Revue des sciences mars 2015

• Les Jarawas au paradis des chasseurs-cueilleurs
  

Pour la Science

• Des exoplanètes plus accueillantes que la Terre
• L'héritage épigénétique
• Les blockchains, clefs d'un nouveau monde

La Recherche

• Le stress : un mécanisme d'adaptation au danger

Physique, espace, nanos

• Pas de Big Bang mais un univers éternel ?
• Le chat de Schrödinger à l'échelle moléculaire
• La fonction d'onde existe bien et n'est pas un artefact informationnel
• Une naine rouge a frôlé le système solaire, il y a 70 000 ans
• Les cycles d'activité solaire stables depuis 400 ans
• La matière noire au coeur du soleil modifie la diffusion de chaleur
• Tous les 30 millions d'années la matière noire attire les comètes sur nous et augmente le volcanisme

Climat, écologie, énergie

• Les volcans sous-marins suivent les cycles climatiques
• Du soleil et des bactéries pour fabriquer du carburant

Biologie, préhistoire, cerveau

• Plus les écosystèmes sont complexes, plus ils sont stables
• 2 milliards d'années sans évolution pour des bactéries sulfureuses
• L'ADN de nos bactéries peut transmettre des caractères à notre descendance
• 8 neurones suffisent pour jouer à Tétris !
• Les ondes cérébrales renforcent ou affaiblissent les synapses
• Face à la déforestation, l'orang-outang opte pour la marche à pied
• Neandertal disparu il y a 45 000 ans ?

Santé

• Ovule et sperme obtenus à partir de cellules de la peau
• Une protection contre le VIH
• 24% des psychoses à cause du cannabis de forte puissance !
• Le cannabis, la moins dangereuse des drogues
• Une mauvaise pilule d'ecstasy gagne l'Europe
• Des guides pour réparer les nerfs imprimés en 3D

Vous trouverez encore dans ce numéro des nouvelles terribles ou extraordinaires, avec des exoplanètes plus accueillantes que la Terre, la transmission des caractères acquis, l'avenir insoupçonné des documents numériques infalsifiables inspirés du bitcoin ou, encore, qu'on puisse obtenir ovule et sperme à partir de cellules de la peau - débouchant notamment sur la possibilité d'engendrer entre homosexuels. On apprend que pourrait se faire en 2017 le projet fou de Sergio Canavero de greffer une tête d'homme sur un autre corps. On apprendra aussi avec surprise qu'une étoile est venue nous visiter à l'aube de l'humanité moderne, il y a 70 000 ans et que tous les 30 millions d'années la matière noire attire sur nous les comètes et augmente le volcanisme...

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Revues : Pour la Science - La Recherche
Brèves : Physique - Climat - Biologie - Santé - Technologie

Un reportage (Qui se souviendra des hommes ?) sur les chasseurs-cueilleurs Jarawas, vivant sur les îles Andaman dans l'océan Indien depuis 60 000 ans, donne une vision idyllique de ce que pouvait être la vie des premiers homme sortis d'Afrique. Ils sont étonnamment beaux, rayonnants, libres, pacifiques, heureux dans leur paradis terrestre et, même prétendument sans dieux ni croyances (??) mais, bien sûr en voie d'acculturation et de disparition. C'est peut-être juste l'effet d'un montage trompeur, trop partial sans doute, et toutes les sociétés originaires n'étaient pas des sociétés d'abondance comme ces populations isolées sur des îles luxuriantes. Les premiers européens qui se sont trouvés très vite bloqués par les glaces avaient, eux, une vie bien plus précaire et difficile (jusqu'à récemment, les anciens habitants de ma petite maison en pierre sèche souffraient beaucoup du froid l'hiver). Le mode de vie idéal des Jarawas n'incite certes pas à en changer et si beaucoup de jeunes pourraient l'envier, j'avoue préférer malgré tout connaître le monde numérique et les avancées des sciences... C'est du moins la preuve que l'histoire n'avance que par ses mauvais côtés (la guerre, en premier lieu, qui gouverne le monde, accélérant l'évolution technique avant que le capitalisme ne s'y mette à plus grande échelle et fasse de nous tous des populations - ou des cultures - en voie de disparition).

- Economie et social

Il y a eu ce mois-ci un grand nombre de livres et d'articles annonçant que les robots vont nous prendre tout notre travail, vieux fantasme que j'ai essayé de réfuter (le travail ne disparait pas tant qu'il se transforme et la robotisation prend du temps, moins facile qu'on le prétend) malgré le succès soudain de la proposition d'un revenu de base à cause des robots (qu'on retrouve de Martin Ford à la London Book Review) car sa justification me semble plutôt dans les transformations du travail, devenu plus précaire, ce qui n'est pas la même chose. Il est indéniable qu'il commence à y avoir, entre autres, des robots à la réception des hôtels japonais il devrait se passer pas mal de temps avant que cela se généralise. Ainsi, même si la Grande-Bretagne autorise les voitures sans conducteur, voulant être les pionniers de la voiture autonome, il reste encore pas mal de problèmes qui freinent leur utilisation en dehors des autoroutes et parcours bien balisés. La loi des 80/20 s'applique là aussi : les premiers résultats sont très rapides mais la mise au point est très longue ! Ce qui est plus inquiétant dans l'immédiat, et très sous-estimé, c'est que des drones menacent les centrales nucléaires (pouvant notamment saboter l'alimentation électrique même s'ils ne peuvent endommager le bâtiment). Il suffirait pourtant de se doter de systèmes anti-drones comme celui qu'on avait vu le mois dernier.

On ne peut dire que les 10 technologies révolutionnaires de 2015 selon Technology Review soient tellement extraordinaires, on est plutôt dans la continuité avec : la création d'images 3D, la nanoimpression 3D par laser, la communication entre voitures, l'internet par ballons, le séquençage rapide de l'ADN, la désalinisation par osmose à grande échelle, le paiement par smartphone, la culture de tissu cérébral, des OGM améliorant la photosynthèse des plantes, des millions d'ADN en ligne. Ces technologies auront certainement un impact assez rapide sur nos vies mais, maintenant que l'on maîtrise le séquençage de l'ADN, c'est l'épigénomique qui se développe (avec les données les plus complètes disponibles à ce jour sur l'épigénome humain) pour tenter de rendre compte de la différenciation cellulaire et de maladies épigénétiques résultant de nos modes de vie ou se transmettant à la descendance (contre les anciens dogmes). A chaque fois, les promesses initiales ne sont pas vraiment tenues et c'est encore un autre seuil de complexité qu'il faut franchir !

