Revue des sciences juillet 2017

Physique, espace, nanos

Climat, écologie, énergie

Biologie, préhistoire, cerveau

Santé

Techno

Rien de tel que la recherche pour découvrir son ignorance et apprendre à suspendre son jugement. C'est effectivement assez stupéfiant comme il faut sans arrêt réécrire notre histoire, que ce soit celle de Sapiens avec des fossiles plus vieux de 100 000 ans, la proto-écriture égyptienne qui remonterait désormais à 5200 ans ou le palais impérial chinois de 4000 ans obligeant à réexaminer l'historicité des premiers empereurs considérés comme légendaires. On apprend aussi, qu'à l'origine de notre système solaire, il y avait sans doute 2 soleils ! Le plus étonnant pourtant, c'est qu'on devrait vraiment aller sur Mars. Elon Musk prévoit même d'y envoyer un million de colons malgré tous les risques de ne pas y survivre ! Cela prendra sans doute plus de temps qu'annoncé mais c'est bien en route et c'est difficile à croire. On pourrait aussi reproduire un organisme de Mars sur Terre avec une sorte de "téléportation biologique". Sinon, le cerveau est toujours à l'honneur, approfondissant sa structure multidimensionnelle et la fonction de la conscience dans l'apprentissage. On pourrait même effacer une mémorisation d'un neurone sans toucher à d'autres mémoires. Cela fait bizarre qu'on puisse injecter des cellules de porc dans le cerveau pour lutter contre le Parkinson mais le plus étonnant, là encore, c'est que Sergio Canavero persiste dans son projet de greffer des têtes, ce qui était impensable jusqu'ici et a aussi toutes les chances d'être fatal ! On est loin d'être dans un monde de rêve...

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- Economie et social

Juin 2017 est le deuxième mois le plus chaud depuis 1900. Un petit 0,5°C de température moyenne en plus, entre 1960-79 et 1991-2010, a suffi à augmenter de 10% ces dernières années les canicules et pluies torrentielles dans de nombreuses régions du monde, et allongé les sécheresses d'une semaine ailleurs. La montée des eaux est aussi en train d'augmenter. La fonte de la calotte glaciaire du Groenland en est désormais responsable à 25 %, contre 5 % il y a 20 ans. Une étude de Nature avertit de l'urgence d'accélérer la transition. Tout se jouerait d'ici 2020. Il faudrait arriver à 30% d'énergies renouvelables et arrêter le charbon, généraliser les véhicules électriques et mobiliser 1 milliard de dollars par an pour l'action climatique. Selon l'ONG REN21, il n'y aurait même plus besoin du nucléaire ni de centrales thermiques pour produire l'énergie de base. Il n'est pas sûr que dire tout cela change quoi que ce soit, même si la transition est irréversible. Ainsi, le numérique (box, wifi, tv, etc.) consomme de plus en plus :

« Les TIC représentent désormais en moyenne pour un ménage une consommation de 800 kWh par an, soit 40% de la dépense électrique hors chauffage ».

A noter aussi qu'un projet de charbon propre a échoué mais le photovoltaïque devient moins cher que le charbon, y compris en Chine et en Inde, ce qui n'est d'ailleurs pas sans poser des problèmes pour le secteur, les anciens contrats étant devenus trop chers et provoquant des faillites. Trump dit avoir une "idée": un "mur solaire" à la frontière du Mexique. "Réfléchissez un moment: plus il est haut, plus il génère de la valeur", oui mais plus il est cher et il est douteux que ce mur trouve son financement. De son côté Taïwan investit 59 milliards de dollars dans les énergies renouvelables et l'éolien maritime flottant commencerait peut-être à devenir rentable.

En fait, les énergies renouvelables pourraient être une des seules ressources permettant de remédier à une stagnation de l'économie qui dure depuis le début du siècle et pourrait être liée à une concurrence figée par les oligopoles du secteur (devenus indétrônables à cause de l'effet réseau) ainsi qu'à l'extension de la gratuité numérique ("L'économie numérique nous donne un monde où les avantages sont répartis entre les consommateurs et les cinq grands qui les servent"). On peut ajouter que les emplois financiers, commerciaux ou transactionnels qui se développent ne créent pas de valeur. Ce ne serait donc pas l'automatisation qui serait responsable de la stagnation mais bien le système lui-même et la répartition de la valeur. J'ai fait depuis longtemps l'hypothèse que l'économie numérique était incompatible avec la croissance qui devrait s'arrêter une fois toute la population mondiale équipée. De plus, le vieillissement de la population devrait participer à réduire la croissance, avant sans doute une véritable décroissance une fois le pic de population atteint (2100?). La stagnation est sans aucun doute un facteur important de chômage élevé mais pas dans tous les pays et pas du tout à cause d'une disparition du travail bien que de nombreux emplois soient menacés par l'automatisation. En tout cas, un article intéressant prétend que les jeux vidéo pourraient être un substitut au travail dans une certaine mesure, permettant de s'occuper, d'exercer ses facultés, de se mesurer aux autres et procurer des satisfactions, y compris la reconnaissance des pairs. On peut ajouter que cela peut même procurer un revenu. Ainsi, les chômeurs qui jouent seraient aussi heureux que ceux qui travaillent (à vérifier). C'est bien sûr à nuancer mais permet quand même de mieux comprendre la valeur du travail, et à quelles conditions on pourrait finir par s'en passer à condition d'avoir un revenu garanti (une vie de rentier). Il semblerait sinon que la productivité de l'agriculture augmente plus que la population mondiale, ce qui est rassurant, mais un tiers de l'humanité serait en surpoids ou obèses, soit plus de deux milliards d'enfants et d'adultes !
 

- Sciences

blob fish

On ne s'étonnera pas beaucoup de la démonstration que le temps ne se transforme pas en espace, hypothèse aberrante d'origine de l'univers, ni du fait que nous serions dans un vide cosmique relatif de 2 milliards d’années-lumière, ce qu'on avait déjà vu (et serait une condition d'une évolution complexe à l'abri de catastrophes cosmiques). Il n'est pas non plus très surprenant qu'on suppose, après la planète 9 toujours pas observée, une hypothétique planète 10 dans notre système solaire. Il est plus étonnant qu'on suppose qu'à l'origine, il y avait 2 soleils, les étoiles binaires étant la règle, mais le plus difficile à croire qui n'est pourtant pas nouveau, c'est la confirmation qu'Elon Musk veut envoyer un million de colons sur Mars et que ce projet fou, car trop prématuré, suit son cours. Ce qui serait très important, par contre, si c'était confirmé, c'est qu'on pourrait désormais prédire les éruptions volcaniques à partir des déformations du sol. Les nouvelles les plus inattendues sinon, c'est que l'océan arctique était un lac d'eau douce, il y a plus de 34 millions d'années et que l'eau serait un équilibre entre deux formes de liquides.

La Recherche insiste avec raison sur la crise de la reproductibilité en science, surtout en psychologie et biologie, à cause de la complexité d'un côté et de la compétition de l'autre, ce qui oblige à toujours prendre les découvertes dont on parle ici avec réserves, les sciences devant nous apprendre surtout à suspendre notre jugement, ne pas prétendre savoir, seulement suivre l'état des connaissances. C'est frappant avec la préhistoire qui est sans arrêt réécrite à chaque nouveaux fossiles. Ainsi, la découverte d'un homo sapiens archaïque de 300 000 ans au Maroc ne fait pas que rajouter 100 000 ans à notre espèce mais lui donne une expansion dans l'espace comme dans le temps très différente du récit précédent de nos origines en Ethiopie autour de 200 000 ans. Une des caractéristiques supposées de Sapiens, ayant assuré sa domination avec des groupes plus nombreux, c'est un altruisme qu'on retrouve chez les chimpanzés pourtant, la différence n'étant que de degré (et l'évolution graduelle). L'origine de l'écriture égyptienne est aussi réécrite depuis la découverte de proto-hiéroglyphes égyptiens vieux de 5200 ans. De même la sortie de terre d'une cité impériale de 4000 ans confirme les récits chinois, qu'on croyait entièrement légendaires, et l'ancienneté de leur civilisation. C'est parfois la légende qui a raison (en partie) !

Une des surprises du mois, c'est que la réplication des deux brins de l'ADN n'est pas synchronisée, contrairement à ce dont on était persuadé. La mise au point d'une machine de "téléportation biologique" ou plutôt de copie d'ADN et de protéines à distance est moins surprenante seulement parce qu'elle était annoncée depuis des années mais constitue sans doute une étape importante, pas seulement pour les hypothétiques bactéries martiennes qui étaient la motivation de départ. Par contre, l'étude qui mettait en cause les mutations non voulues avec CRISPR a été très contestée et devrait être retirée, mais on savait déjà que cela pouvait arriver et qu'une petite modification de la méthode pouvait corriger ce problème. Le premier maïs OGM CRISPR devrait d'ailleurs être commercialisé en 2020 mais c'est un maïs cireux destiné à la colle à papier et des épaississants alimentaires. Un autre maïs OGM avec un ARN interférent supprime l'expression d'un gène spécifique aux larves, les tuant sans affecter les autres insectes, ce qui serait malgré tout un progrès. Enfin, un champignon OGM contre les moustiques augmente la puissance mortelle du champignon infectieux avec plusieurs gènes qui expriment des neurotoxines d'araignée et de venin de scorpion bloquant la transmission de l'influx nerveux. Cela peut paraître une bonne idée d'utiliser un pathogène propre aux moustiques mais tout cela fait peur et pourrait vite déraper (je répète que le risque des biotechnologies me semble le plus dangereux). On attend plus de positif de l'utilisation de CRISPR contre le cancer. Il y a sinon une controverse depuis plusieurs années sur le dépistage et le traitement du cancer de la prostate par blocage de la testostérone, dont on conseillait l'abandon dernièrement avant de constater un léger avantage en terme de survie mais ce serait au risque de favoriser l'Alzheimer ou autre démence...

Il paraît que les mutations qui affectent la santé réduiraient aussi l'intelligence. Il n'y aurait donc pas de gènes de l'intelligence mais celle-ci reflèterait l'état de santé général (du coup si les gens intelligent vieillissent mieux, ce n'est pas seulement à cause de leurs activités intellectuelles). Ceci dit, une personne sur cinq aurait une mutation cause d'une maladie héréditaire rare sans pour autant développer la pathologie. Curieusement, un gène améliorerait la perception des émotions chez les femmes mais pas chez les hommes ! En tout cas, le cerveau est au coeur de l'actualité, parfois du côté effrayant avec Sergio Canavero qui greffe des têtes ou le projet avorté (dont on parlait en juin 2016) de redonner vie à des cerveaux morts grâce à des injections de cellules souches et qui va faire l'objet d'un essai clinique dans les prochains mois (voir aussi Futura-Sciences). Moins troublant, mais quand même, on pourrait implanter des cellules de porc dans le cerveau contre le Parkinson ! Il est un peu inquiétant également qu'on apprenne à effacer la mémoire non-associative d'un ver sans toucher à sa mémoire associative même si on ne peut le comparer à notre cerveau multidimensionnel dont on suit la dynamique, mobilisant de plus en plus de ressources jusqu'à la résolution finale. On a une meilleure compréhension de la nature et la fonction de la conscience dans l'apprentissage, et il intéressant de comprendre comme la motricité est à l'origine de la planification (dans le cerveau fronto-pariétal). Plus anecdotique, il paraît que les pupilles réagissent aux mots lumineux ou obscurs et on s'inquiète toujours un peu bêtement de l'effet des smartphones sur nos fonctions cognitives ou nos capacités de concentration...
 

- Numérique

On avait vu que l'intelligence artificielle était toujours très spécialisée, très loin de notre polyvalence (et donc de pouvoir nous remplacer) mais on s'en rapprocherait avec la capacité d'inférence, de comprendre comment différents objets sont liés les uns aux autres, ce qu'on appelle le raisonnement relationnel.

