achèvement de sa cuticule 5 à 6 jours plus tard.

Une fois cette mission accomplie, les bactéries deviennent inutiles et leur maintenance coûteuse. S'engage alors un processus de recyclage organique. Dans ce cas précis, c'est la DOPA, molécule médiatrice, qui va en s'accumulant signaler au charançon la fin du processus de formation de la cuticule. Par le biais de l'autophagie (digestion intracellulaire) et de l'apoptose (mort cellulaire programmée), le recyclage de ces bactéries va s'effectuer proprement, sans inflam­mation, dispersion ni rejet dans l'organisme.

Cette découverte ouvre de nouvelles perspectives de lutte ciblant la symbiose entre l'insecte et sa bacté­rie. Ces solutions, plus respectueuses de l'environnement, offriront des alternatives aux insecticides et pesticides.

Sur un autre plan, "L'élimination rapide et sans inflammation de nombreuses bactéries représente un rêve pour la recherche en infectiologie. Ce travail constitue aussi une ouverture conceptuelle dans la lutte contre les bactéries pathogènes.

- La caféine repousse les insectes et attire les abeilles

Ce sont ces propriétés qui ont sélectionné la production de caféine dans des plantes aussi différentes que le thé, le café ou le chocolat, avec des gènes différents à chaque fois.


- Le plus gros des dinosaures

Dreadnoughtus schrani, ce nouveau membre de la famille de géants des Titanosaures, n’avait pas encore achevé sa croissance qu'il pesait déjà  65 tonnes, avait un cou de 11 m et une queue de 9 m.

Le squelette extrêmement bien préservé qui a été découvert – 70% des os ont été retrouvés – ont permis aux chercheurs d’estimer son poids, en faisant potentiellement le plus gros dinosaure de tous les temps, même si de nombreuses autres espèces pourraient lui ravir ce titre – Supersaure, Giraffatitan, Argentinosaure, tous membres des Titanosaures.

Un nouveau titanosaure datant de 100 millions d'années découvert, cette fois, en Tanzanie (Rukwatitan bisepultus).  il devait probablement peser autant que quelques éléphants et ses membres atteindre jusqu'à 2 mètres.

- Un dinosaure nageur

Pouvant peser jusqu’à 20 tonnes environ selon certaines estimations et mesurant 15 mètres de long, soit 3 de plus que le T-Rex, Spinosaurus aegyptiacus apparaît aujourd’hui comme le plus grand dinosaure carnivore de tous les temps. Il était certainement piscivore et il devait probablement se nourrir par exemple des poissons scies de 7 mètres de long qui vivaient dans les rivières qu’il écumait il y a 95 millions d’années. La structure osseuse de ses pieds laisse penser qu’ils pouvaient être palmés et servir à pagayer et à marcher sur des terrains boueux. © Davide Bonadonna, Nizar Ibrahim, Simone Maganuco, Science

Le fossile, retrouvé dans le plateau des Kem Kem, à l’est du Maroc, appartient à l’espèce Spinosaurus aegyptiacus, dont le premier représentant a été découvert en Egypte en 1912.

Il pouvait atteindre 15 mètres de long, pesait jusqu’à quinze tonnes, possédait une denture impressionnante et arborait une spectaculaire « voile dorsale » se dressant le long de sa colonne vertébrale, qui émergeait comme un aileron de requin géant lorsqu’il évoluait dans les lacs et les rivières du crétacé : le spinosaure, sans doute le plus grand dinosaure carnivore qui ait existé, a terrorisé la faune aquatique il y a une centaine de millions d’années. Une équipe internationale de paléontologues vient de démontrer pour la première fois que cette espèce de dinosaure prédateur était adapté à la vie dans l’eau et devait être capable de nager.

Le Spinosaurus, avec son museau de crocodile, son long cou et son corps allongé, avait l’allure « d’un canard auquel on aurait attaché la queue d’un alligator ».

Spinosaurus aegyptiacus

Voir aussi Futura-Sciences.

- Un dinosaure à gros nez

Vue d'artiste d'un rhinorex au grand nez. Julius Csotonyi

Son nez est si imposant qu'il lui a donné son nom : le Rhinorex condrupus vivait dans ce qui est maintenant l'Utah il y a environ 75 millions d'années, au Crétacé supérieur.

Rhinorex mesurait plus de 9 mètres de long et devait peser plus de trois tonnes cinq. Il vivait dans un estuaire marécageux pas loin des côtes.

"Si ce dinosaure ressemble à ceux de sa famille, il n'avait probablement pas un sens de l'odorat très développé. Mais peut-être ce nez servait-il  pour la parade amoureuse ou permettait-il de fixer un énorme bec".

- Ptérosaure : un pélican avec des dents

Premiers vertébrés à avoir volé et battant des records d'envergure (jusqu'à 12 mètres), les ptérosaures sont apparus au Trias, il y a 230 millions d’années, et ont disparu au Crétacé, il y a 65 millions d’années. Ici, une représentation de l'espèce Coloborhynchus piscator. © John Conway, Wikimedia Commons, cc by sa 3.0

Un pélican avec des dents. C'est la première image qui vient pour décrire cette nouvelle espèce de sauropsidés découverte par des chercheurs dans une région au nord-est de la Chine. L'animal appartient à l'ordre des ptérosaures, mais possède son propre genre, créé pour l'occasion.

Pourvu d'ailes membraneuses, un peu comme les chauves-souris, I. avatar possédait un régime alimentaire piscivore, inhabituel chez les ptérosaures ; un peu comme les actuels pélicans, il devait être capable en vol de capturer des poissons dans sa poche inférieure. Mais, selon les auteurs de l'étude, l'animal devait surtout pêcher en position debout, dans des eaux peu profondes.

À son époque, c'est-à-dire au Crétacé inférieur, son écosystème était constitué d'un climat chaud et d'un grand lac d'eau douce, refuge à poissons, grenouilles, tortues, mais aussi d'autres ptérosaures, de dinosaures à plumes, d'oiseaux et de mammifères. La végétation y était luxuriante et composée de fougères, conifères, gingkos ou cycas, et de plantes à fleurs.

- Des dinosaures aux oiseaux

Deux oiseaux actuels et un théropode à plumes : ce sont des cousins proches. Les ancêtres des premiers devaient ressembler au troisième. © Jason Brougham

Les auteurs soulignent que les caractères qui sont aujourd’hui propres aux oiseaux, comme les os creux ou les plumes, sont apparus dans différentes lignées durant des dizaines de millions d’années. Ils expliquent ainsi si l’on se promenait au Jurassique, les ancêtres des oiseaux ne seraient pas distinguables des autres dinosaures théropodes. "Il n’y a pas eu de moment où un dinosaure est devenu un oiseau".

- Les premiers mammifères dateraient de plus de 200 millions d'années

Une reconstruction d'une des nouvelles espèces de mammifères dont les restes fossilisés datant du Jurassique ont été découverts récemment. Xianshou songae était un animal de la taille d'une souris. Arboricole, il appartenait à un groupe éteint de mammifères du Mésozoïque appelé Euharamiyida. © Zhao Chuang

Trois nouvelles espèces de fossiles ressemblant à des rongeurs grimpeurs appartiendraient au groupe des mammifères, selon des paléontologues. Ces découvertes de la province chinoise du Liaoning pourraient chambouler la chronologie de leur apparition sur Terre car elles démontreraient que les mammifères sont apparus au Trias, il y a plus de 200 millions d'années, et non au Jurassique.

Les chercheurs les réunissent dans un nouveau groupe (ou clade) appelé Euharamiyida, aux côtés des Multituberculata et des Haramiyidés, eux-mêmes appartenant à la sous-classe des Allotheria, qu’ils classent au sein des mammifères.

- Tous les mammifères sont émus par les cris des bébés

Cries like a deer <i>(Image: Suzi Eszterhas/Minden Pictures)</i>Les petits de nombreuses espèces de mammifères ont des appels de détresse similaires: sons simples avec quelques changements de hauteur.

Des appels effectués par des petits de différentes espèces de mammifères lorsqu'ils sont séparés de leur mère ont été enregistrés. Ils ont ensuite été diffusés avec des haut-parleurs cachés dans les prairies canadiennes. On a pu constater que les mères de cerfs se sont rapidement déplacés vers les enregistrements de cerfs infantile, mais aussi de ceux des bébés phoques à fourrure, des chiens, des chats et des humains. Même les appels à ultrasons de chauves-souris infantiles ont attiré les mères de cerfs dès lors que leur hauteur avait été réduite pour correspondre à ceux des appels de cerfs.

Cela implique que les appels de détresse infantile partagent un élément commun à tous les mammifères - certains d'entre eux séparés par plus de 90 millions d'années d'évolution - et que beaucoup de mères de mammifères sont sensibles à cet élément commun. Ce qui suggère aussi que différents animaux peuvent ressentir des états émotionnels similaires.

- Les dauphins sont des obsédés sexuels

La vidéo montre une plongeuse harcelée par un dauphin. Ce n'est pas ce qui m'a semblé le plus intéressant mais que les mâles soient tout le temps actifs sexuellement et toujours un peu frustrés...