Il n'y a pas de bonnes nouvelles sur le climat, il ne peut pas y en avoir malgré ceux qui s'hypnotisent sur les incertitudes, qui restent grandes, et des études isolées ou partielles. Le fait qu'il y ait des cycles climatiques brouille notre perception immédiate mais l'effet "anthropique" de nos rejets de gaz ne fait aucun doute, le réchauffement ne pouvant être attribué à des cycles d'activité solaire stables depuis 400 ans, contrairement à ce que prétendait un physicien grassement soudoyé pour cela. Il y a bien sûr, sinon, une influence des variations de l'activité solaire mais surtout dans les périodes froides (on avait vu que les variations des UV pouvait aussi avoir une influence importante sur la couverture nuageuse). On ne peut s'attendre pour autant à rien de contraignant à l'issue de la prochaine conférence de Paris. Ce n'est pas faute d'avoir la possibilité technologique ni même l'intérêt économique qu'on ne se désintoxifie pas du pétrole dont le prix a été divisé par 2, trop contents que cela donne de l'air à une économie atone. Impossible de sacrifier le court terme au long terme malgré des risques démesurés (la fonte des glaces pouvant même réveiller le volcanisme). Ceci dit, la guerre du climat s'annonce déjà, la CIA lance en effet un programme de détection de tentatives de modifications du climat par d'autres qu'eux !

Il y a quand même quelques bons signes comme le fait que "le solaire photovoltaïque industriel est devenu fin 2014 la source d'énergie électrique la moins chère sur tous les continents". Mais du coup, l'éclipse solaire du 20 mars va provoquer une chute de production photovoltaïque qui inquiète déjà ! Le parc de voitures électriques aurait progressé de 60 % en Europe avec la Norvège qui est première, suivie par la France mais les progrès merveilleux annoncés chaque mois pour les batteries échouent à passer à l'industrialisation (ce qui ne veut pas dire qu'on ne finira pas par y arriver puisqu'on annonce une batterie pour mobiles se rechargeant en 1mn). On ne parle pas tellement des rizières aérobies qui pourraient pourtant, s'il n'est pas trop utopique de les généraliser, avoir un impact sensible sur les émanations de méthane et la consommation d'eau ainsi que la contamination par l'arsenic, une idée qui me semble à défendre et populariser même si je ne me fais plus guère d'illusions...
 

- Sciences

Certains prétendent que, s'il n'y a pas d'extra-terrestres, alors qu'il y aurait des centaines de milliards de planètes habitables dans notre galaxie,  ce serait parce qu'une civilisation développée épuise les ressources de sa planète en quelques centaines d'années : "la vie constitue une sorte d’accélérateur, qui induit une extrême instabilité". Il n'est pas impossible qu'à partir d'un certain niveau de développement on ait la capacité de régénérer la biosphère et recycler nos consommations (passage de l'entropie à l'écologie) mais encore faut-il survivre jusque-là... Parler d'exoplanètes plus accueillantes que la Terre n'est pas imaginer avoir une planète de rechange où nous pourrions émigrer, les distances sont bien trop grandes. Il n'est par contre pas mauvais de penser qu'on n'est pas un modèle parfait (nous sommes au bord de la zone habitable pour la chaleur) et qu'il peut y avoir des planètes plus grosses plus favorables encore que la Terre pour abriter une vie évoluée (mais nous serions bien plus lourds). Plus anecdotique, la découverte me semble fascinante qu'une étoile aurait frôlé notre système solaire, il y a 70 000 ans, 3000 ans après l'éruption cataclysmique du Mont Toba et l'émergence de l'homme moderne qui allait conquérir le monde (suivre l'étoile) et l'aurait donc vu parcourir le ciel. Sinon, la matière noire prend de la consistance, expliquant possiblement la diffusion de chaleur au coeur du soleil et pouvant même attirer les comètes et augmenter le volcanisme tous les 30 millions d'années. Enfin, il est toujours bon d'avoir une nouvelle réfutation des conceptions informationnelles (It from the Bit) de l'incertitude quantique  : la fonction d'onde existe bel et bien (il y a du réel) !

On a aussi une démonstration d'un autre de mes dadas, très contre-intuitif : plus les écosystèmes sont complexes, plus ils sont stables, ce qui est un constat qui paraissait injustifiable à la plupart et contredit par les organisations humaines (artificielles) mais qui est à la base de la complexification du vivant. Quelques autres dogmes sont écornés, comme le fait que tout organisme évolue inévitablement puisqu'on a trouvé des bactéries des fonds marins n'ayant pas évolué en 2 milliards d'années, dans un environnement n'ayant lui-même guère évolué, ce qui confirme que la causalité de l'évolution vient bien de l'extérieur et non pas des mutations internes. Il y a aussi l'héritage épigénétique de caractères acquis, admis depuis peu et pouvant précéder la spéciation génétique. On pourrait même transmettre l'ADN des bactéries à sa descendance (avec les avantages ou inconvénients associés) ! Il est amusant de voir que ce qui fait le plus polémique était annoncé d'abord sous une forme anodine : l'obtention de précurseurs de gamètes humains créés à partir de la peau avant qu'on s'aperçoive que cela ouvrait la voie à la création d'ovule et sperme à partir de cellules de la peau notamment pour des couples homosexuels. Par ailleurs, on aurait trouvé une protection contre le VIH qui fait espérer la fin de ces années d'hiver pour les sexualités libérées. Plus généralement, Les laboratoires pharmaceutiques se lancent dans la médecine préventive pour se soigner avant d'être malade (en fonction des risques génétiques ou des analyses biologiques, y compris du microbiome).