DeepMind a construit un réseau de neurones qui se spécialise dans ce genre de raisonnement abstrait et peut être connecté à d'autres réseaux de neurones pour leur donner cette capacité de raisonnement relationnel. L'apprentissage de l'IA a été fait avec des images représentant des formes 3D de différentes tailles et couleurs. Elle devait analyser les paires d'objets dans les images et essayer d'établir la relation entre eux.

De son côté, la Nasa programme ses robots autonomes d'exploration pour reconnaître les faits significatifs afin de les étudier alors que Google travaille sur une IA programmant d'autres IA (qui pourrait s'emballer jusqu'à une supposée "singularité" craint-on bien que ce soit peu probable et qu'on en est très loin). Sinon, une des limitations de l'IA, c'est le temps de réaction (par exemple pour une voiture autonome), ce que pourrait résoudre l'utilisation de la photonique pour des calculs instantanés :

La nouvelle approche utilise plusieurs faisceaux de lumière dirigés de telle sorte que leurs ondes interagissent les uns avec les autres, produisant des motifs d'interférence qui transmettent le résultat de l'opération prévue. Le dispositif résultant est quelque chose que les chercheurs appellent un processeur nanophotonique programmable.

Le résultat, c'est que les puces optiques utilisant cette architecture pourraient, en principe, effectuer des calculs typiques des algorithmes d'intelligence artificielle beaucoup plus rapidement et en utilisant moins d'un millième de l'énergie des puces électroniques classiques. C'est ce qui s'imposera chaque fois qu'on doit faire beaucoup de calcul sans avoir assez de puissance ou de temps.

L'IA se répand partout et des entreprises comme General Electric s'y investissent complètement, aussi bien pour la gestion de l'énergie que pour ses différentes installations et machines. Il y a même un skateboard qui intègre de l'IA ! Le Japon veut lancer des porte-conteneurs autonomes, des véhicules de livraison autonomes sont testés à Londres, et la SNCF veut des trains autonomes (non pour se passer de conducteurs mais pour augmenter le trafic). On n'y échappera pas. Au Rwanda, un test commercial de drones de livraison réduit le temps pour se procurer du sang de 4 heures à 15 minutes. A part ça, l'actualité des robots est assez futile, signe de sa banalisation ? Signalons enfin, que l'écran de bureau du futur pourrait être très différent... à condition de mettre un casque de réalité virtuelle !

 



Pour la Science no 477, Saturne


Pour la Science

J'ai trouvé ce numéro très creux, surtout que Jean-Paul Delahaye essaie bêtement de réfuter l'idée que "Le tout est plus que la somme de ses parties", ce qui se vérifie partout pourtant (que ce soit la chaleur, la pression, un circuit, une voûte, un organisme, etc.) mais qu'il ne peut comprendre car il réduit la complexité à la seule complexité de Kolmogorov qui est tout juste bonne à mesurer la complexité d'une image, et encore ! En fait, l'idée de complexité vient à l'origine de l'évolution et désigne un niveau supérieur d'organisation mais lui refuse de considérer qu'une montre ou un vélo opérationnels sont plus que leurs composants démontés ! Il ne peut non plus comprendre du coup que si le tout est plus que la somme de ses parties (il a des propriétés nouvelles), il est aussi moins que l'ensemble de ses parties (leurs propriétés spécifiques sont absentes de la totalité). Il a certes raison de déplorer un usage trop flou du concept d'émergence (que j'ai essayé d'éclairer) mais en nier la réalité est encore plus déplorable...

 



Brèves et liens


Physique


cosmologie, physique quantique, nanotechnologies

- Le temps ne se transforme pas en espace

Un modèle en deux dimensions de l'espace-temps proche du Big Bang dans le cadre du modèle de cosmologie quantique de Hartle-Hawking semblait prédire un espace-temps avec un contenu très homogène et lisse au début de son existence. C'est le modèle de gauche. Mais ses prédictions seraient plutôt conformes au modèle de droite, avec des fluctuations de température et de la géométrie de l'espace-temps tellement considérables qu'elles ne ressemblent pas à ce qui est observé. © J.-L. Lehners, Max Planck Institute for Gravitational Physics

Les travaux de Stephen Hawking sur les singularités de l'espace-temps et la physique des trous noirs l'ont conduit à proposer en 1983 une théorie quantique du Big Bang avec son collègue James Hartle.

Le temps devenait alors « imaginaire pur », dans le jargon des mathématiciens, ce qui revenait à dire que l'espace-temps à 4 dimensions devenait de l'espace à 4 dimensions. Au lieu de « débuter », par un point de densité infini et avec une courbure également infinie de l'espace-temps, le cosmos aurait alors émergé d'une géométrie quantique floue, comme le sont les trajectoires des particules dans un atome. Une image de cette géométrie serait alors celle de la surface d'une sphère sans frontière ni bord. Il est possible de se déplacer sur cette surface sans rencontrer d'obstacle, ce qui n'est pas le cas sur celle d'un cône, puisque son sommet est précisément une singularité.

La théorie de Vilenkin suggère donc que l'univers a fait une sorte de saut par effet tunnel quantique d'un état qui n'est ni espace ni temps (qui peut être abusivement appelé « le néant » mais qui suppose tout de même l'existence préalable des lois de la physique) directement dans l'espace-temps primordial.

La théorie qui fait débuter en quelque sorte l'espace-temps avec une géométrie aussi lisse que la surface d'une sphère, ce qui est en particulier le cas du modèle de Hartle-Hawking, conduit en fait à des fluctuations de la courbure de l'espace-temps qui sont très fortes et l'on devrait donc observer des fluctuations de température également très fortes dans le rayonnement fossile. Or, comme nous le savons depuis les observations de Cobe, et encore plus avec celles de Planck, ce n'est absolument pas le cas.

Ces théories étaient effectivement absurdes, proches de celles des Bogdanov. Comme disait Bergson, le temps n'est pas l'espace ! (en fait, le temps n'existe pas, il n'a pas d'existence propre, il n'y a que des mouvements dans l'espace, trajectoires, accélérations, collisions)

- Nous serions dans un vide cosmique de 2 milliards d’années-lumière

Sur cette image provenant d’une des meilleures simulations de la formation des grandes structures de l’univers, des filaments de matière noire contenant des superamas de galaxies apparaissent clairement. On note aussi la présence de grands vides que l’on appelle parfois des vides cosmiques (cosmic voids). La barre blanche indique l’échelle des distances en mégaparsecs corrigée par le facteur h lié à la constante de Hubble. On estime que h est compris entre 0,65 et 0,70, la meilleure estimation en 2014 étant de 0,68. © Max Planck Institute for Astrophysics, Millennium Simulation Project

L'image qui a émergé de ces travaux est celle d'un univers que l'on peut considérer comme un fluide homogène de galaxies à des distances supérieures à un milliard d'années-lumière environ. Mais à des échelles de quelques centaines de millions d'années-lumière, il se révèle inhomogène. Les galaxies se rassemblent alors en amas et même en superamas de galaxies, lesquels sont concentrés dans des filaments qui tissent une toile cosmique. Entre eux, des zones de sous-densité sont observées où l'on peut aussi trouver quelques amas et superamas de galaxies. Ces régions sont appelées vides cosmiques.

Ces structures sont produites par l'effondrement de la matière noire qui domine par son attraction gravitationnelle le monde des amas de galaxies.

Si nous vivons dans un vide cosmique, le champ de gravité de la matière qui s'oppose à la force de répulsion de l'énergie noire serait plus faible qu'en moyenne dans le cosmos observable et c'est pour cela que nous aurions une vitesse d'expansion locale différente de celle déduite des observations du rayonnement fossile.

Ce n'est pas la première fois qu'on en fait l'hypothèse, ce vide relatif étant sans doute une condition à l'évolution d'une vie complexe à l'abri des catastrophes cosmiques pendant des milliards d'années. Par ailleurs, les planètes prétendues habitables dernièrement ne le seraient pas à cause des éruptions des naines rouges qui devraient être fatales...

- De jeunes étoiles forment des constituants de la vie

Isocyanate de méthyle origines de la vieDans un système stellaire distant de 400 années-lumière, les proto-étoiles du système IRAS 16293-2422 (qui ressemble beaucoup à la nébuleuse qui a donné lieu à notre système solaire actuel) produisent des molécules compatibles avec l'émergence de vie. On y a en tout cas détecté de l'isocyanate de méthyle, un composé organique toxique mais potentiellement impliqué dans la synthèse d'acides aminés.

En 2012, du "sucre" (il s'agissait en fait de glycolaldéhyde, apparenté à la famille des "ose", qui compte par exemple le glucose ou le fructose), autre ingrédient de la vie, y avait déjà été détecté.

La zone IRAS 16293 où habitent les 3 étoiles présente une autre particularité : son champ magnétique provoque une polarisation des radiations UV émises... polarisation capable de provoquer un excès de l'une ou l'autre variété tridimensionnelles de molécules chirales, expliquant l'homochiralité du vivant.

Il n'y a rien d'étonnant à ce que la vie utilise des molécules disponibles mais cela veut dire que les bases de la vie sont sans doute semblables (presque) partout dans l'univers. Sinon, l'homochiralité est nécessaire pour assurer une forme stable des protéines, le choix d'un côté ou l'autre étant assez indifférent.

- A l'origine, il y avait 2 soleils

Cette image a été générée à partir du radiotélescope Alma au Chili. Elle montre un système triple d’étoiles dans un disque de poussière et de gaz à l’intérieur du nuage moléculaire de Persée. © Bill Saxton, Alma, ESO, NAOJ, NRAO, AUI, NSFEn se basant sur des statistiques des couples de jeunes étoiles observés dans des pouponnières comme le nuage moléculaire de Persée, deux astrophysiciens sont arrivés à une conclusion étonnante.

Selon les deux chercheurs, il est très probable que toutes les étoiles se forment d'abord sous forme de binaires éloignées. Puis en quelques millions d'années, soit elles se rapprochent, soit elles s'éloignent suffisamment pour ne plus être liées gravitationnellement. Notre Soleil aurait donc eu un frère jumeau pendant quelques millions d'années.

Son étoile jumelle, a été baptisé Sol B. Mais est plus célèbre sous le nom de Némésis, donné par le physicien Richard Muller en 1984. Il s'agirait d'une étoile très peu lumineuse, voire d'une naine brune qui formerait avec le Soleil un système binaire à très longue période (environ 26 millions d'années) sur une orbite très excentrique. Par ses perturbations gravitationnelles périodiques du nuage cométaire d'Oort, Némésis aurait causé des bombardements responsables d'extinctions sur Terre.

- Après la planète 9, la planète 10 de notre système solaire ?

Sur cette illustration, où la taille des planètes est volontairement exagérée, l’hypothétique planète 10 (au premier plan) a le plan de son orbite incliné par rapport aux huit autres planètes situées plus près du Soleil (au centre). En arrière-plan, on distingue le plan de notre galaxie, la Voie lactée. © Heather Roper, Lunar and Planetary Laboratory, University of Arizona

En étudiant les plans orbitaux de plusieurs objets de la ceinture de Kuiper situés à plus de 50 fois la distance entre la Terre et le Soleil, des chercheurs ont constaté des anomalies quant à leur inclinaison moyenne. Pour eux, la seule explication valable est qu'une planète d'une masse comprise entre celle de Mars et celle de la Terre soit à l'origine de cette déformation.

Il ne s'agit pas là de l'hypothétique planète 9, dont l'existence a été proposée en 2016 par Mike Brown et Konstantin Batygin, mais d'une autre encore : la planète 10.

- Elon Musk veut envoyer un million de colons sur Mars

Elon Musk

Le patron de Space X a dévoilé de nouveaux détails de son plan pour envoyer des colons sur Mars pour 200.000$. Il y réitère son intention de développer l'ITS (Interplanetary Transport System) un gigantesque lanceur, capable d'envoyer une charge utile de 550 tonnes dans l'espace, qui sera utilisé pour mettre en orbite et remplir les réservoirs de navettes prêtes à partir vers Mars. Chacune des navettes pourrait convoyer jusqu'à cent passagers qui voyageront avec confort. Ils pourront en effet profiter à bord du cinéma, d'une salle de jeux ou de restaurants.