Les mâles sont chauds tout le temps, tandis que les femelles le sont uniquement en période de reproduction, l'été.

- Le gène du langage FOXP2 rend les souris plus intelligentes

Woah, déjà vu <i>(Image: Mike Kemp/Rubberball/Corbis)</i>On appelle FOXP2 le gène du langage sans qu'on sache très bien sa fonction. Des souris qu'on a doté de ce gène humain ont fait preuve de capacités supérieures d'apprentissage d'automatismes inconscients, ce qui serait indispensable pour parler (contrôler les mouvements de la bouche et de la langue).

Par rapport au chimpanzé, ce gène ayant été l'objet de 2 mutations chez l'homme, il serait intéressant de savoir ce que cela change mais cela suggère le paradoxe d'une humanité (d'un être parlant) caractérisée par ses routines, ses habitus et un champ plus grand laissé à l'inconscient - libérant la conscience, l'autonomisant ? Ce qui semble corroborer cette hypothèse, c'est que, par rapport aux singes, notre cervelet est encore plus développé que le néocortex (mais cela n'a pas empêché une femme dépourvue de cervelet de vivre à peu près normalement).

A noter, parmi les curiosités, qu'un jeune homme est sorti du coma en parlant le mandarin dont il n'avait avant que des notions sommaires.

- Les meurtres chez le chimpanzé
Les auteurs ont analysé en détail les données sur les meurtres entre grands singes et on modélisé l’impact des différentes variables. Plusieurs traits se dégagent : les meurtriers sont presque toujours des mâles (92% pour les 58 cas où ils ont été observés directement et 6 cas où on a pu déduire quels étaient les agresseurs) ; pour deux tiers des meurtres, les victimes appartiennent à un autre groupe que les agresseurs (63% des 99 cas où le meurtre a été observé ou déduit) ; et dans ces meurtres « intercommunautaires », les agresseurs sont presque toujours en surnombre.

On peut ainsi voir un groupe de 8 ou 9 mâles attaquer un mâle isolé d’une autre communauté ; souvent, les agresseurs s’en prennent à des femelles avec leurs petits, mais dans ce cas ils ne tuent que les petits. Dans 8 cas, l’attaque a été menée uniquement par des femelles, mais elles n’ont alors tué que des petits. Au total, les trois quarts des victimes sont des mâles.

Le meurtre apparaît comme une tactique utilisée par les agresseurs pour accroître leur territoire, se procurer de la nourriture, des partenaires sexuels ou d’autres avantages. S’il reste somme toute assez rare, c’est que les grands singes n’y recourent que lorsque les risques leur apparaissent faibles : en moyenne, ils attaquent un mâle étranger quand ils sont à huit contre un.

On ne peut extrapoler trop vite aux humains car nous ne sommes pas de la même espèce et, chez les bonobos dont nous sommes aussi proches, les meurtres sont rares. On avait vu que ce ne sont pas seulement les chimpanzés des autres groupes qui étaient agressés mais qu'il pouvait y avoir aussi des coalitions pour tuer le dominant. La violence et l'agressivité ne sont sûrement pas une spécificité humaine comme on l'a prétendu mais on peut se demander si ces expéditions criminelles n'impliquent pas une conscience de la mort ? Il faut souligner aussi que, pour les chimpanzés comme pour les humains, un mode de vie plus grégaire réduit le risque d’agressions, puisque les attaques sont plus souvent menées contre des individus isolés ou en petit nombre. Le fait qu'on puisse relier les progrès de notre espèce à des groupes plus importants et à la baisse de testostérone va donc plutôt dans le sens d'une diminution de l'agressivité (obtenue par une sexualité débridée chez les bonobos), ce que confirme l'étude suivante :

- Les chimpanzés sont plus compétitifs que les humains

Les chimpanzés sont donc plus agressifs et à la recherche de la domination, meilleurs dans les combats de face à face et pour deviner la réaction de l'adversaire. Ils ont une meilleure reconnaissance visuelle et une meilleure mémoire de travail - de là à dire qu'ils sont plus intelligents...

- La moitié des guerriers vikings étaient des femmes

female Viking warriors proof buried with swords bones rape pillage Vikings TV show

Les squelettes enterrés avec des armes étaient systématiquement classés comme ceux de guerriers mâles alors que leur analyse montre que la moitié étaient des femmes. Cette participation des femmes à la guerre serait une raison de la place des femmes dans les pays nordiques ? En tout cas, cette division sexuelle ne serait plus de mise dans les armées modernes.

Par ailleurs, on exhume au Danemark des charniers résultant des guerres entre tribus germaniques datant de l'époque romaine.

Carcasses décharnées, crânes écrasés, bassins empalés sur des pieux… Depuis 2012, les dépouilles d’un millier de guerriers (1er siècle de notre ère) portant des traces de grande violence sont régulièrement exhumées des tourbières de la région des lacs d’Alken-Enge, dans le Jutland (Danemark). Mutilés, ces corps ont été démembrés avant d’être jetés dans les marais.

- La disparition des grands mammifères en Egypte

Sur cette fresque murale dans une tombe égyptienne du XIVe siècle avant J.-C., on remarque la présence d'une girafe. On pouvait encore en trouver dans la vallée du Nil à cette époque. Bien qu'il faille interpréter avec précaution les images d'animaux dans l'ancienne Égypte, par exemple en les recoupant avec des données paléontologiques, elles constituent une riche source d'informations sur l'écosystème de la vallée du Nil au cours des millénaires. © Wikipédia, DP

L’écosystème diversifié qui contenait initialement 37 espèces de grands mammifères n’en contient plus que 8 de nos jours. Trois des crises identifiées coïncident avec des changements environnementaux majeurs qui ont accompagné la dérive du Sahara et de l’Égypte vers des conditions de plus en plus arides. Elles se sont produites conjointement avec les effondrements de l’Ancien et du Nouvel Empire, respectivement il y a 4.000 et 3.000 ans environ. Une autre crise s’est produite au moment où l’Égypte a commencé son industrialisation avec une croissance de sa population.

- Un navire phénicien de 2700 ans

L'épave envasée mesure environ douze mètres (pour un navire de 15 à 17 m de long). La cargaison visible, constituée de divers types d'amphores et de meules à moudre le grain, est encore rangée, sans dispersion majeure, ce qui indique qu'elle est probablement complète et que le navire lui-même est conservé. Les premières observations effectuées montrent un chargement composite associant des produits liquides (vin, huile ?) du Golfe de Naples, de Carthage, peut-être de Sardaigne et de Sicile occidentale ainsi qu'un lot important des meules dont l'analyse isotopique du basalte devrait préciser la provenance.

D'un point de vue historique, cette découverte est fondamentale car pour la première fois les chercheurs sont en mesure d'observer une cargaison phénicienne de la période archaïque en Méditerranée centrale. Elle confirme l'existence d'une économie de production très tôt excédentaire chez les Phéniciens d'Occident (peuple du Proche-Orient installé dans divers secteurs de Méditerranée Occidentale à partir de la fin du IXe s. av. notre ère) et dans les communautés indigènes (Sardaigne, Latium) en contact direct avec eux.

- Les populations de vertébrés ont été divisées par deux en 40 ans

La biodiversité diminue dans les régions tempérées (-36%) et tropicales (-56%).

Mais de toutes les régions du monde, c'est l’Amérique latine qui a subi la chute la plus dramatique (83 %) de sa biodiversité.

La perte et la dégradation de l’habitat, d’une part, l’exploitation subie à travers la chasse et la pêche, de l’autre, sont les premières causes de déclin, explique le rapport.

Le changement climatique, troisième menace la plus grave répertoriée dans l’IPV, devrait, quant à lui, avoir un impact croissant sur les populations à l’avenir.

Voir aussi Futura-Sciences.

- L'intelligence de la peau

On compte 600.000 récepteurs du toucher et au moins 200.000 récepteurs de la détection de température. Il y a 2.500 récepteurs par centimètre carré rien qu'au niveau de la pulpe des doigts !

Les scientifiques pensaient que ces neurones sensoriels n'étaient pas capables d'extraire des données sur la géométrie des objets, et que seuls ceux du cerveau le pouvait : les récepteurs dits "périphériques" (car non situés dans le cerveau) se contenteraient donc de transférer une information peu précise au cerveau. Mais cette hypothèse serait erronée.

Ils ont ainsi découvert que ces récepteurs sensoriels sont capables de fournir des informations complexes sur la forme géométrique de l'objet touché et donc d'effectuer des calculs comme le feraient les neurones du cortex cérébral (la fameuse "matière grise"). Une sorte d'"intelligence" au bout des doigts. Mais pour être conscients de la forme de l'objet, l'information doit obligatoirement être transmise au cerveau.

Voir aussi Futura-Sciences.

- Les métaphores aux sources de la pensée

En fait, la métaphore est une fonction du langage (avec la métonymie) mais renvoie plus profondément à l'analogie qui, elle, est bien à la base des apprentissages et de la simple perception.