Même si c'est du réchauffé, le plus incroyable, c'est le projet fou, que j'avais signalé en 2013, de Sergio Canavero de greffer une tête d'homme sur un autre corps. Cela pourrait se faire en 2017 ! Il y a tout de même beaucoup de risques d’échouer (soit à reconnecter les nerfs de la colonne vertébrale, soit par rejet de la tête par le corps). Peut-être pourraient être utiles pour cela des guides pour réparer les nerfs imprimés en 3D ? Comme j'en avais déjà fait la remarque, puisque l'expérimentation sur des singes avait été couronnée de succès, cela ouvre aussi à la possibilité de greffer une tête de singe sur un corps d'homme, ou le contraire ! Il serait presque aussi troublant de constater que 8 neurones suffisent pour jouer à Tétris (sans devoir partager la stupide théorie de la conscience défendue). On aurait finalement découvert la fonction des ondes cérébrales qui renforcent ou affaiblissent les synapses en fonction de leurs prédictions bonnes ou mauvaises (mais pourquoi passer par les ondes ?). Sinon, dans le contexte actuel de fin de la prohibition, une étude semblait à contre-courant d'alerter sur le fait que 24% des nouveaux cas de psychose sont associés à la consommation de cannabis à forte puissance. Sauf, qu'en fait, c'est surtout la découverte des vertus antipsychotiques du cannabidiol qui équilibre le THC dans la plante naturelle et manque dans les plantes trafiquées (à l'effet bien plus désagréable). Sinon, une étude de plus est venue confirmer que le cannabis est la moins dangereuse des drogues, de loin devant l'alcool et le tabac, alors qu'un article montre à quel point la lutte contre la drogue augmente les risques de dépendance qui est liée à l'environnement plus qu'au produit.
 

- Numérique

Ce gadget débile ci-contre est un "cognitoy" capable d'apprendre à connaître les enfants et répondre à leurs questions en passant par le cloud (l'intelligence est déportée et n'est pas dans le jouet). La nouvelle Barbie intelligente inquiète aussi les Allemands, pour la même raison que les TV Samsung qui transmettent tout ce qu'elles entendent, principe de l'intelligence déportée ("Veuillez, s’il vous plaît, être conscient que si vos paroles incluent des informations personnelles ou sensibles, elles feront partie des données enregistrées et transmises à des services tiers"). C'est tout-à-fait représentatif de l'état actuel des techniques de machine learning et de personnalisation mais les performances des nouveaux systèmes d'intelligence artificielle sont de plus en plus remarquables, aussi bien dans la compréhension des langues que dans la prise de décision. On parle d'une accélération de l'accélération mais les performances restent malgré tout encore assez modestes. Tout de même, un réseau de neurones simule la façon dont les singes reconnaissent les visages (impliquant 9 zones différentes du cerveau) et révèle des aptitudes étonnamment semblables. Google a développé aussi un système capable d'apprendre tout seul à jouer aux jeux vidéo. Plus prosaïquement, les recherches Google vont jusqu'aux conseils santé désormais (voir aussi Futura-Sciences). La médecine devrait effectivement connaître une complète transformation avec les objets connectés (bracelets, capteurs), les Big Data, le partage des dossiers médicaux, les imprimantes 3D, la télémédecine, la nanomédecine, l'imagerie cérébrale, etc. Il y a même des programmes qui cherchent dans les données, notamment médicales, des corrélations significatives à soumettre aux scientifiques (les Big Data ne sont pas du tout la fin de la théorie malgré ce qu'a pu prétendre Chris Anderson mais un très utile "macroscope" pour notre conscience collective etr les sciences sociales).

Il ne faut pas se cacher qu'une des applications qui pourrait changer notre rapport au monde, c'est le fait de pouvoir tout obtenir par SMS. C'est un peu comme d'avoir un majordome mais il suffit donc de penser à n'importe quoi et passer un ordre en quelques mots pour que ce soit disponible sur le champ, pour autant que ce soit dans nos prix... De quoi se déconnecter de la réalité mais pas tellement plus que maintenant. Par contre, la façon débile dont on imagine l'utilisation de l'Apple Watch pour faire les courses laisse rêveur... Il y a d'autres smartwatchs dont une en paper-ink (plus pratique au soleil) et bien d'autres utilisations plus pertinentes, notamment professionnelles, de montres connectées qui vont certainement s'imposer comme complément du smartphone (et pour la domotique). Cela fait un moment qu'on en parle mais les hologrammes devraient finir par arriver sur les petits écrans au moins (smartwatchs et smartphones) mais je ne suis pas si sûr que les jeux qu'on joue avec les yeux rencontrent un réel succès...

Ce qui semble le plus important ce mois-ci n'est pourtant rien de nouveau, seulement la prise de conscience que la technologie à la base du bitcoin, les blockchains, était universelle et pouvait s'appliquer à beaucoup d'autres domaines. Ayant démontré sa robustesse pour gérer des transactions monétaires, le même système décentralisé en P2P a été utilisé par d'autres. Ainsi une nouvelle application, Stellar, met à la disposition des plus pauvres ayant un mobile la possibilité d'économiser une monnaie numérique. Surtout, l’Équateur devient le premier pays à se doter d’une monnaie électronique mais c'est l'extension à toutes sortes de "documents publics infalsifiables" qui devrait faire émerger une nouvelle objectivité numérique dont le poids pourrait être considérable à l'avenir (en se passant de notaires, pas de juges!). Ce qui paraît très abstrait à l'heure actuelle, devrait devenir très concret dans les années qui viennent.

L'ADN prend de plus en plus d'importance dans la fusion entre biotechnologies, nanotechnologies et numérique. On envisage ainsi de stocker dans l'ADN la mémoire de l'humanité mais on arriverait aussi à calculer en utilisant les propriétés d'auto-assemblage de l'ADN. Il faudra sinon peut-être changer le nom de ce qu'on appelle le cloud car ConnectX veut installer des serveurs dans l'espace, bien au-delà des nuages, sous la forme d’une constellation de satellites miniatures, destinés donc au cloud computing et aux Big Data (pour améliorer la transmission des données, le code binaire serait remplacé par un langage à base de symboles). On peut compléter ce panorama par les innovations d'une grande diversité primées à Netexplo (il serait trop long d'en faire la liste).
 

Pour la Science no 449, Des milliards de planètes superhabitables

- Des exoplanètes plus accueillantes que la Terre, p24

Sur des planètes un peu plus grosses que la nôtre et en orbite autour d'étoiles plus petites que le Soleil, la vie trouverait des conditions plus favorables que sur Terre. De tels mondes existeraient par milliards.

Bien sûr, la Terre a plusieurs caractéristiques qui, au premier abord, semblent idéales pour la vie. Elle tourne autour d'une étoile d'âge moyen plutôt tranquille, qui brille avec constance depuis des milliards d'années, ce qui a laissé le temps à la vie d'apparaître et d'évoluer. Elle a des océans d'eau liquide, berceaux de la vie, parce qu'elle est en orbite dans la « zone habitable », une mince région autour du Soleil où la lumière reçue de l'étoile n'est ni trop intense ni trop faible. Plus proche du Soleil, la Terre aurait été très chaude et l'eau n'aurait été présente qu'à l'état de vapeur ; si elle était plus éloignée, l'eau n'aurait été que de la glace.