Une fois les premières navettes lancées, il s'établirait une rotation à raison d'un départ tous les 26 mois. A ce rythme, Musk espère peupler Mars avec un million de colons d'ici cinquante à cent ans et une première mission habitée lancée dès 2024.

Voir aussi Futura-Sciences. De son côté la Nasa a sélectionné sept hommes et cinq femmes pour aller sur Mars, sur plus de 18 000 candidats !

- Quelles parades possibles face aux astéroïdes?

Trois techniques pour dévier un astéroïde-AFP/Sophie RAMIS

"Pour les astéroïdes de toute petite taille, inférieurs à 50 mètres, avec un temps d'impact très court, la seule chose que l'on puisse faire, c'est de prédire le point d'impact et d'évacuer la zone".

Il y a principalement trois techniques pour dévier les astéroïdes.

La première consiste à lancer une ogive nucléaire dans l'espace et à la faire exploser "près de l'astéroïde afin que l'énergie se dépose sur la surface et pousse l'astéroïde", indique Ian Carnelli.

Cette technique n'est valable que pour un astéroïde de très grande taille (supérieure à 1 kilomètre). Appliquée à un petit astéroïde, elle risquerait de détruire l'objet en morceaux qui pourraient tomber sur la Terre. Le remède serait pire que le mal.

Deuxième méthode, celle du "tracteur gravitationnel", valable pour les astéroïdes de petite taille, et pour lesquels on dispose de beaucoup de temps pour agir.

Elle consiste à envoyer un assemblage assez massif de satellites artificiels près de l'astéroïde. La force de gravitation qui s'exercera permettra de modifier petit à petit l'orbite de l'astéroïde.

Troisième technique, celle de l'"impacteur cinétique" pour les astéroïdes de taille moyenne (entre 50 mètres et plusieurs centaines de mètres).

Elle consiste à envoyer un satellite artificiel heurter à très grande vitesse l'astéroïde. Cela doit permettre de changer la vitesse de celui-ci et de dévier sa trajectoire. C'est la méthode la plus avancée.

- Des tremblements de terre dus à la déshydratation du manteau lithosphérique

Le plan inférieur, découvert dans les années 70, se localise dans le manteau lithosphérique plongeant, 15 à 40 km sous l'interface de subduction. Le manteau supérieur est quasi-exclusivement constitué de péridotite, roche principalement composée d'olivine, minéral majoritairement fait d'oxygène, de magnésium et de silicium. Certains minéraux sont hydroxylés, c'est-à-dire qu'ils comportent de l'eau dans leur structure cristalline. Quand le manteau est hydraté, les minéraux qui se forment sont les serpentines. En contexte de subduction, à des températures dépassant 400°C, la seule serpentine stable est l'antigorite.

La sismicité du plan de Wadati-Bénioff inférieur est bien corrélée à la déshydratation de l'antigorite, aux alentours de 600°C, mais le lien de causalité restait à découvrir. Afin de comprendre par quel mécanisme ces séismes sont déclenchés, des expériences ont été menées en laboratoire. Des péridotites artificielles ont été déshydratées pendant leur déformation dans des conditions typiques du manteau supérieur, à des pressions de 1,1 et 3,5 GPa, ce qui correspond à des profondeurs avoisinant 40 et 130 km. Ces expériences ont été réalisées dans une presse triaxiale D-DIA, sous rayonnement synchrotron. L'évolution de la contrainte est suivie grâce à l'étude de la diffraction des rayons X. Parallèlement, les émissions acoustiques sont enregistrées. Ces dernières constituent la preuve de ruptures dynamiques, c'est-à-dire de séismes, dans l'échantillon pendant sa déformation et/ou déshydratation.

- L'eau serait un équilibre entre deux formes de liquide

Même dans de l'eau liquide à des échelles de temps et de distances très courtes, des molécules d'eau s'assemblent très transitoirement du fait des fameuses liaisons hydrogène en donnant des structures cristallines. Ces structures sont appelées « des clusters d'eau ».

Les chercheurs ont tiré de leurs expériences la conclusion que l'eau liquide devait en fait être un mélange de deux formes liquides pour l'eau.

« Ces nouveaux résultats soutiennent fortement l'idée que l'eau, à température ambiante, ne peut pas décider dans laquelle des deux formes elle devrait être, à haute ou faible densité, ce qui entraîne des fluctuations locales entre les deux. En un mot : l'eau n'est pas un liquide compliqué, mais deux liquides simples avec une relation compliquée ».

- Des membranes en graphène pour servir de filtre ou de dialyse

1) Graphene, grown on copper foil, is pressed against a supporting sheet of polycarbonate. 2) The polycarbonate acts to peel the graphene from the copper. 3) Using interfacial polymerization, researchers seal large tears and defects in graphene. 4) Next, they use oxygen plasma to etch pores of specific sizes in graphene.

La taille des pores est facilement contrôlable en fonction de la grosseur des molécules à filtrer alors que la finesse de la membrane permet un filtrage rapide.

- Des polymères à mémoire de forme imprimés 3D

Il suffit de chauffer ces impressions 3D pour qu'elles changent de forme.

« Nous croyons qu'on pourrait construire ainsi quelque chose comme une antenne qui est d'abord comprimée et prend peu de place, puis une fois chauffée, simplement par la chaleur du soleil, se déplierait toute seule ».

- Un carbone ordonné à échelle nanométrique et désordonné à grande échelle

Comprimé, le carbone vitreux s’arrange pour présenter des liaisons type diamant (en rouge) qui unissent des feuilles de graphène (en noir) courbées, bouclées ou réticulées. © Timothy Strobel, université de Carnegie

Comprimé, le carbone vitreux s’arrange pour présenter des liaisons type diamant (en rouge) qui unissent des feuilles de graphène (en noir) courbées, bouclées ou réticulées.

Le carbone vitreux n'a pas de structure cristalline, un peu comme c'est le cas du verre, d'où sa désignation. C'est précisément ce type de carbone qui a été porté à un peu moins de 1.000 °C et à quelque 250.000 fois la pression atmosphérique.

Ce nouveau matériau présente à la fois des liaisons type graphite et des liaisons type diamant. À l'échelle nanométrique, ils ont observé une structure très ordonnée, mais à une échelle plus grande, plutôt désordonné. De quoi lui conférer une combinaison étonnante de propriétés.

Ce nouveau carbone, à la fois léger et résistant, élastique et conducteur d'électricité, pourrait notamment séduire les secteurs industriels pour qui les fonctionnalités priment sur le coût d'un matériau, comme l'aérospatiale ou le militaire par exemple.

- Modifier des nanoparticules

Cette nano-chirurgie a été effectuée sur une nanoparticule d'or composée de 23 atomes d'or, entourés d'une surface protectrice. En utilisant un procédé d'échange de métal en deux étapes, ils ont pu enlever deux liaisons S-Au-S de la surface de la particule. Ce faisant, ils ont révélé les facteurs structurels qui déterminent les propriétés optiques de la particule, et ont établi le rôle que joue la surface dans la photoluminescence qui en a été augmentée d'environ 10 fois.

 

Climat


climat, énergies, écologie

- Le volcanisme cause de l'extinction du Trias laissant place aux dinosaures

Cet affleurement peut être observé dans le New Jersey, aux États-Unis, à proximité d'habitations. Les roches noires à gauche sont des basaltes émis durant la formation de la province magmatique centre atlantique. Elles recouvrent des sédiments riches en organismes du Trias (en rouge). © Paul Olsen, Lamont-Doherty Earth Observatory

Il y a environ 200 millions d'années, une grande crise biologique s'est produite à la fin du Trias. La moitié des espèces animales ou végétales se sont alors éteintes en peu de temps, laissant vacantes de nombreuses niches écologiques que ne vont pas tarder à occuper en masse les dinosaures. Il est plus que jamais crédible que cette extinction ait bien été causée par des émissions répétées d'importantes quantités de gaz carbonique

Les chercheurs ont pensé relier cette extinction à la géodynamique de notre Planète bleue. À cette époque, la Pangée est en train de commencer à se disloquer. L'Europe, les Amériques et le nord de l'Afrique étaient soudés mais quatre épisodes volcaniques majeurs vont survenir qui vont accompagner le début du rifting à l'origine de la naissance de l'Atlantique nord. Il se forme alors ce que les géologues appellent la province magmatique centre-atlantique (ou Camp, pour Central Atlantic Magmatic Province), c'est-à-dire l'amas de roches ignées formé par plus de dix millions de kilomètres cubes de laves émises en moins de 600.000 ans. Il s'agit essentiellement de basaltes que l'on trouve encore de nos jours aux États-Unis et au Canada, mais aussi dans le sud de la France, en Espagne ou au Maroc.

- L'océan arctique était un lac d'eau douce, il y a plus de 34 millions d'années

L'océan Arctique était autrefois un lac gigantesque d'eau douce. C'est seulement avec la rupture du pont terrestre entre le Groenland et l'Ecosse que de grandes quantités d'eau salée affluant de l'Atlantique l'ont submergé.

Du coup, la glaciation devient plus difficile avec de l'eau salée.

- Une extinction marine, il y a 2 millions d'années

Résultat de recherche d'images pour "extinction marine"
Extinctions précédentes

Près d'un tiers de la faune marine aurait disparu il y a deux à trois millions d'années et les océans n'ont pas récupéré leur biodiversité antérieure depuis.

C'est en analysant de façon détaillée le registre fossile de cette période que les chercheurs ont constaté que bon nombre d'espèces s'étaient éteintes à cette époque, qui marque la fin du Pliocène. Parmi elles : 55% des mammifères marins, 43% des tortues, 35% des oiseaux de mer et 9% des requins. "Nous montrons qu'environ un tiers de la mégafaune marine de l'époque a disparu il y a deux à trois millions d'années. Par conséquent les communautés marines dont l'homme a hérité affichaient dès le départ une diminution de leur biodiversité".

Les auteurs estiment que ce sont des fluctuations marquées du niveau des eaux qui ont altéré les habitats littoraux et qui ont entrainé la disparition de plusieurs groupes d'espèces côtières puis, par effet dominon de certaines espèces pélagiques.

Le genre Homo semble être apparu au Pliocène, il y a environ 2,8 millions d'années.

- La fonte du Groenland va aggraver l'aridité du Sahel

Il s'avère que la fonte rapide de la calotte de glace groenlandaise devrait se traduire par une baisse de la mousson africaine en zone sahélienne, laquelle devrait impacter lourdement les agrosystèmes sahéliens en faisant disparaître la culture vivrière de sorgho et de millet. En tenant compte des projections démographiques au Sahel sur l'ensemble du XXIe siècle et en l'absence de mesures adéquates d'adaptation, ces conditions pourraient alors provoquer le déplacement de dizaines de millions de personnes.



- L'acétate des profondeurs terrestres source d'hydrocarbures

L'acétate est une molécule simple à deux atomes de carbone, que l'on retrouve dans de nombreux environnements naturels, dans les océans, les lacs et les saumures associés aux réservoirs de pétrole par exemple. Elle est impliquée dans de nombreuses réactions biochimiques cellulaires (incluant la fermentation avec la fabrication du vinaigre). L'ubiquité de l'acétate conduit à le retrouver fréquemment dans les pores des sédiments, y compris ceux qui entre en subduction. Aux températures typiques des zones de subduction et relative basse pression, on pensait jusque très récemment que le carbone transporté dans les zones de subduction se transformait en dioxyde de carbone et méthane. Récemment, une étude thermodynamique sur la formation des diamants, a montré que l'acétate pouvait potentiellement être stable dans le manteau terrestre.