Lorsque nous pensons en fonction d’une métaphore utilisant un verbe d’action (par exemple “prendre un râteau”), les zones moteur du cerveau qui lui sont associées tendent à s’activer. Les chercheurs ont également travaillé sur les métaphores texturales : si vous dites : “elle a vécu un moment très dur” les régions du cerveau liées à la perception de la dureté se mettent effectivement en route.

En fait, plus la métaphore est “fixée”, ancienne, moins les zones concernées du cerveau s’activent. “Quand les métaphores sont très fortement conventionnalisées, comme c’est le cas avec les expressions idiomatiques (“saisir une idée”), l’engagement des systèmes sensorimoteurs est réduit ou très bref”.

Cela expliquerait l'échec de l'Intelligence Artificielle (et de la compréhension du langage) car ces métaphores auraient besoin d'être incarnées pour être compréhensibles. Ce n'est pas une hypothèse nouvelle d'une cognition liée au corps et à ses possibilités (organes, déplacement) qui définissent son monde (Umwelt) mais il n'est pas sûr que ce soit pour autant une limite absolue, un corps virtuel pouvant être reconstitué informatiquement de même qu'une mémoire, même pas besoin d'un robot pour cela. L'idée qu'il pourrait y avoir des formes différentes d'intelligence me semble par contre absurde. Nous devrions nous comprendre avec d'hypothétiques extraterrestres dès lors qu'ils parlent, avec le mêmes difficultés certes que pour comprendre des peuples différents avec d'autres coutumes et symboles. En dépit de leur incroyable diversité, l'unité de la vie et des cultures reste remarquable (logique et sciences sont bien universels malgré tous les efforts pour prouver le contraire).

- Pendant notre sommeil nous comprenons les mots

Une équipe française vient de démontrer qu’un dormeur peut entendre des mots mais aussi les comprendre et même préparer une réaction appropriée. « Ce n’est pas si étonnant, car toutes les régions du cerveau ne dorment pas en même temps ».

 

Schéma de l'expérience. Durant la phase d’éveil, les participants, portant un casque EEG, ont classé des mots qu’ils entendaient toutes les 6 à 9 secondes. Une fois les participants totalement endormis, les mesures d’EEG ont permis de montrer que les aires motrices continuent de s’activer pour la catégorie sémantique correspondant au mot entendu. © Sid Kouider, Laboratoire des sciences cognitives et psycholinguistique (CNRS/EHESS/ENS)

Schéma de l'expérience. Durant la phase d’éveil, les participants, portant un casque EEG, ont classé des mots qu’ils entendaient toutes les 6 à 9 secondes. Une fois les participants totalement endormis, les mesures d’EEG ont permis de montrer que les aires motrices continuent de s’activer pour la catégorie sémantique correspondant au mot entendu.

Voir aussi Sciences et Avenir.

- La maîtrise de la grammaire à 6 ans prédit la maîtrise de l'écrit plus tard

- Rien n'affecte la croyance au libre-arbitre

A conscious choice, or inevitable? <i>(Image: Aykut Unlupinar/Anadolu Agency/Getty Images)</i>

- La leçon des réseaux

The results showed a change in the user preference for groups at different ages. A pre-mature and a mature stage can be identified. For youngsters who are still in schools, they are more active in social group participation in QQ and have a larger diversity of friends in terms of age. The situation changes when users are in the age group of 20s, they reduce their activities and make friends with mostly fellow college students. Afterwards, when users start working, they enter the mature stage such that the diversity of their friends and groups increase again. These changes along the growth of age are revealed in various characteristics of their grouping preference.

 

Santé


traitements, nutrition, hygiène

- Le prototype d'un mini-séquenceur d'ADN

Cet appareil séquence l'ADN en le faisant passer par des nanopores et en identifiant les nucléotides (A, G, C, T) par leur signature électrique. Pour l'instant, sa fiabilité n'est pas très bonne puisque ne lisant que 60 à 80% des lettres de l'ADN mais déjà suffisante pour des premiers tests sur le terrain ou pour compléter les procédés actuels qui coupent l'ADN en courtes séquences parfois difficiles à recomposer.

- Multiplier les cellules souches du cordon ombilical

Cette molécule nommée UM171 en l'honneur de l'Université de Montréal et un nouveau type de bioréacteur aurait le potentiel de multiplier par 10 le nombre d'unités de sang de cordon disponibles pour une transplantation chez l'humain.

Le sang de cordon ombilical d'un nouveau-né est une excellente source de cellules souches hématopoïétiques pour la transplantation de cellule souche puisque leur système immunitaire est encore immature et que les cellules souches ont une probabilité moindre d'induire une réaction immunitaire néfaste chez le receveur. Il n'est donc pas nécessaire que la compatibilité immunologique entre le donneur et le receveur soit parfaite.

- Des cellules iPS contre la dégénérescence maculaire

Une patiente japonaise, atteinte de dégénérescence maculaire liée à l'âge, est devenue la première personne traitée à l'aide de cellules souches pluripotentes induites.

Les chercheurs l'avouent : la procédure employée a peu de chances de permettre à cette patiente de recouvrer totalement la vue. Cependant, l'objectif pour eux sera de constater des améliorations et surtout de vérifier que les cellules implantées ne déclenchent pas d'effet secondaire sur le long terme (rejet ou cancer).

- Une protéine modifiée pour empêcher les métastases

Dans cette étude de laboratoire, les chercheurs de Stanford ont utilisé une protéine AXL modifiée en vue de réduire la migration des cellules cancéreuses. © eml, Wikimedia Commons, cc by sa 3.0Parmi les cibles des futurs traitements anti-cancer, on trouve la protéine AXL, un récepteur tyrosine kinase présent à la surface des cellules cancéreuses. Celle-ci peut capter des signaux provenant de protéines appelées GAS6. C'est lorsque deux protéines GAS6 s’associent à deux protéines AXL qu'un signal provoque la migration des cellules cancéreuses d'un organe vers un autre pour y former de nouveaux nodules cancéreux.

En utilisant le génie génétique, les chercheurs ont imaginé une stratégie originale pour empêcher l’interaction entre AXL et GAS6. Leur idée a été de créer une version inoffensive d’AXL qui s’associe à GAS6 dans le sang et empêche GAS6 de se lier aux protéines AXL « normales » présentes sur les cellules cancéreuses.

Résultats : on a constaté 78 % de nodules métastatiques en moins par rapport aux souris non traitées. Chez les souris avec un cancer de l'ovaire, c'est encore mieux, le nombre de nodules métastatiques étant réduit de 90 % avec la protéine AXL modifiée !

- Inhiber l'enzyme NMT qui empêche l'apoptose des cellules cancéreuses

- Bloquer la télomérase dans les cellules cancéreuses

Chaque fois qu'une cellule se divise, son génome entier doit être dupliqué. Alors que la duplication est en cours, la télomérase manque d'une sous-unité moléculaire critique. Mais lorsque le génome a été entièrement dupliqué, la sous-unité manquante rejoint sa place pour former une télomérase complète en pleine activité, au point que la télomérase peut reconstituer les extrémités des chromosomes érodés et assurer une division cellulaire robuste.

De manière surprenante, cependant, immédiatement après que la télomérase a été complètement assemblée, elle se dégrade rapidement pour former un complexe inactif - essentiellement en positionnant une sorte de commutateur dans la position "arrêt". Cette voie inhibitrice pourrait fournir un moyen de garder la télomérase à des niveaux exceptionnellement bas à l'intérieur de la cellule. Bien que les l'érosion des télomères dans les cellules normales contribue au processus de vieillissement, les cellules cancéreuses, en revanche, reposent sur des niveaux de télomérase élevées pour assurer une croissance cellulaire non régulée. L'interrupteur "off" découvert par Tucey et Lundblad peut aider à conserver l'activité de la télomérase en dessous de ce seuil.

La perte d'odorat serait un marqueur de la capacité des cellules de se régénérer et d'un risque accru de de mortalité.

- Les émotions, une arme anticancer?

L'incidence du stress et de la psychologie sur le cancer n'est pas une hypothèse nouvelle (j'en parlais en 2002) qui a souvent pour elle l'évidence (déclenchement d'un cancer après un traumatisme, un décès, un stress prolongé, etc.) mais qui n'a pas été validée encore par des études scientifiques (le cancer bien sûr vient d'une mutation mais ce qui est en cause c'est l'échec du système immunitaire à y faire face, depuis 2011 le cancer est défini comme un dysfonctionnement du système immunitaire et non plus comme une anomale de la prolifération cellulaire). Ici, c'est plutôt la personnalité qui est mise en cause, le manque d'expression des émotions qui est d'habitude plutôt relié aux problèmes cardiaques. Ce qui me semble problématique, c'est de vouloir associer la perte des télomères au déclenchement d'un cancer alors que normalement, c'est plutôt le contraire...