La Terre a par ailleurs une taille propice à la vie : assez grosse pour retenir une atmosphère épaisse grâce à son champ gravitationnel, mais assez petite pour garantir que la gravité ne plaque pas sur la planète un manteau opaque et étouffant de gaz. La taille de la Terre et sa composition rocheuse favorisent aussi l'habitabilité par d'autres aspects, comme la présence d'une activité tectonique, qui régule le climat en participant au cycle du dioxyde de carbone, et celle d'un champ magnétique, qui protège la biosphère du rayonnement cosmique.

Cependant, plus les chercheurs étudient l'habitabilité de la Terre, moins elle leur semble idéale. Les conditions sont très variables d'une région de la planète à l'autre et de vastes portions de la surface de la Terre sont presque dépourvues de vie : les déserts sont arides, l'océan du grand large est pauvre en nutriments et les régions polaires sont glaciales.

Par ailleurs, l'habitabilité de la Terre a varié dans le temps. La Terre de l'ère carbonifère abritait probablement plus de biomasse que la planète d'aujourd'hui. On peut donc considérer la Terre actuelle comme moins hospitalière qu'à certaines époques passées.

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Des planètes trois à cinq fois plus massives que la Terre sont peut-être trop grosses pour manifester une tectonique des plaques : la pression et la viscosité de leur manteau seraient si élevées qu'elles empêcheraient les mouvements de convection interne. En revanche, une planète rocheuse deux fois plus massive présenterait une tectonique des plaques assez active pour entretenir des cycles géologiques et un champ magnétique pendant plusieurs milliards d'années. Une telle planète aurait aussi un diamètre supérieur d'environ 25 % à celui de la Terre : ses éventuels organismes vivants disposeraient donc d'une surface habitable plus étendue d'environ 56 %.

À quoi ressemblerait une planète superhabitable ? La pesanteur y serait plus forte, et une super-Terre moyenne aurait donc probablement une atmosphère plus dense que la Terre. L'érosion des montagnes serait alors plus rapide. En d'autres termes, une telle planète aurait un air plus épais et un relief plus plat. Si elle comporte des océans, le paysage planétaire aplani signifierait que l'eau y forme de nombreuses mers peu profondes parsemées de chapelets d'îles, plutôt que des océans abyssaux avec quelques rares gros continents. La biodiversité dans les mers terrestres étant plus riche dans les eaux peu profondes qui bordent les côtes, un tel « monde d'archipels » serait très avantageux pour la vie. L'évolution, plus active dans des écosystèmes insulaires isolés, stimulerait la biodiversité.

[...]

Réunies, toutes ces réflexions sur l'habitabilité suggèrent que les planètes superhabitables sont un peu plus grosses que la Terre et qu'elles ont des étoiles hôtes un peu plus petites et moins brillantes que le Soleil. Si ce raisonnement est correct, sa conclusion est passionnante pour les astronomes, parce qu'il est beaucoup plus facile de détecter des super-Terres en orbite autour d'étoiles naines que des jumeaux du système Terre-Soleil.

- Un héritage d'un nouveau genre (épigénétique), p64

Des polluants ou un stress peuvent altérer l'expression des gènes sans modifier les séquences génétiques. Certaines de ces anomalies – et les maladies associées – se transmettraient aux générations suivantes.

Dans un chromosome, la molécule d'ADN s'enroule autour de chaque groupe d'histones, formant comme un collier de perles. Les marques épigénétiques contrôlent le degré de resserrement des boucles d'ADN autour des perles et l'écart entre chaque perle, ce qui active ou inhibe des ensembles entiers de gènes. Par exemple, les gènes situés dans les endroits très compacts sont mis sous silence, car inaccessibles à la machinerie qui lit les gènes.

Depuis, on a identifié d'autres acteurs épigénétiques tels que la structure tridimensionnelle changeante de l'ADN ou des ARN dits non codants.

[...]

Si l'idée que des épimutations dues à l'environnement puissent s'inscrire dans la lignée germinale laisse nombre de biologistes sceptiques, c'est parce qu'elle contredit un fait bien établi : à deux reprises durant le développement, la plupart des marques épigénétiques sont effacées de l'adn, puis réécrites. Ces deux processus gommeraient ainsi toutes les épimutations acquises et limiteraient leur transmission à la génération suivante.

Les marques épigénétiques sont certes effacées, mais jusqu'à quel point ? La première vague de réinitialisation a lieu dans les jours qui suivent la fécondation. Les groupes méthyle sont retirés des chromosomes parentaux, ce qui confère aux cellules souches embryonnaires la possibilité de former tous les types cellulaires. Les étiquettes réapparaissent juste avant que l'embryon forme ses organes. Dans chaque type de cellules, au fil de leurs divisions et spécialisations, l'adn se dote de divers profils de méthylation, selon leurs futures fonctions.

Or quelques gènes semblent protégés de cette première vague de reprogrammation épigénétique. On dit que ces gènes sont soumis à empreinte parentale, car les marques épigénétiques dont ils héritent des parents sont sauvegardées, ce qui garantit que seule la copie maternelle ou paternelle du gène sera utilisée pour fabriquer une protéine.

[...]

La seconde vague de reprogrammation épigénétique survient plus tard, lorsque le fœtus d'un rat est gros comme une tête d'épingle et celui d'un être humain, de la taille d'un petit pois. C'est à ce moment-là que les cellules germinales primordiales commencent à apparaître au sein des gonades nouvellement formées de l'embryon – et au moment précis où nous avons administré la vinclozoline et d'autres polluants aux animaux de laboratoire. Chez les rats, cette période dure environ une semaine ; chez les humains, elle s'étend de la 6e à la 18e semaine de gestation.

Cette seconde vague est considérée comme totale : les marques de méthylation sont retirées même des gènes soumis à empreinte parentale. Cette perte de méthylation est suivie d'une reméthylation, dont la distribution diffère selon le sexe de l'individu : chez les femelles, les chromosomes contenus dans les futurs ovules acquièrent un profil de méthylation maternel, tandis que chez les mâles, les chromosomes contenus dans les futurs spermatozoïdes obtiennent un profil paternel.

[...]