Une solution aqueuse d'acétate de sodium a été comprimée dans une cellule à enclume de diamant, jusqu'à 3,5 GPa (35 000 fois la pression atmosphérique). A haute pression, la solution a été chauffée à 300°C pendant parfois 60 heures.

Après quelques heures seulement, des gouttelettes d'hydrocarbure immiscible sont apparues, qui contiennent essentiellement de l'isobutane avec un peu de méthane, d'éthane et de propane. Environ 45% de l'acétate s'est transformé en isobutane liquide à haute pression.

Ainsi, après leur formation dans le manteau les hydrocarbures pourraient migrer vers la croûte terrestre, où ils vont probablement se transformer en méthane et dioxyde de carbone, et fournir une source de carbone et d'énergie aux microbes de la biosphère profonde. Dans le cas où ces hydrocarbures et l'acétate seraient emportés à plus grande profondeur, ils pourraient contribuer à la formation des diamants.

- Du cuivre et de l'électricité pour faire de l'éthanol avec du CO2

- Des plastiques biodégradables avec du sucre et du CO2

Le nouveau plastique sans BPA pourrait remplacer les polycarbonates actuels dans des articles tels que les biberons et les contenants alimentaires, et puisque le plastique est bio-compatible, il pourrait aussi être utilisé pour les implants médicaux ou pour des organes à transplanter.

En particulier, ils ont utilisé la nature comme source d'inspiration en utilisant un sucre présent dans l'ADN, appelé thymidine, comme bloc de construction pour faire un nouveau plastique polycarbonate.



- Des clathrates pour transformer la chaleur en électricité

Cette nouvelle cage ou structure cristalline appelée « clathrate » (à gauche) est constituée de cinq ou six atomes liés, plus que pour les précédentes clathrates limitées à 4. Ces cages plus grandes peuvent contenir des atomes se déplaçant librement, une caractéristique qui réduit la conductivité thermique des matériaux. Cette faible conductivité thermique avec une bonne conductivité électrique est la propriété essentielle des matériaux qui transforment la chaleur en électricité.

- Des cages moléculaires géantes

Cette cage moléculaire est composée de 36 atomes de cuivre. L'intérêt de ces cages (ou éponges) est leur capacité de stockage mais surtout leur grande surface interne qui augmente leur réactivité et pourrait faire fonction d'enzyme. Les applications iraient du photovoltaïque à la médecine (pour délivrer des médicaments).

- Une peinture solaire qui fait de l'hydrogène avec la vapeur d'eau

Cette peinture solaire peut absorber la vapeur d'eau et la scinder pour produire de l'hydrogène. Elle contient un composé nouvellement développé qui agit comme un gel de silice, utilisé dans des sachets pour absorber l'humidité et conserver au sec les aliments ou produits. Mais à la différence du gel de silice, le nouveau matériau, le molybdène-sulfure, agit également comme catalyseur sui décompose les atomes d'eau en hydrogène et oxygène.

"Le mélange de ce composé avec des particules d'oxyde de titane conduit à une peinture absorbant la lumière du soleil et produisant de l'hydrogène à partir de l'énergie solaire et de l'air humide".


- Des turbines flottantes marémotrices

La turbine marémotrice SR2000, réputée pour être la plus grande et la plus puissante au monde, est au cœur du projet FLOTEC. Conçue pour une durée de vie de vingt ans, elle peut être déployée dans toutes les eaux profondes d'au moins 25 mètres.

En avril de cette année, la SR2000 a atteint un pic de puissance avec une capacité nominale de 2 mégawatts (MW). Depuis, l'équipe du projet a pu générer plus de 18 MWh (mégawatt-heure) sur une période continue de 24 heures. Cette performance la met au même niveau que les éoliennes offshore.

Le projet vise à réduire le LCOE (Levelised Cost of Energy), qui calcule le coût moyen de l'énergie produite à partir des installations flottantes exploitant l'énergie marémotrice. On espère ramener le montant du LCOE, estimé actuellement à 250 €/MWh, à 200 €/MWh pour être au niveau de l'éolien maritime [sauf que les prix de celui-ci viennent de chuter à 120$/MWh].

- Dessaler l'eau de mer avec le soleil

Ce système de dessalement utilise une combinaison de distillation membranaire et de nanophotonique.

La distillation par membrane est relativement nouvelle, où de l'eau salée chaude circule d'un côté d'une membrane poreuse et de l'eau douce froide de l'autre côté. La vapeur d'eau est naturellement aspirée à travers la membrane en passant du chaud au froid, et comme l'eau de mer n'a pas besoin d'être portée à ébullition, les besoins en énergie sont réduits par rapport à la distillation traditionnelle.

La membrane comporte une couche supérieure comportant des nanoparticules de noir de carbone dans un polymère poreux.

Le premier prototype arrive à produire jusqu'à six litres d'eau douce par heure et par mètre carré de membrane solaire.

- Impact de la biodiversité sur nos sociétés

La perte de biodiversité porte atteinte au fonctionnement et à la stabilité des écosystèmes, et donc à leur capacité à fournir des services aux sociétés, en particulier aux grandes échelles d’espace de temps.

Ces effets délétères de la perte de biodiversité entraînent des coûts pour les sociétés qui se chiffrent en milliards, voire en milliers de milliards, d’euros à l’échelle globale, pour les quelques services qui ont été évalués.

The influence and dependence of people on biodiversity.

 

- Des maisons antisismiques en polystyrène au Japon

Japan Dome House vend des petites maisons en polystyrène depuis quinze ans maintenant, pesant seulement 80 kilogrammes et coûtant entre 57 000 et 65 000 euros. Les arguments ? Une construction hyper rapide, bon marché et une bonne isolation offerte par la matière, en plus de ses étonnantes qualités antisismiques.

En avril 2016, deux tremblements de terre consécutifs, allant jusqu’à une magnitude 7, avaient frappé durement le Sud-Ouest de l’île de Kyushu. Un bilan très lourd en termes humains, mais aussi au niveau des infrastructures, dont beaucoup se sont effondrées, avec 44 000 personnes évacuées alors que les 480 maisons dômes construites sur cette même île sont restées intactes.

maisons polystyrène antisismiques - Japon

 

Biologie


évolution, génétique, éthologie, anthropologie, neurologie

- Une étape de la synthèse de l'ARN à l'origine de la vie

L'AMP (adénosine monophosphate), un des nucléotides constituant les briques élémentaires de l'ARN, pourrait se synthétiser naturellement sur un minéral silicique répandu sur la Terre primitive. En effet, ce dernier permet de concentrer les molécules (ribose, adénine et phosphate) à sa surface via des liaisons hydrogènes, et d'accélérer ainsi les réactions de condensation. De plus, la quantité d'eau présente sur la surface minérale peut être diminuée par des fluctuations climatiques, ce qui va favoriser la formation de l'AMP.

Dans ces conditions, grâce à la présence du minéral, les chercheurs sont parvenus à réaliser cette synthèse de l'AMP. Ils ont montré que la réaction avait lieu en deux étapes à la surface du minéral qui joue le rôle de milieu de synthèse. Ils ont mis en évidence un intermédiaire réactionnel, le phosphoribosylpyrophosphate (PRPP), qui s'est révélé être crucial pour cette synthèse. En effet, ce composé riche en énergie est l'intermédiaire clé dans la synthèse des nucléotides car il facilite la condensation de la base azotée avec le sucre. Ce composé est aussi un intermédiaire vital dans le métabolisme moderne.

- La réplication des deux brins de l'ADN n'est pas synchronisée

La réplication peut commencer quand une enzyme appelée hélicase (Dna B chez E. coli) déroule la double hélice. Puis une autre enzyme, une primase, attache une amorce ("primer") à chaque brin. Une troisième, un ADN polymérase, se lie à l'amorce et ajoute de nouvelles bases.

Mais la synthèse d'ADN a lieu différemment sur les deux brins. En effet, chaque brin a une extrémité appelée 5' et une autre 3' et les deux sont disposés de manière opposée. Or le nouveau brin croît de 5' en 3'. Pour l'un des deux, le brin « leader », la copie se fait directement en progressant de 5' en 3' sur le nouveau. Mais pour l'autre, des petits fragments de 1 à 3 kilobases (kb), appelés fragments d'Okasaki, sont nécessaires pour la copie de l'ADN. Ces petits fragments sont ensuite associés entre eux. C'est pourquoi la synthèse d'ADN est souvent qualifiée de semi-discontinue.

La vidéo qu'ont réalisée les chercheurs de l'université de Californie Davis révèle que chaque brin semble fabriqué indépendamment.

Par exemple, il pouvait arriver que le brin leader continuait sa synthèse tandis que l'autre était en arrêt. Parfois l'un d'eux se répliquait dix fois plus vite que sa vitesse habituelle, sans raison apparente.

Voir aussi Sciences et Avenir.

- La salamandre combine les gènes de trois mâles

Quand elle s'accouple, la femelle acquiert les gènes du mâle et en garde certains, en rejetant d'autres. C'est ce qu'on appelle kleptogenesis, ou le vol de matériel génétique provenant de donneurs de sexe masculin à des fins de reproduction.

Sur près de 3000 gènes dans une femelle avec trois génomes (appelé triploïde), 72% des gènes fournis par les trois partenaires masculins étaient également exprimés.

- Des animaux sans microbiote intestinal

Chenille sans microbioteMais alors, comment les chenilles font-elles pour assimiler la nourriture quand autant d’autres espèces sont dépendantes de leur microbiote ? Matan Shelomi, de l’institut Max-Planck d’écologie chimique, à Iéna, en Allemagne, a montré que les phasmes étaient capables de décomposer la pectine – une fibre végétale – sans l’aide de microorganismes grâce à des gènes présents dans leur ADN. Les phasmes auraient « emprunté » ces gènes à des bactéries au cours de leur histoire.

Combien d’espèces seraient dans cette situation ? Les chercheurs n’en sont qu’au début de leurs recherches, mais déjà certains indices suggèrent que des vertébrés (des oiseaux et des poissons) seraient dépourvus d’un microbiote intestinal.

- Un coléoptère, zombifié par un champignon, s'accroche à une fleur pour y mourir

Le coléoptère du soldat zombi saisit une fleur avec ses mandibules avant que les ailes ne s'ouvrent la nuit suivanteCes coléoptères (Chauliognathus pensylvanicus) se nourrissent et se reproduisent sur les fleurs mais, lorsqu'ils sont infectés par le champignon Eryniopsis lampyridarum, les coléoptères serrent leurs mâchoires sur une fleur et mourront peu après.

Seulement 15 à 22 heures après sa mort et toujours collé aux fleurs, les ailes du scarabée mort s'ouvrent comme si elles étaient prêtes à voler. Avec leurs ailes relevées, ces coléoptères attirent des mâles vivants qui ont des rapports sexuels avec ces femelles zombies (et s'infectent à leur tour).

Après la phase d'ouverture de l'aile post-mortem, les spores et filaments du champignon éclatent l'abdomen du coléoptère.



- Une empreinte de peau de T-Rex

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La découverte de la première empreinte de peau de T-Rex fossilisée, où aucune trace de plume n'est visible mais plutôt celle d'écailles, conjointe à celles déjà connues d'autres tyrannosaures, suggère que ce redoutable dinosaure n'était pas couvert de plume, voire même qu'il n'en possédait pas du tout.

- Un oisillon de 100 millions d'années

science

Conservé dans un morceau d'ambre depuis près de 100 millions d'années, on peut y distinguer les pattes armées de griffes, ses ailes déjà couvertes de plume et aussi sa tête. C'est un énantiornithe, groupe disparu d'oiseaux à dents.