"Ce lien n'apparaît pas quand les catégories psychologiques utilisées pour classer les sujets sont mal définies. Mais il est net dans les études qui des répressifs affectifs, que les neurobiologistes ont rebaptisés alexithymiques". Du grec lexis (mots), thymos (humeur), précédés du "a" privatif, l'alexithymie désigne la difficulté à exprimer ses émotions.

Dans une étude, chez ce type de sujets, 46,2% sont décédés d'un cancer, contre seulement 0,6% chez les personnes à l'écoute de leurs émotions.

Le stress fait notamment baisser le nombre et l'efficacité des globules blancs chargés de l'élimination des cellules anormales, dont les cellules cancéreuses.

La biologiste américaine Elizabeth Blackburn, couronnée en 2009 par le prix Nobel, a montré qu'il accélère l'usure naturelle des télomères, des embouts de protection situés à l'extrémité des chromosomes. A force, les brins "s'effilochent", comme ceux des lacets de chaussure. Quand la cellule se duplique, il se produit des erreurs de copie de l'ADN, c'est-à-dire des mutations potentiellement malignes. La cellule mutée n'a plus qu'à profiter de la perturbation du système immunitaire pour passer au travers des mailles du filet.

- Des champignons contre le cancer

Substance extraite du Cordyceps, la cordycépine agirait en provoquant la mort des cellules tumorales. © LIV BIN / AFP

On retiendra cependant de cet article surtout le fait que le champignon de Paris pourrait être cancérigène :

Des études ont constaté, par exemple, que le champignon de Paris, proche parent de l’Agaricus subrufescens, contenait de l’agaritine, un dérivé de l’hydrazine connue pour ses propriétés mutagènes et cancérigènes. Par précaution, il est d’ailleurs conseillé de ne pas le manger cru de façon répétée.

- Le cancer du poumon détectable par un souffle plus chaud

Your Breath Temperature Might Be Enough To Detect Lung Cancer

- Remplacer la coloscopie par un yaourt et un test d'urine

Bhatia avait déjà développé des nanoparticules qui s'introduisent dans les tumeurs et sont ensuite cassés en petits morceaux par des enzymes produites par le cancer. Les particules brisées sont suffisamment petites pour être collectées et concentrées par les reins, après quoi elles passent dans l'urine.

Bhatia a trouvé une façon plus simple de délivrer ces nanoparticules en modifiant un type de bactéries présentes dans le yaourt. Ces bactéries produisent des biomarqueurs de nanoparticules en interagissant avec une tumeur.

- Une hormone contre le vieillissement

Représentation de l'augmentation de la durée de vie par restriction calorique (en orange) par comparaison avec des animaux nourris à volonté (courbe blanche). Une hormone stéroïdienne, dérivée du cholestérol (schématisée en orange entre les deux courbes) est produite en conditions de restriction calorique et est requise pour l'allongement de la durée de vie.

Manger moins allonge la durée de vie d'un grand nombre d'espèces, de la levure aux primates en passant par l'araignée et le chat. Plus encore, une restriction calorique sévère diminue l'incidence des maladies liées au vieillissement (cancers, maladies neurodégénératives, fonte musculaire liée à l'âge).

L'équipe d'Hugo Aguilaniu a identifié chez le ver C. elegans une hormone produite en réponse à la restriction calorique. Cette hormone, l'acide dafachronique, est requise pour l'allongement de la durée de vie mais elle est également impliquée dans la baisse de la fertilité liée au régime. Cette découverte établit donc un lien direct entre l'augmentation de la durée de vie et la baisse des capacités reproductives lorsque le régime alimentaire est pauvre en calories.

Les chercheurs ont aussi découvert le récepteur au travers duquel l'acide dafachronique agit, dans le noyau des cellules. Véritable chef d'orchestre, il va activer un grand nombre de gènes en présence de l'hormone. Dans cette "symphonie génétique", une partie induira une baisse de fertilité, et une autre le ralentissement du vieillissement.

Voir aussi Sciences et Avenir et Futura-Sciences.

- Les traitements anti-âge quotidiens

C'est surtout l'aspirine qui se détache comme traitement disponible et efficace mais il y a aussi (déjà signalés ici), les statines (anti-inflammatoires), la metformine (anti-diabétique) et, enfin, la rapamycine (immunosuppresseur) qui elle aussi mime les restrictions caloriques. Malheureusement, la rapamycine comporte des effets indésirables et risques importants (entre autres de favoriser le diabète, ce que la prise concomitante de metformine pourrait atténuer) mais on aurait trouvé un équivalent plus sûr avec le médicament appelé évérolimus, utilisé pour traiter certains cancers.

- Rajeunir un organe pour rajeunir le corps

Le gène AMPK intervient quand l'énergie est basse et dans l'autophagie, sa surexpression allonge la vie (des mouches) mais il suffirait de le surexpimer dans l'intestin pour que cela profite aussi au cerveau.

- Un cerveau plus actif compenserait l'ALzheimer

Active brains <i>(Image: Jagust Lab)</i>L'accumulation en plaque des protéines bêta-amyloïdes est supposé à l'origine de la maladie d'Alzheimer alors même qu'elles ne semblent pas perturber la mémoire chez certains sujets qui en sont atteint. L'explication viendrait d'une activité cérébrale plus intense, se manifestant par un flux sanguin plus important qui compenserait l'effet délétère des plaques, du moins dans les premiers stades de la maladies. Cela expliquerait les effets positifs bien connus de l'activité intellectuelle pour repousser l'âge du déclin cognitif.

Par ailleurs, il y a confirmation du fait que les benzodiazépines augmentent significativement le risque d'Alzheimer, ce qui pourrait être lié à la réduction d'activité cérébrale. Il pourrait aussi y avoir un lien entre le groupe sanguin AB et le déclin cognitif ou les AVC.

- Alzheimer : réduire les risques

Un faible niveau d’éducation augmenterait de 19% le risque de contracter la maladie, le tabagisme de 14%, l’inactivité physique de 13%, la dépression de 11%, l’hypertension artérielle du milieu de vie de 5%, le diabète de 2% et l’obésité du milieu de vie de 2%.

Par ailleurs, il y aurait dans la bière un composé, le xanthohumol, qui réduirait la dégradation des performances cognitives.

- Le sport préserve notre cerveau

Les résultats montrent que, quels que soient l'âge, le sexe et la forme, plus les personnes âgées étaient engagées dans des activités physiques quotidiennes, comme du jardinage, plus leur substance blanche restait correctement structurée. Et ce, notamment au niveau du lobe temporal, une partie du cerveau située derrière les oreilles et impliquée dans la mémoire, le langage, l'audition et la vision.

- L'activité physique produit une protéine anti-stress

La protéine PGC-1α1 augmente avec l'activité physique, produisant une enzyme (KAT) qui transforme la kynurenine (facteur de dépression) en acide kynurenique (inoffensif).

- Pommes de terre et bananes contre l'AVC

On avait déjà vu que les pommes de terre froides et les bananes vertes protégeaient du cancer du côlon grâce à l'amidon résistant. Cette fois, c'est le potassium qui réduirait la tension, le risque d'AVC et prolongerait l'espérance de vie.

- Une chinoise sans cervelet a pu compenser son handicap

Une chinoise a atteint l'âge de 24 ans sans que personne ne réalise qu'il lui manque une région entière du cerveau : le cervelet. À la place, se trouve une cavité remplie de liquide céphalorachidien

Le cervelet a plusieurs rôles : il assure la régulation, la coordination et la synchronisation des activités musculaires de mouvements volontaires tels que la marche ou l'articulation d'une parole, et il permet également le contrôle des activités musculaires toniques de la posture et de l’équilibre par exemple.

Sans cervelet, comment cette patiente a t-elle fini par savoir marcher et parler à peu près correctement ? Les médecins pensent que la fonction du cervelet a probablement été prise en charge par le cortex.Sans cervelet, comment cette patiente a t-elle fini par savoir marcher et parler à peu près correctement ? Les médecins pensent que la fonction du cervelet a probablement été prise en charge par le cortex.

- Voir avec des sons

Un jour, des technologies de substitution sensorielle pourraient permettre aux personnes non voyantes de percevoir leur environnement par des stimuli sonores.

Le cerveau associerait en effet naturellement le timbre sonore – le son distinctif des notes générées par des instruments de musique – à des formes visuelles spécifiques. En revanche, la stratégie d'association des mêmes sons à des couleurs varierait d'un individu à l'autre. L'étude fournit des pistes sur les liens entre les cortex auditifs et visuels pour interpréter des stimulations précises. "Il est déjà reconnu que les cortex visuels et auditifs sont fortement interconnectés, mais on ne connaît pas exactement la nature de cette connectivité", explique le professeur Jean Rouat. Ces résultats supposent une possible communication, voire un partage de processus similaires entre les aires responsables de la perception du timbre sonore et celles de la perception des formes visuelles, estiment les chercheurs.