La vision classique de l'évolution devrait aussi être élargie. L'évolution y est vue comme le fruit de mutations lentes et aléatoires, sélectionnées pour les avantages qu'elles offrent du point de vue de la reproduction ou de la survie de l'espèce. La transmission épigénétique expliquerait pourquoi de nouvelles espèces apparaissent plus souvent qu'on ne le pensait, compte tenu de la rareté des mutations génétiques avantageuses. Les variations épigénétiques sont mille fois plus fréquentes et pourraient contribuer à augmenter la diversité des individus au sein d'une population. La sélection naturelle agirait alors en ne gardant que les plus aptes – avec leur génome, leur épigénome et tout le reste.

Le rôle des caractères acquis prend donc plus d'importance pour initier une spéciation, tout comme on avait vu que l'évolution génétique étant assez lente ne s'appliquait qu'aux organismes qui se sont déjà adaptés au nouvel environnement. Les temporalités ne sont pas les mêmes mais il y a bien transmission de caractères acquis, pas seulement par les marqueurs épigénétiques mais bien par les mutations génétiques qui viennent les renforcer et les inscrire dans les gènes (après-coup par sélection).

- Les blockchains, clefs d'un nouveau monde, p80

J'attire l'attention sur une possible utilisation généralisée de la technologie des bitcoins qui permet d'avoir des signatures et documents infalsifiables, ce qui non seulement se passe d'autorité mais donne existence à un tiers incontestable, l'Autre sans visage. Les libertariens défendent ce système pour son indépendance de toute structure étatique mais c'est contestable car si cela permet de se passer effectivement de banques et de notaires, des juges sont par contre d'autant plus nécessaires...

On sait maintenant réaliser des supports inscriptibles, partagés et infalsifiables. Ce qu'il est possible d'en faire est étonnant, formidable... et révolutionnaire.

Imaginez qu'à la place de la Concorde à Paris, à côté de l'obélisque, on installe un très grand cahier que, librement et gratuitement, tout le monde puisse lire, sur lequel chacun puisse écrire, mais qui soit impossible à modifier et indestructible. Cela serait-il utile ? Il semble que oui.

On pourrait y consigner des engagements, comme : « Je promets de donner ma maison à celui qui prouvera la conjecture de Riemann ; signé Jacques Dupont, 11 rue Martin à Paris. » On pourrait y déposer la description de ses découvertes, afin qu'il soit impossible d'en être dépossédé. On pourrait y laisser des reconnaissances de dettes, considérées valides tant que le prêteur n'est pas venu indiquer sur le cahier qu'il a été remboursé.

On pourrait y déposer des messages adressés à des personnes qu'on a perdues de vue, en espérant qu'elles viennent les lire et reprennent contact. On pourrait y consigner des faits que l'on voudrait rendre publics définitivement, pour que l'histoire les connaisse, pour aider une personne dont on souhaite défendre la réputation, pour se venger, etc.

Pour que cela soit commode et pour empêcher les tricheurs de prendre des engagements en votre nom ou écrire en se faisant passer pour vous, il faudrait que l'on puisse signer les messages déposés de telle façon que personne ne puisse se substituer à vous. Il serait utile aussi que l'instant précis où est inscrit un texte soit indiqué à chaque fois (horodatage).

Imaginons que tout cela soit possible et qu'un tel cahier soit mis en place, auquel s'ajouteraient autant de pages nouvelles que nécessaire. Testaments, contrats, certificats de propriétés, messages publics ou adressés à une personne particulière, attestations de priorité pour une découverte, etc., tout cela deviendrait facile sans notaire ni huissier. Un tel cahier public, s'il était permanent, infalsifiable, indestructible et qu'on puisse y écrire librement et gratuitement tout ce qu'on veut, aurait une multitude d'usages.

[...]

Cette idée d'un grand cahier informatique, partagé, infalsifiable et indestructible du fait même de sa conception est au cœur d'une nouvelle révolution, celle de la blockchain, ou plus explicitement et en français : la révolution de la programmation par un fichier partagé et infalsifiable.

Le terme blockchain vient du bitcoin, la monnaie cryptographique créée en janvier 2009 et qui a depuis connu un développement considérable et un succès réel, la valeur d'échange des bitcoins émis dépassant aujourd'hui deux milliards d'euros. Au cœur de cette monnaie, il y a effectivement un fichier informatique infalsifiable et ouvert. C'est celui de toutes les transactions, et son inventeur Satoshi Nakamoto l'a nommé blockchain.

C'est un fichier partagé : tout le monde peut le lire et chacun y écrit les transactions qui le concernent, ce qui les valide. La blockchain existe grâce à un réseau pair à pair, c'est-à-dire géré sans autorité centrale par les utilisateurs eux-mêmes. Certains de ces utilisateurs détiennent des copies de la blockchain, qui se trouve donc présente partout dans le monde. Ces centaines de copies sont sans cesse mises à jour simultanément, ce qui rend la blockchain totalement indestructible, à moins d'une catastrophe qui toucherait toute la planète. Ce fichier a été rendu infalsifiable par l'utilisation de procédés cryptographiques qui, depuis sa création en 2009, résistent à toutes les attaques : personne n'a pu effacer ou modifier le moindre message de transaction déjà inscrit dans la blockchain du bitcoin .

[...]

Le Canadien Jon Evans, un ingénieur informaticien et journaliste spécialisé dans les nouvelles technologies, partage cet enthousiasme : « La technologie blockchain au cœur du bitcoin est une avancée technique majeure qui, à terme, pourrait révolutionner Internet et l'industrie de la finance ; les premiers pas de cette révolution à venir ont maintenant été franchis. [...] La blockchain, le moteur qui sert de base au bitcoin, est un système distribué de consensus qui permet d'exécuter des transactions et d'autres opérations de manière sécurisée et contrôlée, sans autorité centrale de supervision, cela (en simplifiant) parce que les transactions et toutes les opérations sont validées par le réseau entier. Les opérations effectuées ne sont pas nécessairement financières et les données ne sont pas nécessairement de l'argent. Le moteur qui donne sa puissance au bitcoin est susceptible d'un large éventail d'autres applications. »

- Les voies de l’émergence, Chomin Cunchillos

C'est l'exposé de la théorie unifiée du vivant du biochimiste espagnol Faustino Cordón, théorie des unités de niveau d’intégration.