- Curieux cheval à trompe qui étonnait Darwin

Une représentation possible d'une femelle Macrauchenia patachonica et son petit. Le cou est long et le crâne petit. L'adulte, haut de trois mètres, pouvait peser une tonne. Curieusement, les narines s'ouvrent vers le haut, ce qui a longtemps laissé penser que l'animal vivait dans l'eau. Les paléontologues préfèrent aujourd'hui voir une trompe. L'articulation inférieure des pattes semble souple, ce qui indiquerait une grande vitesse de course et une certaine agilité de mouvements. L'espèce M. patachonica est la dernière connue des litopternes, tous disparus entre -20.000 et -10.000 ans. © Kobrina Olga, Licence Creative Commons (by-nc-sa 3.0)

Une sorte de gros lama à trompe a longtemps prospéré en Patagonie puis a disparu, avec d'autres cousins, durant la dernière période glaciaire. Depuis leur découverte par Darwin, ces ongulés sud-américains ont déconcerté les taxinomistes. Des chercheurs ont enfin pu analyser un peu d'ADN d'un fossile de Macrauchenia patachonica et sont parvenus à retrouver un cousinage avec les chevaux.

Ces grands mammifères ont vécu longtemps en Amérique du Sud. Ceux du genre Macrauchenia (des litopternes), avec leurs trois mètres de hauteur et une curieuse courte trompe préhensile au-dessus de la bouche, gambadaient déjà il y a sept millions d'années et ont continué à le faire jusqu'à la dernière période glaciaire. Eux et les Toxodons ont complètement disparu, pour une raison inconnue, il y a environ 10.000 ans pour les derniers.

- Des asymétries droite-gauche découvertes dans la moelle épinière

A) Schéma anatomique montrant le trajet des nerfs innervant le diaphragme. B) Schéma du patron d'innervation des nerfs droit (rouge) et gauche (vert) sur le diaphragme d'embryon de souris. Les branches formées par les nerfs droit et gauche montrent des différences d'organisation importantes. Lorsque le coté gauche n'est pas spécifié, le nerf gauche adopte un patron d'innervation similaire à celui du nerf droit. C) Modèle de la séquence de développement conduisant à la mise en place du patron d'innervation asymétrique. La détermination de l'axe droite-gauche par la cascade génétique initiée par Nodal conduit à la mise en place de différences entre les neurones moteurs droits et gauches de la moelle épinière. Ces différences, en modulant des voies de signalisation qui contrôlent la formation des nerfs, réguleraient différemment la formation des branches droites et gauches.

- Les foetus seraient attirés par des formes de visages

As the red dots moved, the babies turned to follow them

Lévinas y verrait une confirmation de l'importance du visage mais si l'expérience est contestable, le plus intéressant, c'est d'apprendre que les foetus peuvent voir à travers la peau du ventre de la mère, surtout les lumières rouges, plus pénétrantes.

À la naissance, les bébés s'intéressent déjà aux visages qu'ils voient pour la première fois. Mais qu'en est-il avant, dans l'utérus ? Le développement de la vision a lieu au milieu de la grossesse et c'est au cours du dernier trimestre que le fœtus distingue des formes lumineuses. Mais à la naissance, son acuité visuelle n'est pas très bonne, c'est pourquoi le fœtus doit lui aussi voir flou.

On a montré à des bébés encore dans le ventre de leur mère, un stimulus ressemblant à un visage : il s'agissait de points lumineux (rouges) arrangés de manière à ressembler aux yeux et à la bouche d'un visage. Ces images ont été présentées à travers la paroi utérine de 39 femmes enceintes de 34 semaines (8 mois).

Quand on leur projetait ces visuels, les bébés tournaient la tête pour les regarder. Si le même arrangement de points lumineux était inversé, de telle façon qu'il était plus compliqué de les reconnaître, les fœtus ne réagissaient pas.

« Le fœtus au troisième trimestre peut très bien entendre. J'aimerais encourager les parents à lire des livres », ce qui les aiderait à établir un lien avec leur enfant. Cependant, il déconseille aux futures mamans d'éclairer leur ventre avec une lumière puissante, cela afin d'éviter d'endommager les yeux de leur bébé.

- Comment les visages sont mémorisés dans le cerveau (de macaques)

Pic d'homme avec des lignes colorées superposées sur son visage

L'analyse de la façon dont les macaques reconnaissent des visages humains montre que les visages sont réduits à 50 aspects, suffisants pour reconstituer tous les visages.

- On peut effacer la mémoire non-associative d'un ver sans toucher à sa mémoire associative

La mémoire non-associative serait la mémoire de détails non significatifs associés à un événement traumatique par exemple et pouvant le refaire surgir. Cette expérience sur un ver marin, l'aplysie, semble montrer qu'on pourrait effacer cette association métonymique sans effacer le souvenir lui-même. En effet ce ne serait pas la même protéine kinase M (PKM) utilisée dans les deux sortes de mémoire : PKM Apl III pour la mémoire synaptique associative et PKM Apl I pour la mémoire non associative. En bloquant l'une de ces molécules on pourrait donc effacer un type de mémoire dans le même neurone sans affecter l'autre.

Voir aussi Techno-Science.

- L'oubli permet de créer des nouveaux neurones

Cette étude rétrospective jette un nouveau regard sur un grand nombre d'expériences déjà publiées. Il en ressort que l'hippocampe, une partie du cerveau impliquée dans la mémorisation, ne se comporte pas exactement comme on l'imaginait. "Nous avons trouvé de nombreuses preuves que les mécanismes qui promeuvent la perte de mémoire ne sont pas les mêmes que ceux qui l'emmagasinent". Néanmoins, ces deux processus sont liés. De sorte que, dans l'hippocampe, la croissance neuronale promeut l'oubli.

"L’activation régulière et répétée des réseaux permettrait de renforcer ou de réduire les connexions, avec pour conséquence de consolider le souvenir ou au contraire de l’oublier. Il est important de préciser que l’oubli est associé au bon fonctionnement de la mémoire en dehors de cas pathologiques".

- Le cerveau multidimensionnel

"Dans notre étude, la dimension ne décrit pas les dimensions spatiales, mais la dimension topologique des objets géométriques que nous décrivons".

Pour analyser l'organisation du cerveau, l'équipe a commencé avec des blocs fonctionnels appelés simplex. Chaque simplex est un groupe spécial de neurones connectés les uns aux autres dans un ordre très précis.

Un neurone parle d'abord, un autre écoute tous les neurones alors que les autres n'écoutent que quelques neurones et parlent à ceux qu'ils n'écoutent pas. « Cette structure spécifique fait en sorte que les neurones qui écoutent peuvent vraiment comprendre les neurones qui parlent dans un cerveau où il y a toujours des millions de neurones qui parlent en même temps, comme dans un stade bondé. »

La quantité énorme de simplex à l'intérieur du cerveau suggère que chaque neurone fait partie d'un nombre immense de groupes fonctionnels, beaucoup plus qu'on ne le pensait.

Lorsque leur cerveau virtuel reconstitué reçoit un stimulus, on voit les neurones former des structures géométriques de plus en plus complexes, comme des blocs de Lego construisant un château, avant de s'effondrer.

Le cerveau recrute d'abord des réseaux de neurones les plus simples à constituer, à une dimension. Ces réseaux s'associent ensuite en "murs" (ou feuillet) en deux dimensions avec des « trous » dedans. Très rapidement des structures d'un nombre croissant de dimensions se forment (avec leurs trous) jusqu'à ce qu'ils atteignent un pic d'organisation avec toutes les connexions de neurones nécessaires pour exécuter la tâche.

Une fois ce point atteint, toute la structure s'effondre, libérant ainsi les simplex pour leurs prochaines tâches, comme des châteaux de sable qui se matérialisent avant de disparaître.

- De la motricité à la planification dans le cerveau fronto-pariétal

Dans notre cerveau, le réseau fronto-pariétal assume des fonctions extrêmement variées, de la planification et l'exécution de mouvements à la rotation mentale, de l'attention spatiale à la mémoire de travail. Mais comment un unique réseau peut-il prendre part à une si grande diversité de fonctions ? Des neuroscientifiques émettent aujourd'hui une hypothèse originale: toutes ces fonctions cognitives reposeraient sur une seule fonction centrale, l'émulation. En créant une image dynamique abstraite des mouvements, l'émulation permettrait au cerveau de renforcer ses compétences motrices, mais aussi de s'en forger une représentation précise et durable. Le réseau fronto-pariétal aurait ainsi évolué d'un réseau contrôlant uniquement la motricité vers un système beaucoup plus général.

De nombreuses études d'imagerie fonctionnelle montrent que le réseau fronto-pariétal est activé par des tâches très différentes. Il l'est lors d'activités motrices, comme saisir ou pointer, mais également lorsque l'on effectue des mouvements oculaires et même lorsqu'aucun mouvement n'est impliqué, si l'on déplace son attention ou que l'on effectue un calcul mental. "Pourquoi cette même région est-elle importante pour une si grande diversité de tâches ? Quel est le lien entre la motricité, l'apprentissage moteur et le développement de la cognition chez l'être humain ? Cette question est au cœur de nos recherches".

Il existerait un processus commun à ces tâches, que les scientifiques ont nommé "émulation". Ce processus, qui consiste à planifier et à se représenter un mouvement sans le faire, active le réseau cérébral de manière identique. "Mais nous posons l'hypothèse que le cerveau va encore un peu plus loin: il utiliserait ces représentations dynamiques pour accomplir des fonctions cognitives de plus en plus complexes, au-delà de la seule planification des mouvements".

- La fonction de la conscience dans l'apprentissage

Ce n'est à la fois pas grand chose et décisif. L'expérience joue sur des signaux qui restent inconscients mais la façon de poser le problème est très intéressant. Beaucoup de choses restent inconscientes, automatiques ou se suffisant d'une "perception subliminale", alors que d'autres ont besoin de la conscience (qui n'est donc pas un épiphénomène ni spécifiquement humaine). Henri Laborit, identifiait la conscience avec le manque d'information mais ce serait peut-être un peu différent et plutôt la réaction à la nouveauté, au changement. On pourrait donc dire que la conscience, c'est la conscience du temps ?

Plus récemment, les neuroscientifiques ont suggéré que la conscience nous permet d'intégrer l'information à partir de différents sens ou de garder une information active pendant une durée suffisante dans le cerveau pour que nous puissions reconstituer par la vue et le son une perception unifiée, par exemple de la circulation automobile, alors que le son et la lumière ne se déplacent pas à la même vitesse, mais de plus en plus d'expériences ont montré qu'il y a un nombre surprenant de choses dont on n'a pas besoin d'être conscient.

"En fait, la conscience facilite l'ajustement rapide de votre comportement en réponse aux changements dans le monde".

- Les pupilles réagissent aux mots lumineux ou obscurs

Le sens d'un mot est suffisant pour déclencher une réaction de notre pupille: quand nous lisons ou entendons un mot avec un sens associé à la luminosité ("soleil", "briller", etc.), nos pupilles se rétractent comme si elles étaient effectivement exposées à une plus forte luminosité. Et l'inverse se produit pour un mot dont le sens est associé à l'obscurité ("nuit", "ténèbres", etc.).

Ils suggèrent que des images mentales des mots lus ou entendus sont créées automatiquement par notre cerveau, comme un rond lumineux dans le ciel pour le mot "soleil" par exemple. Cette image mentale serait la raison pour laquelle les pupilles deviennent plus petites, comme si le soleil était vraiment là devant nos yeux.

Voir aussi Sciences et Avenir.

- Les athées plus intelligents car moins instinctifs ?

Il y aurait plus d’athées parmi les grands scientifiques… © Tryfonov, FotoliaDifférentes études suggèrent que les personnes athées seraient plus intelligentes que les autres. Pour l'expliquer, deux chercheurs proposent que la religion soit liée à l'instinct. Selon eux, la curiosité intellectuelle permettrait de dépasser ces croyances instinctives.

L'hypothèse de « la savane » postule que nous sommes adaptés à résoudre des problèmes rencontrés de manière récurrente par nos ancêtres chasseurs-cueilleurs dans la savane africaine. L'intelligence (mesurée par le QI) aiderait à résoudre des problèmes qui ne sont pas fréquents dans la savane. Ceci signifie que les personnes intelligentes ont plus de facilité à gérer la nouveauté dans l'évolution, c'est-à-dire des situations qui n'existaient pas dans l'environnement ancestral.