- C'est à 10 ans que les enfants font le plus de cauchemars

Alors que les mauvais rêves (définis comme des rêves qui perturbent le sommeil sans nécessairement provoquer l'éveil) étaient réputés être fréquents chez les enfants en bas âge, l'étude montre qu'ils sont relativement peu courants chez les jeunes d'âge préscolaire. Mais la tendance à en faire se cristalliserait au cours de cette période et leur présence dès l'âge de deux ans constitue un bon prédicteur. Autrement dit, les jeunes qui font des mauvais rêves risquent de continuer à en faire.

Les cauchemars sont en revanche plus communs. L'étude indique une différence notable de genre qui apparaît entre 10 et 15 ans, alors que les filles rapportent en avoir plus que les garçons. " Cette différence était déjà bien démontrée dans les populations adultes ", dit M. Zadra, dont les travaux ont signalé que les hommes rêvent davantage à des catastrophes naturelles alors que les conflits interpersonnels sont plus présents dans les songes des femmes. Chez les enfants en bas âge, il semblerait que les mauvais rêves et les cauchemars soient essentiellement peuplés de monstres et de sorcières et qu'ils fassent ressortir des sentiments comme la peur de perdre ses parents.

- Les anti-dépresseurs comme le Prozac modifient le cerveau en 3h

C'est étonnant car les effets bénéfiques peuvent attendre plusieurs semaines mais il est en même temps normal qu'une modification des neuromédiateurs produise des changements neuronaux.

- Prendre une aspirine plutôt que parler de ses peines de coeur

Parler de ses peines de coeur les renforce alors que l'aspirine les soulage.

- Les bienfaits du rire

Rire fait du bien, mais n'atténue pas la douleur chronique. En tout cas, pas de façon observable. C'est ce qui ressort de l'aspect expérimental de l'étude de M. Laliberté. "Ceux qui maniaient davantage l'humour dans leur quotidien rapportaient par contre être moins déprimés et avoir une meilleure estime de soi."

- Des pansements connectés contre les douleurs musculaires

PulseRelief, les pansements connectés de Philips. © Philips

La société Philips commercialisera bientôt deux appareils connectés pour guérir les patients atteints de douleurs musculaires chroniques.

PulseRelief est basé sur la stimulation électrique pour soulager la douleur. Pour l'utiliser, il suffit de placer deux électrodes sur la zone du corps qui fait souffrir et de choisir, via l'application dédiée sur son smartphone, un niveau d'intensité parmi 60 niveaux proposés, afin de lancer le déclenchement d'impulsions électriques.

Celles-ci vont alors activer des nerfs sous-jacents situés à la surface de la peau, ce qui "supprime l'envoi des signaux de douleur au cerveau et entraîne la libération d'endorphines, hormones qui favorisent le déplacement sans effort", explique Philips dans son communiqué.

Cette technique appelée "neurostimulation électrique transcutanée" est "bénéfique pour les personnes souffrant de douleurs musculo-squelettiques chroniques, comme l'arthrose du genou".

Le géant néerlandais va également commercialiser un deuxième appareil pour soulager les douleurs, plus précisément celles situées dans le dos.

L'objet, baptisé BlueTouch, ne diffuse pas d'impulsions électriques comme PulseRelief, mais une lumière LED bleue. Cette dernière stimulerait "la libération d’oxyde nitrique, ce qui favorise la circulation sanguine et permet de soulager la douleur".

Pour ces deux appareils, il est nécessaire de télécharger une application dédiée sur son smartphone. Elle permet de choisir une gamme de soins et d'en conserver l'historique.

- Un nouveau anti-douleurs neuropathiques

Une nouvelle protéine, GINIP (Gαi-INhibitory Interacting Protein) module de façon spectaculaire l'activité de l'un des principaux acteurs de la douleur neuropathique, le récepteur GABAB.

Par conséquent, l'inhibition des canaux calciques voltage-dépendants médiée par Gαi est prolongée, entraînant moins d'entrée d'ions Ca 2+ dans les afférences primaires, moins de relargage de neurotransmetteurs aboutissant à une diminution de l'excitabilité des interneurones spinaux suivie d'une accalmie de la douleur.

- Un inhalateur de poche pour cannabis médical par imprimante 3D

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Cet inhalateur de poche produit en Israël par imprimante 3D permet l'administration du cannabis médical à doses précises.

- L'usage quotidien du cannabis multiplie par 7 le risque de suicide des jeunes

Cannabis use has been linked to suicide <i>(Image: Alex Mills/Getty Images)</i>L'article de New Scientist prétend que cette corrélation ne prouve pas que le cannabis soit la cause de l'augmentation des états suicidaires mais sans arguments décisifs. Par contre, on peut effectivement penser que la légalisation ne devrait pas aggraver le problème mais plutôt en améliorer la prévention.

Selon la même étude, les adolescents qui fument du cannabis tous les jours auraient 60% plus de risque de ne pas terminer leurs études secondaires. Par ailleurs, l'armée italienne va se lancer dans la production de cannabis thérapeutique.

- L'addiction au tabac favoriserait l'addiction à la cocaïne

L’e-cigarette, une porte d’entrée vers d’autres drogues ? © Michael Dorausch, flickr, cc by sa 2.0La majorité des consommateurs de cocaïne (75,2 %) fumaient au cours du mois où ils ont commencé la prise. Dans d’autres études, ils ont trouvé que le taux de dépendance à la cocaïne était plus élevé (20,2 %) chez ceux qui avaient commencé après avoir fumé des cigarettes. La dépendance était plus faible chez ceux qui ont pris de la cocaïne avant de fumer (6,3 %).

Chez la souris, l’exposition à la nicotine altère le cerveau du point de vue biochimique, au point de préparer la réponse de l’animal à la cocaïne : le fait de prendre d’abord cette substance toxique influence la plasticité synaptique dans le noyau accumbens, une région impliquée dans le circuit de la récompense et de la dépendance aux drogues. De plus, la nicotine augmente la récompense causée par la cocaïne en agissant sur les neurones dopaminergiques de l’aire tegmentale ventrale (ATV).

En réalité, chez la souris, les expériences montrent que la nicotine stimule l’effet de la cocaïne. Au niveau moléculaire, cela s’explique par l’acétylation d’histones dans le striatum qui crée un environnement propice à l’induction de l’expression de certains gènes.

On accusait le cannabis de mener à l'escalade, ce qui a été contesté depuis, mais le tabac est désormais considéré comme une des drogues les plus addictive et favorisant l'addiction à la cocaïne.

- Des champignons hallucinogènes pour arrêter le tabac

Le psilocybe, un champignon hallucinogène dont le principe actif, la psilocybine, pourrait aider au sevrage tabagique. © Arp, Wikimedia Commons, cc by sa 3.0La psilocybine contenue dans certains champignons hallucinogènes pourrait aider des fumeurs de longue durée à arrêter de fumer. C’est le résultat d’une petite étude pilote qui a obtenu 80 % de réussite sur un échantillon de 15 fumeurs.

La première dose de psilocybine fut administrée sous la forme d'une pilule à chaque participant le jour où il décida d’arrêter de fumer ; il s’agissait d’une dose modérée de 20 mg/70 kg. Des doses plus élevées (30 mg/70 kg) leur ont été données 2 semaines et 8 semaines plus tard. S’ils le souhaitaient, les participants pouvaient ne recevoir que la dose modérée lors des deux dernières sessions. L’approche clinique comportait aussi une thérapie comportementale.

Pendant chaque séance durant 6 à 7 h, les participants, qui pouvaient écouter de la musique et devaient se reposer, étaient suivis par des membres du personnel de recherche. Au bout de 6 mois, 12 participants sur 15 ont arrêté la cigarette. Du point de vue biologique, le mécanisme exact d’action de la psilocybine n’est pas connu. Mais une hypothèse est que la molécule aide à rompre le flux des pensées et des comportements addictifs qui sont ancrés chez l’individu ayant fumé pendant des années.

- L'alcool responsable de maladies neurologiques du foetus

Que se passe-t-il lorsque le cortex cérébral en formation du fœtus est exposé à l’alcool consommé de manière chronique par sa mère ? D’abord, l’éthanol peut provoquer une réduction et un ralentissement de la production des jeunes neurones, mais aussi affecter leur migration : certains vont mal se positionner et ne pas atteindre la couche du cortex qui leur est normalement dévolue. Ce sont ces défauts de positionnement qui sont en partie responsables des Troubles causés par l’alcoolisation fœtale.

Ils ont montré que, en cas d’exposition chronique du fœtus à l’alcool, le facteur HSF2 maintenait son activité et, de manière inattendue, parvenait à « réveiller » le facteur HSF1 normalement « dormant » ou silencieux dans le cerveau non stressé. Cette association entre HSF1 et HSF2 va perturber l’expression des gènes contrôlant la migration neuronale et au final favoriser les défauts de positionnement des neurones dans le cortex.

- Effets psychiatriques et cognitifs de la toxoplasmose

Curieusement, cette étude qui date de 2003, et me semble très pertinente, a décroché un IgNobel ! C'est peut-être pour attirer l'attention sue la sous-estimation des dangers de la toxoplasmose qui pourrait même être impliquée dans des schizophrénies (ce qui est plus contestable exigeant au moins confirmation et études complémentaires plutôt que s'en moquer). La domestication du chat par l'homme n'aurait-elle pas été plutôt une domestication de l'homme par le chat (par son parasite) ?