Son idée centrale est que les organismes vivants sont non seulement des entités issues de niveaux emboîtés, mais qu’en outre, ils acquièrent leur caractère particulier d’unité, voire de conscience, par une intégration des effets de leurs éléments constitutifs.

Ainsi s’opère une distinction conceptuelle, à chaque niveau du vivant, entre l’organisme (par exemple un animal) et son soma (ici, ses cellules): l’entité matérielle est la même dans les deux cas, mais seul l’organisme possède une dimension unitaire qui traduit de manière objective, selon l’auteur, ce qu’être vivant veut dire.

Cela le conduit à des conclusions détonantes, faisant notamment des protéines des entités vivantes, mais refusant le statut d’organismes aux végétaux: laissons ici au lecteur le plaisir de découvrir sa logique ! Elle a, en tout cas, une cohérence interne indéniable.

Une théorie détaillée sur l’apparition de la vie et de l’organisation cellulaire y est proposée, à rebours de bien des propositions actuelles : on y découvrira des hypothèses audacieuses, comme celle d’un monde prébiotique où les protéines auraient proliféré sans gènes, et hors de tout contexte cellulaire, ou celle d’une apparition endogène des mitochondries dans les cellules eucaryotes (dotées d’un noyau).

Tout cela paraît fort étrange et semble une bonne idée de départ ne faisant que nourrir, comme souvent, un dogmatisme aveugle.

La Recherche no 497, Stress

- Le stress, mécanisme d'adaptation au danger

Pas grand chose de nouveau par rapport au dossier que j'avais fait en 2002 (où le sujet était bien plus controversé) mais il est toujours bon de faire le point sur ce sujet important puisqu'un peu de stress est indispensable pour éviter l'ennui et maintenir les systèmes de défense ainsi que les capacités d'adaptation, alors qu'un stress chronique devient très destructeur :

Les mécanismes du stress débutent dans le cerveau par des échanges entre le cortex préfrontal, lieu d'analyse des informations qui proviennent des cinq sens, entre l'hippocampe (centre de gestion de la mémoire) et l'amygdale (centre des émotions). Ainsi selon les caractéristiques propres à chaque individu, et liées à sa génétique et à son histoire personnelle, l'appréciation d'un stress et le retentissement qu'il aura peuvent fortement varier.

En outre, une stimulation répétée de ces mécanismes ou une dérégulation des systèmes d'analyse ou de rétrocontrôle peut devenir néfaste pour la santé physique et mentale. En effet plusieurs études ont mis en évidence qu'une libération prolongée de glucocorticoïdes dans le cerveau a des effets toxiques. Par exemple, chez des anciens combattants souffrant de syndrome post-traumatique, il a été montré qu'une concentration élevée de glucocorticoïdes au niveau de l'hippocampe est associée à une une atrophie de cette partie du cerveau. Par ailleurs des liens puissants ont été établis entre les glucocorticoïdes et la dépression, les comportements addictifs, ou encore les troubles du sommeil. L'activation de l'axe corticotrope, qui est au départ une réponse adaptative, se transforme alors on a un mécanisme néfaste.

En outre, l'hypersécrétion de glucocorticoïdes et d'adrénaline dans tout l'organisme, liée au stress chronique, peut perturber le métabolisme. Cela contribue à plusieurs symptômes comme l'obésité abdominal, la résistance à l'insuline pouvant évoluer vers un diabète, l'hypertension artérielle. L'ensemble de ces perturbations représente un facteur de risque pour le système cardio-vasculaire.

A ces phénomènes s'ajoute le faite que lorsque les mécanismes du stress sont activés, le système de défense immunitaire est démobilisé. Les personnes soumises à un stress chronique sont donc plus vulnérables aux virus et aux bactéries pathogènes.

- Le paradoxe de la mémoire post-traumatique, p34

Chez l'homme, des étude d'imagerie cérébrale ont montré une altération de l'activité cérébrale dans deux zones impliquées dans la maladie : l'amygdale, qui joue un rôle central dans la mémoire émotionnelle, et l'hippocampe, qui est nécessaire à la mémoire déclarative, épisodique. Les patients présentent à la fois une activité accrue dans l'amygdale et diminuée dans l'hippocampe par rapport à des personnes ayant vécu un épisode traumatique mais n'ayant pas développé de trouble. L'idée qui fait consensus est la suivante : la suractivité de l'amygdale sous-tendrait l'hypermnésie vis-à-vis de certains éléments saillants du traumatisme assis que les flash-backs, tandis que la sous-activité de l'hippocampe serait responsable de l'amnésie vis-à-vis du contexte traumatique.

Comparée à une mémoire émotionnelle normale, la mémoire traumatique est associée à des modifications de certaines histones, lesquelles sont connues pour réprimer des phénomènes de plasticité dans l'hippocampe et les favoriser dans l'amygdale.

- Des nouveaux neurones contre le stress, p38

Anxiété, dépression, addictions : et si on pouvait soigner ces maladies du stress en stimulant la formation de nouveaux neurones dans le cerveau ?

L'hippocampe est au coeur des réactions liées au stress. Cette petite structure cérébrale, qui ressemble curieusement à l'animal marin dont elle porte le nom, possède de nombreux récepteurs aux hormones du stress. Grâce à eux, elle orchestre l'adaptation de l'organisme aux situations nouvelles et potentiellement dangereuses.

Une production insuffisante de nouveaux neurones intervient dans l'apparition des troubles de l'anxiété. Cette faible neurogenèse priverait l'hippocampe des moyens d'analyser les informations correctement. Perçue de manière erronée comme anxiogènes, ces informations conduiraient à une réponse "émotionnellement" inappropriée.

Ce qui est curieux, c'est que la dépression est associée à un arrêt de la production de neurones dans l'hippocampe, production que les antidépresseurs comme le Prozac stimulerait mais le blocage de la production de neurones ne rend pas dépressif, seulement trop anxieux...

- Des précurseurs de gamètes humains créés à partir de la peau, p18

C'est beaucoup moins sexy que d'annoncer qu'on pourra se reproduire tout seuls, comme annoncé plus bas !

Précurseurs des spermatozoïdes et des ovules, les cellules germinales primordiales sont présentes dès la troisième semaine de développement embryonnaire. Pour la première fois, une équipe internationale de l'université de Cambridge, au Royaume-Uni, et de l'institut Weizmann à Rehovot, en Israël, a réussi à en produire in vitro à partir de cellules souches pluripotentes induites (iPS). Ce résultat permet de mieux comprendre les mécanismes de la différenciation cellulaire.