Pour Edward Dutton et Dimitri van der Linder, la religion est un « domaine de l'évolution », un instinct. Or, l'intelligence consiste à s'élever au-dessus de nos instincts, comme l'explique Edward Dutton dans un communiqué repris par Live Science : « L'intelligence — dans la résolution rationnelle des problèmes — peut être comprise comme le fait de surmonter son instinct, d'être intellectuellement curieux et donc ouvert à des possibilités non instinctives ».

Il faut mettre un bémol au moins car la religion produit des subtilités logiques infinies (puisque devant justifier de croire à l'impossible, des oxymores comme la vie après la mort, la vierge-mère, etc). Je suis souvent épaté par les théologiens, ce sont des esprits pas du tout instinctifs, ce qui n'est pas la même chose que les croyants charismatiques en transe ! En fait, pour Durkheim, la religion est un domaine spirituel séparé de la réalité profane (sacré) et surtout communautaire, communion dans un idéal renforçant le lien social, rien de très instinctif...

- L'altruisme chez les chimpanzés

Chimpanzés partageant de la nourriture au KenyaOn savait déjà que les chimpanzés pouvaient se montrer altruistes. Cette fois, deux équipes de chercheurs différentes ont montré que les primates pouvaient se priver pour d'autres, ou mettre leur vie ou leur intégrité physique en danger au profit du groupe. Cet altruisme "vrai" observé chez les chimpanzés donnerait des clefs de compréhension sur l'évolution de la coopération chez humains.

La deuxième étude portait sur l'enrôlement spontané des chimpanzés mâles dans des patrouilles sur leur territoire, cherchant à comprendre ce qui motive ces primates à risquer des blessures, voire la mort, lors de ces missions. "Un tiers du temps, ils rencontrent des chimpanzés rivaux et cela peut devenir sanglant".

"La théorie connue sous le nom d' ‘augmentation du groupe‘ expliquerait ce comportement. Elle suggère qu'en patrouillant pour protéger l'approvisionnement en nourriture et étendre leur territoire, le groupe entier devient plus attractif pour les femelles. Elles-mêmes sont en meilleure santé. Et cela augmente la chance de chacun des mâles de se reproduire".

Ce comportement aurait la même "base évolutionnaire que celui de la coopération humaine à large échelle et à l'intérieur de grandes communautés".

On pense cependant que cet "altruisme" est plus affirmé chez Sapiens, ce qui lui aurait permis de constituer des groupes plus nombreux et des liens avec d'autres groupes éloignés.

- Homo naledi, très archaïque, daté de seulement 300 000 ans

http://www.pourlascience.fr/e_img/boutique/cranehnaledi.jpgHomo naledi, présente un mélange étonnant de traits primitifs, comme un tout petit cerveau, et de caractéristiques modernes, comme de longues jambes. Les chercheurs avaient établi qu'Homo naledi pouvait grimper, marcher sur de longues distances et, probablement, fabriquer des outils.

La suggestion que le sud de l'Afrique aurait été le foyer de la diversification de l’évolution de nombreux mammifères, dont les humains, leur semble particulièrement discutable. « De nos jours, la diversité des espèces de mammifères est plus importante en Afrique de l'Est que dans le sud de l'Afrique, souligne par exemple Tyler Faith, un paléoécologue de l'université de Queensland, en Australie. Et la plupart des preuves que l'équipe de Berger avance - en particulier les points concernant l'histoire géographique et génétique... des mammifères africains - sont généralement interprétées comme indiquant que l'Afrique de l'Est est un berceau de la diversité et de l'innovation de l’évolution, alors que le sud de l'Afrique est comparable à un musée qui conserve la diversité au cours du temps. Et non l'inverse ».



- Un homo sapiens archaïque de 300 000 ans au Maroc

L'homme de Jebel Irhoud, Maroc, Homo Sapiens, 300 000 ans.Les découvertes du site de Jebel Irhoud au Maroc font reculer de 100.000 ans les origines de notre espèce. Homo sapiens, l’homme moderne, était présent il y a 300.000 ans, dans le « Sahara vert » qu’était alors l’Afrique, à la faveur de modifications comportementales et biologiques.

Si le visage et les dents de ces Hommes-là ressemblent à s'y méprendre aux nôtres, leur boîte crânienne est plus allongée que celle des Hommes modernes. La forme globale de l'endocrâne semble plus primitive. Des observations qui indiquent que la forme actuelle de la face humaine est apparue très tôt dans l'histoire de l'humanité, mais que celle du crâne a davantage évolué. Le cervelet de ces anciens humains semble plus petit que le nôtre.

"Cette découverte implique un scénario évolutif complexe de notre humanité qui englobe l'ensemble du continent africain".

Voir aussi Futura-Sciences. Ce qui est intéressant, c'est qu'il n'était pas tellement sapiens justement à cette époque, ayant un cerveau et surtout un cervelet plus petit, même s'il avait notre visage. Cela voudrait-il dire qu'il été déjà un prématuré (néoténie) et que le niveau de testostérone avait baissé (menton) constituant des groupes plus nombreux (exigeant un cerveau plus gros) ?

- L'évolution humaine après 50 000 ans en Europe de l'Est

"Nous avons constaté que quelque part entre 40 000 et 48.000 ans, les gens sont devenus très mobile.s Au lieu de se déplacer sur de courtes distances près de la grotte où ils vivaient, ils marchaient assez souvent des centaines de kilomètres".

Le plus probable, c'est qu'on assiste au remplacement de Néandertal par Sapiens, habitué à des relations à longue distance, mais il est possible aussi que Néandertal ait adopté les comportements de Sapiens. C'est l'hypothèse de Jean-Jacques Hublin qui souligne les différences :

Quelque chose chez l'homme moderne était différent. Il est possible qu'ils adoptaient une approche plus agressive que leurs cousins ​​avec lesquels ils étaient en compétition; ils ont probablement coopéré plus efficacement dans des équipes plus nombreuses et avec plusieurs groupes, montrant également plus d'empathie et de considération entre eux.

- Des proto-hiéroglyphes égyptiens de 5200 ans

Gros plan sur les hiéroglyphes géants de Nekheb. © Yale University

Des archéologues ont découvert des hiéroglyphes égyptiens de grande taille gravés sur une paroi rocheuse du site de Nekheb. Ilsont plus de 5.200 ans et figurent parmi les plus anciens connus. Leur utilisation date d'avant les premières dynasties pharaoniques.

Avant la période pharaonique la ville royale était Nekhen, plus connue sous son nom grec de Hiérakonpolis (hierakōn polis, littéralement "ville des faucons"). Située à environ 100 km au nord d'Assouan, on y adorait le dieu faucon Horus. C'est là qu'ont été découvertes des suites de signes qualifiées de pré-écriture (ou de proto-écriture) gravées sur des objets et datant de la période prédynastique.

Les archéologues y ont en effet découvert des inscriptions qui avaient échappé à leurs prédécesseurs sur des parois rocheuses, en particulier les hiéroglyphes parmi les plus grands et les plus anciens découverts à ce jour. Il s'agit d'une inscription contenant quatre signes écrits de droite à gauche, conformément donc à la façon dont seront inscrits par la suite les textes égyptiens, et qui auraient été gravés il y a environ 5.250 ans. On y voit un buste avec une tête de taureau suivi de deux Jabirus d'Afrique dos à dos et surmontés d'un ibis chauve. Ce qui a frappé les archéologues (ces signes étaient déjà connus) est que chaque dessin est haut d'environ 50 cm et quatre forment un ensemble de plus de 70 cm.

Il semble établi par contre qu'il ne s'agit que d'une proto-écriture pendant quelques centaines d'années car les phrases construites ne semblent apparaître qu'il y a 4.700 ans, sous le règne du pharaon Djoser, célèbre pour sa pyramide à degrés. Il semble que cette proto-écriture n'était pas utilisée pour l'administration d'un empire mais qu'elle avait plutôt une fonction tout d'abord magique et religieuse.

Voir aussi Sciences et Avenir. La façon de combiner des symboles en idéogrammes n'est pas si différent de la formation des mots, de leur étymologie, ce qui pourrait caractériser une langue primitive sans grammaire ?

- Les Egyptiens d'origine venaient du proche-orient

Les chercheurs ont ensuite comparé l'ADN de la momie à celui des peuples anciens et modernes de la région. Ils ont découvert qu'à un niveau génétique, les anciens Égyptiens n'étaient pas si différents des hommes modernes du Proche Orient, ayant plus de points communs avec les peuples du Levant (Liban actuel, Israël et Syrie) qu'avec les Égyptiens modernes. Dans l'ensemble, la conquête constante de leurs terres par des puissances étrangères a eu très peu d'impact sur la composition génétique des anciens Égyptiens, ce qui a surpris l'équipe de recherche.

Une autre découverte inattendue était que 20 % des Égyptiens d'aujourd'hui ont des gènes provenant de l'Afrique sub-saharienne, tandis qu'aucune des momies étudiées n'avait de gènes sub-sahariens. En fait, les Égyptiens modernes sont devenus bien plus "africains" ces derniers siècles.

J'étais persuadé du contraire du fait qu'il y a eu des pharaons noirs (d'autres prétendaient que les premiers égyptiens et pharaons venaient de Nubie et étaient noirs mais c'était très contesté).

- Une prothèse égyptienne de 3000 ans

- Comment le chat a conquis le monde

Le chat domestique ne descend pas du chat sauvage européen (Felis silvestris silvestris, à gauche), mais du chat sauvage moyen-oriental (Felis silvestris lybica, à droite), apprivoisé dès les débuts de l'agriculture.

Ce n’est pas une, mais deux vagues de domestication que les chercheurs ont pu mettre au jour : « La première vague arrive au moment de la néolithisation de l’Europe, il y a 5 000-6 000 ans. On voit se généraliser à tout le continent la signature génétique de la variante anatolienne de lybica. »

La deuxième vague lui succède à partir de l’Antiquité classique : « On voit naître un formidable engouement pour le chat égyptien, la variante locale de Lybica, que l’historien grec Hérodote (V e siècle avant notre ère) a d’ailleurs mentionné dans ses écrits », soulignent les chercheurs. La mode du chat égyptien gagne rapidement le monde grec et romain, et bien au-delà, puisqu’on le retrouve jusque dans les ports vikings de la Baltique, entre 500 et 800 de notre ère ! Sa diffusion emprunte notamment les voies maritimes, de commerce mais aussi de guerre. « On sait par exemple que les navires de guerre romains embarquaient des chats afin de lutter contre les rongeurs qui détruisaient leurs réserves et leurs équipements. » Mais toutes les modes passent… Après un pic au début de l’Empire ottoman, on voit ensuite régresser la signature génétique du chat égyptien dans la population de chats domestiques, au profit de sa variante anatolienne.

« Contrairement à d’autres espèces qui ont été profondément modifiées par les êtres humains – le chien par exemple –, le chat domestique reste génétiquement assez proche du chat sauvage ».

« Le gène qui code pour les taches, ou marbrures, n’existe que chez le chat domestique, le pelage du chat sauvage étant, lui, exclusivement tigré. » Surprise : les taches apparaissent entre 500 et 1 300 de notre ère, et deviennent plus fréquentes après 1 300 aussi bien dans l’Empire ottoman qu’en Europe.

- Des masques en cuivre de 5000 ans dans les Andes


Trouvé au Nord-Ouest de l'Argentine ce masque mortuaire est daté de 3000 av JC, au moment de la sédentarisation des populations et de leur passage à l'agriculture.

- Une cité impériale de 4000 ans confirme les récits légendaires chinois

C'est une véritable révolution, la civilisation chinoise se révélant aussi ancienne qu'elle le prétendait alors que les preuves archéologiques manquaient jusqu'à la découverte du site de Taosi. Les empereurs légendaires ne le seraient donc pas tant que ça.