On suppose que la présence de kystes de parasites dans le cerveau provoque une augmentation de la concentration de la dopamine. Ici, nous recherchons l'existence de différences dans le profil de personnalité entre les sujets Toxoplasma-positifs et négatifs en testant 857 conscrits à l'aide d'un questionnaire psychobiologique moderne, inspiré de Cloninger (TCI). L'analyse a montré que les sujets Toxoplasma-positifs recherchaient moins la nouveauté (P = 0,035) et avaient des scores plus faibles pour l'impulsivité (P = 0,049), l'extravagance (P = 0,056) et les infractions (P = 0,006 ). Les différences entre les sujets Toxoplasma-négatifs et positifs ont été inversement corrélées avec la durée de la toxoplasmose estimée sur la base de la concentration des anticorps (P = 0,031). De façon inattendue, les sujets infectés ont également un QI plus faible (P2 = 0,003) et une plus faible probabilité d'aller en enseignement supérieur (P2 <0.0000). La baisse d'intérêt pour la nouveauté suggère que l'augmentation de la dopamine dans le cerveau des sujets infectés pourrait constituer un chaînon manquant entre toxoplasmose et schizophrénie.

- Prendre les problèmes psychiatriques par l'intestin

Microbiome_bottomL'idée n'est pas vraiment nouvelle puisque déjà évoquée dans l'autisme et les traitements traditionnels de sevrage des drogues ciblent souvent l'estomac. Ici, il s'agirait d'étendre le cerveau au reste du corps et jouer sur la boucle de rétroaction entre émotion corporelle et cerveau mais se réduit à donner des fortes doses de probiotiques pour améliorer le microbiome, ce qui diminuerait le stress et l'anxiété. De là à guérir des psychoses, il y a de la marge mais du moins pourrait améliorer l'état général et un certain nombre de dépressions en réduisant la consommation d'anxiolytiques. Ce serait aussi une piste pour "changer de personnalité" en modifiant l'équilibre intestinal (et neuronal) stabilisé pendant l'adolescence mais on avait vu que les probiotiques pouvaient aussi faire grossir (notamment dans les élevages d'animaux).

- Les édulcorant produiraient du diabète

L'abus d'édulcorant aurait des incidences sur la santé.

En perturbant la réaction au sucré, les édulcorants produiraient une intolérance au glucose en modifiant la flore intestinale. Loin de servir aux (pré)diabétiques, ils ne feraient qu'aggraver leur cas.

- Nouvelle stratégie contre le diabète de type 2

Il s'agit d'un nouveau mécanisme d'inhibition de la production de glucose dans le foie qui pourrait représenter une nouvelle cible thérapeutique pour le traitement du diabète de type 2.

A) En période postprandiale, les protéines kinases SIK sont activées de manière constitutive par la protéine LKB1 dans le foie. Les protéines SIK phosphorylent les coactivateurs transcriptionnels CRTC2/3 qui se retrouvent séquestrés dans le cytoplasme. Dans ces conditions, la transcription des gènes de la gluconéogenèse est réprimée, et la production hépatique de glucose est inhibée.

(B) Au cours d'un jeûne prolongé, l'augmentation de la concentration de glucagon dans le sang active la protéine kinase PKA via l'AMPc dans le foie. La PKA phosphoryle et inactive les protéines kinases SIK. Les facteurs CTRC2/3 ne sont alors plus phosphorylés et sont transloqués dans le noyau pour induire l'expression des gènes de la gluconéogenèse, conduisant à une augmentation de la production de glucose dans le foie.

Les chercheurs prouvent que cette inhibition est mise en jeu au cours des périodes de jeûne afin de maintenir la glycémie. En effet, l'augmentation du glucagon dans la circulation active dans le foie la protéine kinase PKA qui va inactiver par phosphorylation les SIK, ce qui permet de lever l'inhibition de la voie gluconéogénique.

Les résultats de ce travail démontrent que la voie LKB1-SIK réprime de manière constitutive la gluconéogenèse hépatique. Marc Foretz estime que ce nouveau mécanisme de régulation de la production de glucose dans le foie pourrait être impliqué dans la pathogenèse du diabète de type 2. En effet, une réduction de l'activité des SIK pourrait contribuer à l'augmentation de la glycémie observée dans le diabète. Inversement, l'activation ou la réactivation des SIK pourrait améliorer l'hyperglycémie chez les patients diabétiques, et ainsi constituer de nouvelles cibles pour le traitement du diabète de type 2.

- La mélatonine contre le diabète

Leur recherche a démontré que l'administration chronique de mélatonine à des rats jeunes obèses avec diabète mellitus de type 2, semblable au diabète humain, améliore le dysfonctionnement mitochondrial (c'est-à-dire les fonctions homéostatiques mitochondriales) de façon très efficiente vu qu'elle est capable d'améliorer la consommation d'oxygène, qu'elle réduit les niveaux de stress de radicaux libres et prévient la destruction de la membrane mitochondriale.

Chez les obèses, les mitochondres (centrales énergétiques cellulaires) ne fonctionnent pas correctement (déséquilibre homéostatique) et leur destruction programmée s'accélère (apoptose). Ceci provoque une résistance à l'insuline et le développement postérieur du diabète mellitus.

La mélatonine est un puissant antioxydant et anti-inflammatoire, des propriétés auxquelles il doit son effet protecteur métabolique. "La mélatonine est spécialement abondante dans les aliments d'origine végétale, comme les épices, les herbes, le café, le thé, les graines et les fruits secs, les fruits et les produits potagers.

- Inhiber son système immunitaire en augmentant son niveau d'adrénaline

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Ces deux scientifiques néerlandais se sont penchés sur le cas de Wim Hof, surnommé l’homme de glace (Ice Man) pour sa capacité à rester nu dans des environnements glacés, à l’instar des lamas tibétains pratiquant le Tummo. Pour ce faire, comme sans doute ces moines bouddhistes, Hof utilise la méditation, une exposition fréquente au froid, et une technique respiratoire particulière, impliquant l’hyperventilation et la rétention du souffle.

Lorsqu’ils ont injecté l’endotoxine à Hof, ils ont eu la surprise de s’apercevoir que celui-ci générait une bien plus grande quantité d’adrénaline que la normale. Or, cette molécule du stress est connue pour inhiber le fonctionnement du système immunitaire. Du coup, Hof n’a pas éprouvé de symptômes de la grippe et son taux de cytokines s’est révélé plus bas que celui du groupe de contrôle.

Le plus intéressant est que les volontaires formés aux techniques de Hof ont très vite montré des capacités similaires : peu de symptômes, un taux bas de cytokines, et une très grande quantité d’adrénaline, supérieure, semble-t-il, à celle générée lors d’un premier saut à l’élastique.

- Des antibiotiques produits par les bactéries du vagin

Une bactérie commensale du vagin, le Lactobacillus gasseri, produit l’antibiotique lactocilline très proche d’autres utilisés en pharmaceutique contre des infections vaginales. Avec un avantage: alors que les antibiotiques «traditionnels» s'attaquent à toutes les bactéries (un effet «terre brûlée» selon l'image utilisée par The Huffington Post), l'antibiotique «naturel», lui, n'éliminerait que les pathogènes.

Cette recherche n'est pas seulement importante pour le traitement des infections vaginales, explique encore Michael Fischbach. Pour lui, la méthode utilisée pour trouver la bactérie pourrait changer notre façon d'envisager la recherche pharmaceutique et la fabrication des médicaments.

Les chercheurs se sont effectivement lancés dans «une très vaste analyse du génome de différentes espèces du microbiome. Leur travail a permis d’identifier 3.118 groupes distincts de gènes bactériens, qui codent pour des enzymes impliquées dans la synthèse de molécules “médicament-like”, apparentées à des classes pharmaceutiques connues.

Voir aussi Sciences et Avenir.

- Débarrasser le sang des pathogènes avec des nanoparticules magnétiques

Des nanobilles magnétiques recouvertes de protéine MBL se fixent à une bactérie (colorée en bleu) de type Escherichia coli sur cette image prise au microscope électronique. On peut se servir de ce phénomène pour faire une sorte de dialyse qui va collecter magnétiquement les nanobilles et ainsi retirer du sang une grande partie des bactéries auxquelles elles sont collées. © Harvard's Wyss Institute

L'appareil qui imite la rate n'a pour l'instant été testé que chez les rats et pas chez l'homme.

Il utilise des billes magnétiques nanoscopiques (moins d'un millième de millimètre ) recouvertes d'une protéine sanguine humaine conçue génétiquement, appelée MBL.

La protéine MBL se lie aux agents pathogènes et aux toxines, qui peuvent alors être "extraits" du sang grâce aux nanobilles magnétiques qui se comportent comme de minuscules aimants.