- L'indo-européen a-t-il existé ?

Difficile de prouver l'existence d'une langue quand il n'en reste aucune trace écrite. Cela n'a pas empêché des linguistes de reconstituer l'indo-européen, mère de nombreuses langues. Ce que contestent des archéologues.

C'est entre la fin du XVIIIe et le début du XIXe qu'une parenté entre les langues indiennes et européennes, dont les langues germaniques, est établie. Cette théorie d'une langue commune connaît un succès formidable. On prend l'habitude d'attribuer une même origine indo-européenne à douze grands groupes de langues, dont les langues baltes, slaves, celtiques, germaniques, romanes, italiques, helléniques, tokhariennes.

Du fait de l'absence de traces archéologique de migrations, Jean-Paul Demoule conteste l'existence d'un peuple indo-européen comme peuple originel dont on cherche vainement la localisation : bords de la baltique (pour les nazis), Ukraine (Marija Gimbutas), agriculteurs de Turquie (Colin Renfrew). Il semble quand même difficile de nier l'existence d'une langue indo-européenne, ce qu'il ne nie pas complètement d'ailleurs, plaidant seulement pour une histoire plus complexe. Romain Garnier défend l'hypothèse de peuples des steppes :

Le problème crucial de l'Indo-européen, c'est l'absence de données archéologiques. Ces peuples n'ont laissé ni villes, ni sépultures, ni cultures agricoles, ni écriture. On a peu de chances de trouver leur habitat d'origine, mais ce n'est pas une raison pour nier leur existence ! La question est plutôt de comprendre pourquoi ils n'ont pas laisser de traces.

Selon toute vraisemblance, ces gens étaient des pillards venus de steppes. Les peuples européens n'en sont pas les descendants au sens génétique du terme. Ils sont les descendants des peuples de la vieille Europe qui a été indo-européanisée (on suppose entre 5000 et 3000 avant J.-C) par vagues successives, sans doute du fait de l'effondrement du vieux système néolithique plutôt que par conquête militaire organisée.

La suprématie guerrière des nomades razzieurs sur les peuples sédentaires s'explique comme celle des Huns des millénaires plus tard : elle est le fait d'une culture axée sur le rapt, la violence guerrière et le pillage. Une civilisation spécialisée dans l'art de la guerre vient à bout de peuples établis dans la paix et dans l'agriculture.

Il faut réfuter le mythe d'un peuple originaire (les bons Aryens) alors qu'il y a eu des vagues successives de populations mais il est difficile d'ignorer un substrat linguistique commun (voire une civilisation commune comme celle du Campaniforme venue sans doute d'Espagne, il y a 5000 ans, et qui a précédé l'indo-européen). Je suis plutôt séduit par les thèses de Colin Renfrew qui situe l'origine de l'indo-européen dans les langues anatoliennes (Hittites par exemple bien que plus récents) et dont l'expansion serait liée à la diffusion de l'agriculture mais cela n'exclue pas l'influence des peuples des steppes qui vont domestiquer le cheval il y a un peu plus de 6000 ans et développer une culture guerrière de prédation des productions agricoles (comme les premiers Grecs) qui va de l'âge du bronze aux invasions barbares du Moyen-Âge. La langue indo-européenne serait ainsi un mixte de la langue des agriculteurs (différente du basque et des langues européennes archaïques) avec celle de leurs prédateurs, ce qui réconcilierait Colin Renfrew et Marija Gimbutas ?

Une toute nouvelle étude génétique confirme "une migration massive vers le cœur de l'Europe depuis les steppes de sa périphérie orientale" il y a 4500 ans, vraisemblablement à l'origine de la langue indo-européenne.

Brèves et liens

Physique

cosmologie, physique quantique, nanotechnologies

- Pas de Big Bang mais un univers éternel ?

Leur travail est basé sur des idées de David Bohm qui a exploré dans les années 1950 le remplacement des géodésiques classiques (le plus court chemin entre deux points sur une surface courbe) par des trajectoires quantiques.

Ce modèle évite les singularités en raison d'une différence essentielle entre les géodésiques classiques et les trajectoires de Bohm. Les géodésiques classiques finissent toujours par se croiser et les points où elles convergent sont des singularités. En revanche, les trajectoires de Bohm ne se croisent jamais, de sorte que des singularités n'apparaissent pas dans les équations.

En termes cosmologiques, les scientifiques expliquent que les corrections quantiques peuvent être considérées comme la combinaison d'une constante cosmologique (sans avoir besoin de l'énergie sombre) et d'un rayonnement. Ces caractéristiques gardent l'univers à une taille finie, et donc lui donnent un âge infini. Les prédictions du modèle sont en étroite concordance avec les observations actuelles de la constante cosmologique et de la densité de l'univers.

En termes physiques, le modèle décrit l'univers comme étant rempli d'un fluide quantique qui pourrait être composé de gravitons (hypothétiques particules de masse nulle qui interviennent dans la force de gravité) formant un condensat de Bose-Einstein à des températures qui étaient présentes dans l'univers à toutes les époques.

- Un trou noir trop gros et trop ancien

Un trou noir aurait acquis une masse de 12 milliards de soleils 900 millions d'années après le Big Bang, ce qui semble trop tôt. En effet si trop de matière tombe dans un trou noir sa chaleur devient telle qu'elle repousse la matière. Pour atteindre une telle taille, ce trou noir aurait dû commencer sa croissance avant 300 millions d'années, ou alors résulter d'un agrégat de petits trous noirs.

- Le chat de Schrödinger à l'échelle moléculaire

Cherchant à mesurer si un électron émis par une molécule est initialement localisé ou non autour d'un atome particulier au sein de cette molécule, ils ont montré que le résultat diffère selon la manière dont la molécule se fragmente après avoir perdu l'électron.

Que se passe-t-il lorsqu'on arrache, avec de la lumière par exemple (on parle alors de photoionisation de la molécule), un électron d'une molécule contenant deux atomes identiques ? La mécanique quantique nous dit qu'on ne peut pas savoir a priori de quel atome vient l'électron, et la lacune électronique créée doit être délocalisée sur les deux atomes. La molécule ionisée est alors dans une superposition d'états quantiques où la lacune se trouve à la fois sur un atome et sur l'autre. Par analogie avec l'expérience de Schrödinger, le chat est à la fois mort et vivant.