Vue aérienne des vestiges de la porte sud-est du palais impérial découvert à Taosi. © Institut d’Archéologie du Shanxi

Après la découverte des vestiges d'une tombe datée de 1.400 ans sur le vaste site archéologique de Taosi (3 millions de m2), situé dans le comté de Xiangfen, au nord de la province du Shanxi, en Chine, une équipe de l'institut d'Archéologie du Shanxi vient d'annoncer avoir mis au jour les ruines d'un palais impérial daté d'environ 4.000 ans.

Pour Gao Jiangtao, qui a conduit les fouilles, « c'est la plus ancienne cité impériale jamais découverte en Chine ». D'après les premières descriptions, l'édifice, dont il ne reste plus que les fondations de ses remparts (certains coins ont été détruits), était de forme rectangulaire et couvrait quelque 130.000 m2. Ses murs d'enceinte mesuraient environ 470 m d'est en ouest et 270 m du nord au sud.

Pour l'équipe, cette découverte montre qu'une séparation du clan royal du reste de la population était déjà en place, ainsi que la volonté d'installer une capitale. Les chercheurs évoquent la possibilité qu'elle soit l'œuvre de l'un des cinq empereurs légendaires (Huángdì, Zhuanxu, Ku, Yáo et Shùn, dans la version la plus courante du Shiji, du Shiben et du Dadaiji) qui auraient régné entre 2.600 et 1.600 av. J.-C., avant la dynastie des Xia.

Étaient-ils réels, comme le croient certains historiens, ou mythologiques, comme le pensent la plupart des Chinois, ou un peu des deux ? Les archéologues aimeraient bien le découvrir. Le premier, Huángdì (entre -2698 et -2597), ou l'Empereur Jaune, est souvent présenté comme un homme sage et civilisateur, à l'origine de l'administration chinoise, de l'acupuncture et promoteur de l'écriture.

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- Découverte d'un temple servant à des jeux de balle sanglants à Mexico

Temple MexiqueLes fondations d'un ancien temple aztèque ainsi qu'une portion de terrain de jeu de balle ou de pelote cérémoniel ont été découvertes dans le centre historique de Mexico.

Apparu vers 1500 avant notre ère, ce jeu qui opposait deux équipes et se pratiquait à l’aide d’une balle de caoutchouc de taille variable (jusqu’à 3kg !), se déroulait sur un terrain à la structure en H, le tlachtli. Plus d’un millier ont été découverts à ce jour dans l’ensemble de la zone maya-aztèque. Quelques Codex (manuscrits) et des chroniques espagnoles racontent ainsi que les joueurs utilisaient leurs hanches, coudes ou avant-bras pour garder la balle en jeu, tout en évitant de la toucher avec les pieds ou les mains. Des protections aux articulations et des vestes rembourrées permettaient d’atténuer l’impact des balles. Le but était de renvoyer la balle dans le camp adverse sans qu’elle ne touche le sol. Mais tout prenait une tournure plus dramatique lors des cérémonies religieuses. Le jeu de pelote étant une façon de recréer rituellement les étapes de la création afin d’assurer la continuité du cycle de la vie et de la mort dans le cosmos, la trajectoire de la balle qui correspondait à la course du soleil ne devait jamais s’arrêter. Or quand ce moment se produisait, gare à l’équipe vaincue… Ces célébrations se terminaient en effet par la décapitation des perdants. Leurs têtes atterrissaient sur les terrifiants tzompantli, les rateliers à crânes.

 

Santé


traitements, nutrition, hygiène

- Sergio Canavero "réussit" des greffes de têtes

Dans un article paru en avril 2017, les auteurs décrivent un rat sur lequel a été greffée une deuxième tête. © Li et al., CNS Neuroscience & Therapeutics 2017

Sergio Canavero, le chirurgien italien qui ambitionne de faire la première greffe de tête humaine, a sectionné et recollé la moelle épinière de rats. Pour lui, cette expérience réussie est une nouvelle avancée vers son but ultime.

Pour cela, l'équipe a utilisé une substance particulière : le polyéthylène glycol (PEG), qui favorise la fusion de membranes cellulaires, et donc des fibres nerveuses.

Pour cette toute nouvelle étude, la moelle épinière a été sectionnée chez 15 rats. Neuf animaux ont été traités avec du PEG pour guérir la blessure et six n'ont eu qu'une solution saline témoin. Le produit a été administré à l'aide d'une seringue au point de section. Les deux groupes ont pris des antibiotiques pendant 72 heures.

Résultats : les rongeurs qui ont eu du PEG en traitement ont retrouvé leurs fonctions motrices et pouvaient à nouveau marcher au bout de quatre semaines. En parallèle, aucun rat témoin n'a retrouvé ses fonctions motrices. Tous les rongeurs ont survécu un mois, sauf un qui est mort tôt.

Les auteurs en concluent qu'une section de la moelle épinière est réversible, ce qui ouvre la porte à des traitements contre des paralysies chez l'Homme.

Voir aussi Futura-Sciences.

- Les cellules foetales aident à la cicatrisation

Cellules fœtales mobilisées par une plaie chez la sourisDepuis une vingtaine d’années, on sait que les femmes qui ont été enceintes gardent de telles cellules pendant plus de cinquante ans et probablement toute leur vie. Lors d’une blessure cutanée, ces cellules s’activent et viennent en renfort de celles habituellement mobilisées.



- Les oméga-3 essentiels pour le cerveau des adolescents

Un régime faible en oméga-3 à l'adolescence diminue les taux d'acides gras dans le cortex préfrontal (impliqué dans les fonctions cognitives complexes comme la prise de décision, le contrôle exécutif, le raisonnement) et aussi au niveau du noyau accumbens (impliqué dans la régulation de la récompense et des émotions), se traduisant à l'âge adulte, par des comportements de type anxieux et une diminution des fonctions cognitives. Deux formes élémentaires d'apprentissage neuronal (au niveau des synapses, les zones de communications entre neurones) sont altérées dans le cortex préfrontal et le noyau accumbens des souris déficientes en oméga-3.

Deux méthodes seraient efficaces pour restaurer totalement les fonctions cérébrales des souris adultes déficientes en oméga-3 et leurs comportements émotionnel et cognitif. "Pour cela il nous a suffi d'amplifier la capacité du récepteur (mGlu5) du glutamate (neurotransmetteur le plus important du système nerveux central) au niveau des neurones afin de rétablir les échanges, ou d'inhiber la dégradation du principal cannabinoïde naturellement sécrété par le cerveau et qui contrôlent la mémoire synaptique".

- Un sirop pour la toux contre les AVC

Le sirop contre la toux serait efficace contre l'AVCCertains sirops contre la toux vendus sur le marché (Mucomyst, Exomuc, Fluimucil…) contiennent de la N-acétylcystéine, un acide aminé fluidifiant les sécrétions bronchiques et favorisant l'expulsion du mucus par les voies aériennes. "Son mécanisme d'action est très simple : il casse les liaisons moléculaires entre les protéines de mucine, le principal constituant du mucus, expliquent les chercheurs. Ce faisant, les protéines sont découpées en fragments plus petits, rendant le mucus plus fluide et plus facile à expectorer." Or les liaisons moléculaires entre les protéines de mucine dans les poumons ressemblent à celles formant des caillots dans les vaisseaux sanguins. Sauf que la mucine est remplacée par une autre protéine nommée "facteur de von Willebrand". L'injection intraveineuse de N-acétylcystéine permettrait de fragmenter les caillots sanguins et ainsi de déboucher les artères.

- L'huile d'olive contre l'Alzheimer

La consommation d'huile d'olive vierge protège la mémoire et la capacité d'apprentissage tout en réduisant la formation de plaques bêta-amyloïdes et tau.

« Nous avons constaté que l'huile d'olive réduit l'inflammation du cerveau, mais, plus important encore, active le processus d'autophagie ».

C'est juste une confirmation tout comme pour le chocolat qui améliore aussi les performances cognitives. Une étude met en cause la protéine TDP-43 dont la diminution accroît la phagocytose par la microglie, éliminant les plaques de β-amyloïde mais aussi les synapses...

- Des cellules de porc dans le cerveau contre le Parkinson

Brain scan of person with Parkinson's

Ce traitement utilise des cellules du plexus choroïde des porcs. Cette structure cérébrale produit un cocktail de facteurs de croissance et de molécules de signalisation connues pour aider à maintenir les cellules nerveuses en bonne santé.

L'espoir est que les composés fabriqués par ces cellules profitent aux cellules qui produisent de la dopamine, ralentissant les pertes de ces neurones.

Les cellules de porcs sont placées à l'intérieur d'un revêtement poreux d'alginate, fabriqué à partir d'algues, ce qui permet aux facteurs de croissance de se déplacer dans le tissu cérébral environnant, mais devrait empêcher les cellules immunitaires des patients d'attaquer les cellules de porc.

- Parkinson, une maladie auto-immune ?

Parkinson'sUn argument contre cette théorie était que les cellules du cerveau sont à l'abri du système immunitaire, car la plupart des neurones n'ont pas d'antigènes - les marqueurs que les cellules immunitaires utilisent pour reconnaître une cible. Mais en étudiant les échantillons de tissus cérébraux post-mortem, on a découvert que les neurones producteurs de dopamine présentent des antigènes et que les personnes atteintes de la maladie de Parkinson montrent une réponse immunitaire à ces antigènes, contrairement aux autres.

Cependant, il n'est pas encore établi si la réponse immunitaire provoque directement la mort des neurones, ou si elle est simplement un effet secondaire de la maladie.

Cela expliquerait que seuls les neurones à dopamine sont touchés mais on pensait jusqu'ici que la maladie venait de l'accumulation de protéines alpha-synucléine mal formés (prions).

- Réduire les sucres augmenterait la dopamine et la tolérance

boiled eggUn régime faible en glucides pourrait faire plus qu'améliorer votre santé - cela pourrait vous rendre une personne plus tolérante. Ceux qui avaient mangé moins de glucides au petit-déjeuner ont été plus indulgents ensuite dans un jeu de partage d'argent.

"Les régimes extrêmes [faible en glucides] pourraient influencer le comportement des gens", déclare Soyoung Park de l'Université de Lübeck en Allemagne. Cela pourrait être dû au fait que les repas sans amidon ont tendance à avoir plus de protéines, ce qui augmente les niveaux de dopamine impliqués dans la prise de décision.



- Du brocoli en pilule contre le diabète

A head of broccoliL'extrait a réduit les taux de glycémie jusqu'à 10% chez les personnes atteintes de la maladie.

La concentration de sulforaphane administrée était d'environ 100 fois celle trouvée naturellement dans le brocoli. "C'était comme manger environ 5 kg de brocoli par jour".

Le sulforaphane réduit le glucose en supprimant les enzymes hépatiques qui stimulent la production de glucose.

Il y a un autre traitement (canagliflozine) qui agit en bloquant la réabsorption du glucose par l'organisme pour l'éliminer dans l'urine.

- Un virus de pommes de terre contre le cancer

Injecter des particules de virus de la pomme de terre dans les mélanomes active une réponse du système immunitaire anti-tumorale.

- Un régime sans glycine ni sérine contre le cancer

En effet des chercheurs ont constaté que l'élimination de deux acides aminés non essentiels, la sérine et la glycine, du régime alimentaire de la souris, ralentissait le développement des tumeurs.

La glycine est un acide aminé que l'on trouve dans les aliments tels que les œufs, le poisson, la viande, le lait, le fromage et le yogourt.

- ASCO 2017 : une molécule qui freine l'évolution du cancer du poumon

ASCO 2017 : une molécule qui freine le cancer du poumonUne étude démontre l'intérêt d'une thérapie ciblée dans certaines formes du cancer du poumon, celles où un gène, ALK, a fusionné avec un autre gène, soit environ 4% des tumeurs. L'essai Alex, mené auprès de 300 patients, qui concerne certaines formes peu fréquentes de cancer du poumon, ceux dits "non à petites cellules", s'est intéressé à une thérapie ciblée de deuxième génération.