Une fois nettoyé, le sang est réintroduit sans que sa composition ou sa coagulation soient modifiées.

Il n'exclut pas que le traitement puisse un jour "être utile" dans le traitement de malades atteints d'Ebola dans la mesure ou la protéine MBL passe pour être capable de se lier avec le virus à l'origine de cette fièvre hémorragique.

La protéine pourrait également se lier au VIH, le virus du sida, et au virus de Marburg, à l'origine d'une autre fièvre hémorragique, très similaire à Ebola.

Lors de leur expérience, les chercheurs ont infecté les rats avec deux bactéries - le staphylocoque doré et Escherichia coli - et ont réussi à retirer 90% des bactéries de leur sang grâce à leur invention .

Voir aussi Sciences et Avenir et Futura-Sciences.

- Impression 3D des os à partir d'une radio X 2D

matérialiser Guide 3D du genou imprimé de radiographie

De quoi généraliser l'impression 3D.

- Un rat paralysé commandé par ordinateur marche et monte un escalier

Un implant dans la moelle épinière envoie, à la place du cerveau, les signaux électriques commandant la marche. Le but est d'aider des paralysés à remarcher.

- Bloquer la perception de l'effort rend la tâche plus facile

On peut bloquer la zone de perception de l'effort par la stimulation magnétique transcrânienne, ce qui rendrait effectivement la tâche moins pénible...

 

Technologie


biotechnologies, informatique, robotique

- L'électromyographie (EMG) ludique

The EMG SpikerBoxVoilà une technique médicale qui est détournée pour des applications ludiques... pas encore très convaincantes.

L'appareil mesure les courants électriques de l’activité musculaire. Dans une récente vidéo, ils montrent tout ce qu’il est possible de faire avec… Comme de produire du son ou faire de la musique avec ses muscles, mais aussi faire bouger une main robotique à distance, de mesurer son activité musculaire (d’une manière totalement mobile), mieux travailler ses différents muscles en permettant de mesurer leur travail, etc…

- Des casques de réalité virtuelle dans les avions

Ce schéma montre l'idée des ingénieurs d'Airbus : les passagers peuvent basculer le casque fixé sur l'appuie-tête et y glisser leur tête. Ils pourront alors voir un film ou lancer un jeu vidéo, et pourront même, peut-être, sentir des odeurs... © Airbus, all rights reservedUn brevet, déposé par Airbus, montre une sorte de casque avec écran intégré qui permettrait aux passagers de regarder un film en étant complètement isolés du bruit environnant et même de respirer d'autres odeurs.

Ce casque rappelle un peu les Google Glass, en intégrant en plus des écouteurs et un micro, sa visière fera office d'écran pour regarder des émissions de télé ou des films mais aussi pour jouer à des jeux vidéo. À terme, il devrait aussi proposer des images 3D et des vidéos holographiques. Pour l'instant, cette idée n'est qu'un projet.

- Des lunettes avec une puce pour les retrouver

ArticleDéveloppée dans l’hexagone, l’application pour smartphone affiche, en fonction de la distance où se situent les lunettes, trois couleurs différentes : rouge, plus de 15 mètres, orange, moins de 10 mètres, vert, moins de 5 mètres et gris, hors zone. Lorsque la monture égarée se trouve dans une zone de proximité immédiate, elle devient repérable  grâce à des vibrations et à un signal lumineux.

Le système électronique a été directement embarqué dans une branche de la monture et des capteurs de proximité coupent les émissions, permettant ainsi qu’aucune onde ne soit émise lorsque l’utilisateur porte les lunettes. Enfin ces dernières disposent, en cas de perte de son smartphone,  d’un bouton qui envoie un signal au portable et le fait sonner.

C'est quand même un peu cher : 160€ !

- Un écran souple en graphène

Une équipe associant des chercheurs de l’université de Cambridge et l’entreprise britannique Plastic Logic a présenté le premier écran flexible dont la partie électronique gérant l’affichage est basée sur une électrode en graphène. Ce procédé de fabrication a l’avantage de simplifier la production des écrans flexibles et d'en réduire le coût. © University of Cambridge, Plastic Logic

Un prototype fonctionnel d’écran flexible à base de graphène vient d’être dévoilé par l’université de Cambridge et l’entreprise Plastic Logic. C’est la première fois que le graphène est employé pour la partie électronique gérant l’affichage d’un écran flexible. Cette solution technique pourrait être l’une des plus simples et des moins onéreuses pour fabriquer ce type d’écran.

Il s’agit d’un écran monochrome électrophorétique à matrice active identique aux modèles que l’on trouve sur les liseuses électroniques, à la différence qu’il est fait de plastique et non de verre.

L’un des avantages de cette solution est que la flexibilité du graphène permettrait de créer des écrans complètement pliables. Ce procédé pourrait contribuer à simplifier et faire baisser de façon conséquente le coût de fabrication des écrans flexibles.

L’objectif annoncé est de fabriquer un écran couleur Oled flexible dans l’année qui vient.

- Pi-Top, un PC portable Raspberry Pi imprimé en 3D

Ce PC portable a été fabriqué en partie avec une imprimante 3D. Il repose sur une carte Raspberry Pi B+ et un écran LCD de 13,3 pouces. Les concepteurs du projet Pi-Top veulent en faire une plateforme pédagogique accessible au plus grand nombre pour apprendre les rudiments de l’informatique. © Pi-Top

Le Pi-Top est un PC portable en kit à fabriquer soi-même à partir d’un écran de 13 pouces, d’une carte Raspberry Pi et d’une coque à réaliser avec une imprimante 3D. Ses concepteurs le présentent comme une plateforme d’initiation à l’informatique et à la programmation.

Le Pi-Top sera proposé en kit avec la coque déjà imprimée ou, pour les clients équipés d’une imprimante 3D, les fichiers nécessaires à sa fabrication. Outre les éléments précités, le kit comprendra une batterie offrant six heures d’autonomie, un clavier, un pavé tactile et un module Wi-Fi.

La coque a été fabriquée en trois parties qui ont nécessité 160 heures d'impression 3D. Le résultat n’est pas un modèle d’esthétique ni de finesse, mais tel n’est pas l’objectif.

- Avec Thaw, un smartphone interagit avec un écran

La manipulation des fichiers à l’aide de l’écran tactile du smartphone est l’une des nombreuses possibilités qu’offre le système Thaw. Ses concepteurs indiquent que cette technologie peut être intégrée aux terminaux actuels sans modification matérielle. © MIT Media Lab, Tangible Media Group

Une application mobile nommée Thaw permet à un smartphone d’interagir avec d’autres terminaux informatiques via leur écran. Mis au point par le Tangible Media Group du MIT, le système permet notamment de transférer et de manipuler des fichiers, des contenus multimédias, des jeux ou de poursuivre la lecture d’une vidéo d’un appareil à un autre.

En approchant le smartphone de l’écran d’un PC portable, un utilisateur voit apparaître les dossiers qui se trouvent sur le Bureau Windows. Il peut les saisir depuis l’écran tactile du mobile pour les déplacer sur une autre zone de l’écran. Le transfert de fichiers est tout aussi simple : avec la souris, il sélectionne un contenu et le fait glisser sur l’écran du smartphone. De la même manière, Thaw permet de récupérer une page Internet active d’un simple geste.

Techniquement, le système Thaw projette un modèle colorimétrique sur l’écran visé dont il se sert pour s’orienter. Ce signal est détecté par la caméra arrière du smartphone qui restitue l’image de l’écran hôte et la rend manipulable. La distance le séparant de l’écran peut aller jusqu’à 15 centimètres. Thaw utilise le gyroscope et l’accéléromètre pour offrir quatre degrés de liberté pour la manipulation des contenus. Le modèle colorimétrique peut être masqué ou tronqué pour ne pas interférer.

- Produire de l’électricité en mâchant

Le prototype de mentonnière développé par l'École de technologie supérieure de Montréal en action. Sous le menton du testeur, une bande de composite à fibres piézoélectrique qui incorpore des électrodes dans une matrice en polymère adhésif. Elle capte les mouvements de la mâchoire qu’elle convertit en électricité. ©  École de technologie supérieure de Montréal

Une équipe de chercheurs canadiens a mis au point un prototype de mentonnière piézoélectrique capable de collecter de l’énergie à partir des mouvements de la mâchoire.

Selon leurs calculs, au cours d’une journée ordinaire, les mouvements de mâchoire peuvent produire jusqu’à 580 joules, ce qui équivaut à 7 milliwatts.

Cela paraît assez débile...

- Les chaussures connectées

Des semelles connectées à l'ordinateur et au smartphone baptisées "Digitsole" sont présentées le 10 septembre 2014
(c) Afp

"On peut perdre son téléphone… pas sa chaussure!"

" Les analystes prévoient que 10% des chaussures seront connectées d'ici cinq à dix ans, soit plus de 2 milliards de dollars".

La Digitsole est fabriquée en polyuréthane, néoprène et poron (mousse amortissante), et renferme une carte électronique et une résistance, cachée sous la plante des pieds. Elle permet de piloter avec son smartphone le degré de chaleur que l'on souhaite ressentir dans ses chaussures, tout en mesurant la distance parcourue au pas près.