Les résultats sont impressionnants car la nouvelle molécule a en effet permis de freiner plus longtemps l’évolution de la maladie, avec 15 mois de rémission supplémentaires que le crizotinib.



- CRISPR contre le cancer

Grâce au système CRISPR-Cas9, des chercheurs ont freiné le cycle de cellules cancéreuses en ciblant une protéine qui prépare la division cellulaire. Ces travaux constituent une piste de recherche prometteuse pour trouver de nouveaux moyens de lutter contre le cancer.

Quand une cellule devient cancéreuse, elle se met à se diviser sans s'arrêter. C'est pourquoi il serait intéressant de trouver des moyens de stopper cet emballement du cycle cellulaire. Dans une nouvelle étude parue dans Science, des chercheurs de l'université de Rochester y sont parvenus en ciblant une protéine qui prépare la division cellulaire : Tudor-SN.

Cette protéine est importante dans la phase où la cellule se prépare à se diviser et contrôle des micro-ARN (miARN), des ARN courts qui influencent l'expression des gènes. Les scientifiques ont éliminé Tudor-SN dans les cellules, en utilisant la technologie d'édition génomique CRISPR-Cas9.

Les chercheurs ont utilisé cette approche dans des cellules cancéreuses du rein et du col de l'utérus.

- Cibler un rétrovirus de notre génome pour mieux éliminer le VIH

Des rétrovirus se sont intégrés dans notre génome, appelés rétrovirus endogènes humains (HERV). Au cours de millions d'années ils sont devenus inertes à cause de mutations ou délétions importantes dans leur code génétique. Aujourd'hui, l'un des plus étudiés est HERV-K qui date de la scission des humains avec les chimpanzés.

On s'est intéressé à ces rétrovirus parce que les études ont montré que les lymphocytes T produisent une réponse immunitaire contre HERV-K chez les personnes infectées par le VIH. Cela vient de caractères communs entre ces rétrovirus et donc en visant les antigènes de HERV-K on obtiendrait une réponse immunitaire plus efficace contre le VIH qu'en visant ses propres antigènes en perpétuelle mutation.

- Des miniorganes pour tester si un médicament très cher serait efficace

Un médicament contre la fibrose kystique étant trop cher et son efficacité étant très variable selon les patients, le laboratoire propose de prélever des cellules du patient, cultiver un organoïde avec et tester la réponse au traitement de chaque patient pour ne pas dépenser de l'argent inutilement.

Sinon, un colon artificiel a été obtenu à partir de cellules souches pluripotentes.

- Des vers marins élevés pour leur hémoglobine

Une employée d'Aquastream montre un vers marin à à Ploemeur dans le Morbihan, le 8 juin 2017-AFP/LOIC VENANCE

"Le vers marin, que l'on trouve sur les côtes bretonnes, a la particularité d'avoir une hémoglobine capable de transporter 40 fois plus d'oxygène des poumons vers les tissus de l’organisme que l'hémoglobine humaine".

L'hémoglobine de ce lombric, appelé arénicole ou annélide, "présente aussi l'avantage d'être compatible avec tous les groupes sanguins".

Cette hémoglobine marine permet de conserver plus longtemps les organes à transplanter.



- Réduire l'adénosine dans le thalamus améliore la perception de la musique des seniors

Les niveaux d'un produit chimique appelé adénosine dans le thalamus - une partie du cerveau impliqué dans le traitement sensoriel - augmentent avec l'âge des souris. Cela altère l'apprentissage dans le cortex auditif du cerveau. Lorsque qu'on joue deux tonalités proches à des souris âgées, elles ne sont pas en mesure de discriminer entre elles.

Or, réduire la signalisation de l'adénosine restaure la capacité à faire la différence.

- Un exosquelette contre le mal de dos

Une employée de l'usine de Renault de Cléon en Normandie (nord-ouest) travaille, assistée d'un exosquelette, le 6 juin 2017-AFP/Archives/CHARLY TRIBALLEAU

Il se compose d'une ceinture en textile fixée au bassin, dotée de capteurs de position et de quatre micro-moteurs électriques. Le tout pesant 1,5 kg et coûtant 5000€.

Il y en a un autre :

Atlas, Japet Medical

Une batterie de capteurs analyse le mouvement effectué et les moteurs génèrent alors un effet de décompression au bon endroit et au bon moment pour que le mouvement ne soit pas douloureux. Le pack de 3 tailles est à 15.000 euros.

- Le cerveau d'un tétraplégique a été opéré pour qu'il puisse actionner un exosquelette

- Un masque d'auto-hypnose connecté

HYPNOSCe masque ressemble légèrement à ceux proposés dans les avions pour dormir et ne pèse pas beaucoup plus lourd (moins de 50 grammes précisément). Il promet de vous assurer des séances d'hypnose pour traiter les troubles du sommeil (insomnies chroniques, pensées parasites, réveils nocturnes...), le stress et l'anxiété mais aussi pour accompagner les sportifs (motivation) et également les enfants (troubles de l'attention, peur du noir...).

Il comporte 6 Leds multicolores intégrées qui assurent des stimuli visuels, des capteurs pour détecter les mouvements et des micro-moteurs qui vibrent lors des sessions d'hypnose, d’aide à l’endormissement et durant les phases de réveil.



- Un robot assistant à domicile

Il est encore assez limité: il doit utiliser des codes QR pour identifier les objets de l'environnement et le nombre de tâches qu'il peut accomplir est assez réduit mais il est déjà d'une grande aide.

 

Technologie


biotechnologies, informatique, robotique

- La téléportation biologique

Concept of on-demand production of biologicals on the DBC.

Ce convertisseur numérique-biologique était annoncé par Craig Venter depuis 2013. Le prototype a été capable de télécharger des instructions d'ADN numérisées pour les reconstituer et synthétiser automatiquement des biomolécules (ADN, ARN, protéines, virus, vaccins).

Conçu d'abord pour répliquer d'éventuels micro-organismes découverts sur Mars, ce convertisseur pourrait produire instantanément des vaccins lors d'une épidémie.

Il y a déjà des imprimantes automatiques d'ADN commercialisés. La spécificité de cette machine est de pouvoir produire aussi des protéines à partir du code génétique.

- Michelin Vision, un pneu imprimé en 3D et réparable

Le manufacturier français Michelin a dévoilé un concept de pneumatique qui fait aussi office de roue. Imprimé en 3D avec des matériaux biodégradables, sa bande de roulement pourrait être rechapée ou modifiée selon les conditions de conduite.

Pour commencer, ce pneu fait aussi office de roue grâce à une structure alvéolaire créée par impression 3D et dont l'agencement présente une rigidité graduelle à mesure que l'on s'approche du centre. Dépourvu d'air, ce pneu ne peut donc ni crever ni exploser. La partie centrale du Vision, équivalente à la jante classique, sera fabriquée pour partie avec des matériaux biodégradables issus notamment de copeaux de bois, de paille ou d'écorces d'oranges ainsi que de matériaux recyclés (cannettes de boisson, composants électroniques, poudres issues de vieux pneumatiques).

Il sera possible de « recharger » le pneu, ou plus précisément de le rechaper, lorsque ses capteurs intégrés signaleront un niveau d'usure avancé.

- General Electric construit une imprimante 3D géante pour ses turboréacteurs

GE imprimante 3D turboréacteur

Selon la compagnie, il s’agit de "la plus grande imprimante 3D laser". Celle-ci sera capable d’imprimer des pièces mesurant jusqu’à 1 mètre cube.

- Des ascenseurs magnétiques sans câbles

En utilisant la technique maglev, cet ascenseur se déplace sur des rails avec des moteurs linéaires accélérés magnétiquement. Cela lui permet d'être utilisé dans des gratte-ciels plus grands mais aussi de se déplacer horizontalement, pas seulement verticalement, sauf que cela coûte 5 fois plus cher que des câbles...

- Impression 3D de graphène à partir de sucre en poudre

Lorsque le sucre en poudre et la poudre de nickel sont chauffés par le rayon laser, le sucre fond et le nickel agit comme catalyseur.

Cette technique bon marché peut produire des mousses de graphènes en grandes quantités.

- Les ruches pour drones d'Amazon

Amazon brevet ruche drone

Pour optimiser toutes ses entrées/sorties, Amazon imagine un bâtiment tout en hauteur. Le brevet décrit aussi que cette ruche pourrait abriter des robots opérant comme assistants pour les employés humains du centre. Et pour empêcher des drones non invités d’entrer, le brevet d’Amazon évoque aussi un verrouillage via communication sans fil sur les plateformes de décollage/atterrissage.

- Piloter un drone avec son corps en réalité virtuelle

A man in a jacket that lets you control a drone in the air
Cela permet de voler en restant sur son siège et sans apprentissage.

- Des drones voient à travers les murs grâce au wifi

De gauche à droite, le bâtiment en briques que les deux drones vont scanner à l’aide d’un signal Wi-Fi RSSI, l’image 3D idéale générée par un ordinateur et le rendu produit par les appareils qui s’avère très fidèle. © UC Santa Barbara, Mostofi Lab

Chaque appareil est muni d'une antenne directionnelle, l'une envoyant le signal Wi-Fi, l'autre le recevant.

Comparés aux premiers essais avec des robots terrestres, les drones apportent non seulement la vision en 3D mais aussi une plus grande polyvalence sur les conditions de terrain rencontrées.

- Un robot sauteur

Ce n'est pas un robot autonome mais il peut se déplacer partout en sautant.

- Des robots avec des pailles en plastique

Il y a toute une série de petits robots souples imitant des araignées et construits avec des pailles en plastique.

- Combats de robots-sumos

Les machines qui s'affrontent le font de manière entièrement autonomes et il est interdit d'installer sur un robot un dispositif visant à abîmer intentionnellement le robot adverse (tronçonneuse, masse, lance flamme...), à brouiller ses capteurs (poudre, fumée...) ou à lancer des projectiles.

- Première traversée de la manche d'une voiture volante/ULM

 
- Hyperloop : un premier train subsonique reliant Paris à Amsterdam en 2021 ?

Hardt Global Mobility, l'une des jeunes pousses finalistes du concours organisé par SpaceX pour concevoir la future capsule du train subsonique Hyperloop, va installer un centre d'essai aux Pays-Bas afin de tester une infrastructure complète. Son objectif est de mettre en service une ligne reliant Amsterdam et Paris en 30 mn dès 2021.

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4 réflexions au sujet de « Revue des sciences juillet 2017 »

  1. "Il semble en outre qu’une infection par le T. gondii joue un rôle dans les troubles mentaux. Plus de 40 études montrent que les personnes atteintes de schizophrénie ont une séroprévalence en anticorps (Ac) anti-T. gondii, montrant des signes d’une infection antérieure. Et le parasite a également été associé à la démence, à l’autisme, à la maladie de Parkinson et au cancer du cerveau."

    https://www.project-syndicate.org/commentary/mind-control-parasites-by-robbie-rae-2017-07/french

    • Cela n'a pas grand sens dès lors que 80% de la population a été infectée par la toxoplasmose (moi-même avec tous mes chats, m'ayant transformé en leur esclave...). Je verrais plutôt un lien avec la dépression mais sans vouloir expliquer ainsi toute dépression. La plupart de ceux qui ont la toxoplasmose n'ont apparemment aucun symptôme mais ce n'est sûrement pas bénin sans être la cause principale de toutes ces maladies. Il a été question à plusieurs reprise de la toxoplasmose dans ces revues des sciences.

      • Tout dépend de l'évolution de contamination par la toxoplasmose pour pouvoir établir une causalité.

        La dépression étant elle même d'origine multifactorielle, difficile d'en faire une origine causale.

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