D'autres chercheurs tentent de récupérer l'énergie mécanique de la marche pour la transformer en énergie électrique.

- Un smartphone pliable au poignet

Portal

Le Portal sera entre autre doté d’un écran OLED en polycarbonate flexible – sa diagonale devrait osciller entre 4 et 6 pouces -, sera également waterproof, et totalement hermétique aux chutes et aux chocs. Il sera aussi doté de caméras sur ses tranches.

- Un système de reconnaissance de geste, le smartphone en poche

Avec SideSwipe, les chercheurs de l’université de Washington ont mis au point un système de reconnaissance des gestes qui peut fonctionner en gardant le smartphone au fond d’une poche ou d’un sac. Il repose sur des antennes qui captent le signal GSM émis par le combiné et les variations que provoque la main de l’utilisateur lorsqu’elle s’en approche. © Université de Washington

Baptisé SideSwipe, il repose sur la détection des ondes émises par la connexion cellulaire. Simple dans sa conception et économe en énergie, ce système serait, selon ses concepteurs, facilement intégrable dans nos appareils.

Il s’agit d’une configuration assez simple basée sur des antennes qui détectent les fluctuations du signal GSM émis par le smartphone lorsqu’une main s’en approche. Un algorithme traite ces informations afin de reconnaître des gestes auxquels sont associées des commandes. SideSwipe peut ainsi servir à gérer les appels entrants ou contrôler certaines fonctions sans avoir à prendre le mobile en main.

La partie matérielle consiste en quatre antennes qui captent les fluctuations du signal GSM dans toutes les directions autour du smartphone. Quand l’utilisateur approche sa main du téléphone, le signal reçu est atténué. Cette fluctuation est détectée par les antennes tandis qu’un algorithme convertit le signal GSM en une onde continue qui sert de base à la reconnaissance gestuelle.

La configuration de SideSwipe débute par une phase d’apprentissage durant laquelle le système enregistre la gestuelle de la personne. Actuellement, l’application peut reconnaître 14 gestes avec un taux de réussite de 87 %. Ils incluent notamment le balayage latéral droite-gauche et haut-bas, le fait de tapoter le terminal ou d’approcher et de reculer la main.

- VéloCité, le vélo électrique qui peut atteindre les 100 km/h

VéloCité

Il est quand même bridé à 45 km/h. L’autonomie est de 80 km mais il doit être très cher...

- Le châssis d'une voiture imprimé en 3D

Premiers tours de roues pour la Strati capture youtube

Un fabricant d'objets imprimés en 3D est parvenu à imprimer les pièces du châssis d'une voiture en 44 heures puis à les assembler en 2 jours en machine fonctionnelle.

- Un éclairage intelligent pour ne pas éblouir les voitures en face

Je doute que ce système, incontestablement utile, soit généralisé mais il comporte une caméra infra-rouge qui détecte les voitures venant en face et éteint en conséquence les diodes dirigées vers cette direction.

- Le robot Nao conduit une voiture

Le robot Nao Evolution (cinquième génération) ici au volant de sa BMW Z4 électrique développée par RobotsLab. Ce modèle réduit est équipé d’un système de détection d’obstacles et d’une plateforme informatique Arduino entièrement programmable. L’idée est de permettre à des chercheurs ou des développeurs de mener leurs propres projets. © RobotsLab

Nao, le robot humanoïde de l’entreprise française Aldebaran Robotics, est capable de conduire une voiture électrique miniature. Le revendeur nord-américain RobotsLab est à l’origine de ce projet qu’il commercialise à des fins de recherche ou d’éducation. Le robot, comme la voiture, sont en effet entièrement programmables.

La Z4 a été spécialement développée par RobotsLab, un revendeur de robots éducatifs basé aux États-Unis, en Californie. Elle est équipée d’un télémètre laser placé sous le châssis qui sert à détecter les obstacles. La voiture est reliée à Nao par une connexion filaire pour lui transmettre ces informations afin que le petit robot effectue les manœuvres adéquates.

En ce qui concerne le robot, il s’agit du Nao Evolution lancé en juin dernier. C’est la cinquième génération de ce modèle qui a reçu plusieurs améliorations importantes : de nouveaux algorithmes améliorant la reconnaissance des formes et des visages ; l’intégration de quatre microphones directionnels pour une meilleure localisation des sources sonores ; de nouveaux sonar pour une détection des obstacles allant de un centimètre à trois mètres.

- Le robot guépard autonome

Cheetah

Cheetah a récemment effectué une petite promenade à l’air libre, atteignant tranquillement la vitesse de 16 km/h et pouvant franchir des obstacles de 30 cm de hauteur.

Et ce n’est évidemment qu’un début puisque le « Biomimetics Robotics Lab » du MIT entend bien lui faire atteindre la vitesse folle de 48 km/h – battant de fait le record du monde de l’homme le plus rapide, Usain Bolt, et ses 44,7 km/h.

Voir aussi Futura-Sciences.

- Un exosquelette léger, souple et discret pour aider la marche


Conçu pour l'armée, cet exosquelette pourrait déboucher sur un usage généralisé et constituer une véritable rupture, au moins pour les vieux, car, s'il ne peut faire marcher des paralytiques, il diminue la fatigue et peut se porter assez discrètement, en tout cas de façon compatible avec un usage quotidien.

Des capteurs surveillent les mouvements de l'utilisateur, et les moteurs alimentés par batterie tirent sur des câbles au talon ou sur la jambe- procurant une force de propulsion additionnelle juste au bon moment, quand l'utilisateur marche. "Il ne perturbe pas la marche normale ni les mouvements".

Voir aussi Futura-Sciences.

- Un jetpack pour courir plus vite

Des étudiants américains ont mis au point un prototype de fusée dorsale qui augmente sensiblement la vitesse de pointe d'un coureur. capture Vimeo

Des étudiants américains ont mis au point un prototype de réacteur dorsal qui augmente sensiblement la vitesse de pointe d'un coureur.

Ce jet pack baptisé 4MM (4 minutes miles) est avant tout conçu pour les soldats qui ont besoin de se mettre très vite à couvert. Comme son nom l'indique, ce dispositif est sensé, à terme, permettre à son porteur de parcourir 1 mile (1,609 km) en moins de quatre minutes. Soit une vitesse moyenne de plus de 24 km/h.

- Un mini-drone qui revient sur votre poignet

Le Nixie est pour le moment arrêté au stade de simple concept, mais quel concept ! Ce drone quadrirotor aux dimensions minimales fut remarqué en se qualifiant pour les phases finales du concours « Make It Wearable », organisé par Intel – et dont l’issue sera connue le 3 novembre prochain -. Equipé d’une caméra rotative, il va donc pouvoir être porté comme un simple bracelet, comme une montre, et prendre son envol à la demande, pour ensuite reprendre sa place, comme un boomerang !

- Un robot qui apprend à voler avec un simulateur

Aux commandes de son Piper Comanche PA-24 250 virtuel, le robot Pibot s’apprête à se poser. Après les essais sur simulateur, les chercheurs du KAIST ont l’intention de tester ses capacités en conditions réelles en lui faisant piloter un avion en modèle réduit télécommandé. © Capture YouTube, IEEE Spectrum, KAIST

Pour l'instant, Pibot apprend les manœuvres de décollage, de navigation et d'atterrissage de façon autonome sur un simulateur, comme tout pilote débutant. Il devrait bientôt faire son baptême de l’air dans un avion modèle réduit.

 

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8 réflexions au sujet de « Revue des sciences octobre 2014 »

  1. Il n'est pas sûr que la science seule puisse secourir l'humanité quand on sait par exemple qu'une recherche sur google équivaut en dépenses énergétiques à faire bouillir un litre d'eau ce qui n'est pas des plus écologiques.

    • L'article est trop unilatéral en déniant l'importance de la réactivité de l'économie américaine et s'il a entièrement raison sur le rôle primordial de l'investissement public, il omet de dire que c'est lié à l'armée. L'hégémonie américaine est basée sur sa puissance militaire qui finance l'innovation dont elle dépend, innovation qui donne de l'avance à ses entreprises qui dominent du coup le monde. Il y a une boucle entre l'armée et l'économie qu'on ne retrouvera pas dans les autres pays (Italie, France, etc.), les investissements ne seront donc jamais à la hauteur.

      L'équation n'est pas seulement plus d'Etat donne plus d'innovation et le niveau des impôts et taxes semble un phénomène cyclique d'ensemble où un pays ne peut trop se distinguer des autres, les moments les plus prospères étant effectivement ceux où il y a le plus d'impôts alors que les dépressions les font baisser mais ce serait plus une conséquence qu'une cause.

      • Le CEA a aussi pas mal participé en France.

        En ce moment, les gouvernements déshabillent la recherche publique et distribuent un peu au hasard le CIR à certaines entreprises qui n'en ont pas besoin ou fraudent.

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