Lorsque la molécule est ionisée, elle peut se fragmenter en trois atomes électriquement chargés: trois ions distincts. En ayant accès à la façon dont se fragmente la molécule les chercheurs ont alors montré que la réponse à la question de la localisation de l'électron dépend de la manière dont se fragmente la molécule. Dans un cas, lorsque l'on regarde uniquement le cas où la molécule s'est fragmentée soudainement en trois ions (Figure 2 cas A), il reste impossible de dire d'où vient l'électron, et la distribution angulaire montre une superposition des deux possibilités, droite et gauche. Par analogie avec l'expérience de pensée de Schrödinger, la boite n'est jamais ouverte, et le chat est à la fois mort et vivant. Dans l'autre cas, lorsque l'on regarde la molécule qui s'est fragmentée en deux étapes, d'abord en deux ions, puis en trois (Figure 2 cas B), il est possible de dire d'où vient l'électron car sa distribution angulaire le localise sur un seul des deux atomes de soufre. Poursuivant l'analogie, la boite est ouverte et l'état du chat, mort ou vivant, est déterminé. L'électron peut donc être considéré comme totalement délocalisé ou totalement localisé en fonction du choix du chemin réactif parcouru (fragmentation en une ou deux étapes).

- La fonction d'onde existe bien et réfute l'interprétation épistémique de l'incertitude quantique

Il y a depuis l'origine la tendance à faire de l'incertitude quantique ou des superpositions quantiques simplement l'effet d'un manque d'information mais une expérience sur des photons montre au contraire que les superpositions sont bien réelles.

- Des radars quantiques

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Ultrasensibles, ces radars quantiques pourraient être utilisés dans le domaine biomédical.

- Une naine rouge a frôlé le système solaire, il y a 70 000 ans

Un deuxième soleil, juste avant notre sortie d'Afrique ou plutôt une étoile brillante qui parcours le ciel ? On pourrait presque imaginer une version préhistorique de la nativité avec l'apparition d'une nouvelle étoile en même temps qu'un croisement en Palestine, entre une Sapiens vierge et un Neandertal qui aurait donné naissance à un bébé blanc (plus adapté aux hautes latitudes) à l'origine de la conquête du monde entier (Europe, Asie, Océanie), véritable terre promise. Ce n'est que pur storytelling mais les dates concordent assez bien, dans l'état actuel des savoirs, puisqu'on peut dater de cette époque (peu après l'éruption catastrophique du Mont Toba) à quelques milliers d'années près, à la fois un goulot démographique, la supposée langue mère dont seraient issus toutes les autres, les premiers signes de cultes (du serpent) et la sortie d'Afrique (après un retrait des glaciers avant leur retour brutal).

- Les cycles d'activité solaire stables depuis 400 ans

Les cycles au cours des siècles passés, et même au XVIIIe durant le petit âge glaciaire, seraient équivalents à ceux constatés au XXe, avec des maximums espacés de 11 ans en moyenne. Les niveaux de l’activité solaire n'auraient pratiquement pas changé.

On vient de découvrir que l'un des physiciens climato-sceptiques qui prétendait le contraire avait été grassement payé clandestinement par des pétroliers (on est bien sur le même modèle que les cigarettiers finançant des recherches mettant en doute l'effet cancérigène du tabac).

- Les variations du méthane sur Mars renforcent son origine biologique

Le Spectromètre Laser Syntonisable (TLS) de l'instrument SAM (Sample Analysis at Mars), situé dans le robot Curiosity, a détecté de façon manifeste un accroissement épisodique de la concentration de méthane dans l'atmosphère de Mars à partir d'une analyse exhaustive de données obtenues pendant 605 sols ou jours martiens.

La station météorologique REMS (Rover Environmental Monitoring Station) a permis d'établir de possibles corrélations avec les paramètres environnementaux que cet instrument met sous monitoring: humidité relative de l'air, température environnementale et opacité atmosphérique.

Il y a cependant 2 hypothèses non biologiques (qui restent privilégiées) : la réaction de l'olivine (principal constituant du manteau de Mars) avec l'eau et le CO2 ou la dégradation par les UV de molécules organiques apportées par des comètes.

- La matière noire asymétrique au coeur du soleil modifie la diffusion de chaleur

Accumulées par le Soleil et concentrées dans son intérieur depuis des milliards d'années, elles modifieraient la façon dont la chaleur se propage du cœur à la surface.

Le modèle de la matière noire asymétrique relie la genèse de la matière noire à celle de la matière normale. Il aboutit de plus à la conclusion qu’il a également existé une asymétrie matière-antimatière dans le cas de la production de particules de matière noire, de sorte qu’il existe de nos jours beaucoup plus de particules de matière noire dans le cosmos que d’antiparticules. Cela expliquerait aussi pourquoi, bien qu’on les cherche, il n’existe pas de signes de l’annihilation de particules et d’antiparticules de matière noire.

La seconde hypothèse avancée par les trois astrophysiciens est que, contrairement à ce qui est supposé dans bien des modèles de matière noire, les baryons et les particules de matière noire seraient capables d’interagir selon une loi dépendant de la quantité de mouvement de ces particules. Magiquement, les deux hypothèses avancées par les chercheurs semblent rétablir un très bon accord entre les données de la spectroscopie et celles de l’héliosismologie si l’on suppose que les particules de matière noire ont une masse de 3 GeV, soit trois fois celle d’un proton.

- Tous les 30 millions d'années la matière noire attire les comètes sur nous et augmente le volcanisme

La Terre tourne autour du "disque galactique" - une région de la Voie Lactée où notre système solaire réside - une fois tous les 250 millions d'années mais son orbite se trouve plus près du centre du disque tous les 30 millions d'années, où il devrait y avoir, en théorie, plus de matière noire.

Ces périodes de 30 millions d'années correspondraient à des impacts de comètes et des extinctions massives dont l'extinction des dinosaures, il y a 66 millions d'années, n'est qu'un exemple.

Parce qu'il y a plus de matière noire dans la partie centrale du disque galactique, elle peut perturber l'orbite des comètes et les envoyer sur une trajectoire qui entre en collision avec la Terre.

Et à chaque plongeon dans le disque, la matière noire peut s'accumuler dans le noyau de la Terre, avec une production de chaleur considérable. La chaleur créée pourrait déclencher des événements tels que des éruptions volcaniques, des inversions du champ magnétique et des changements du niveau de la mer, qui montrent également des pics tous les 30 millions d'années.

- Le nuage de Smith : collision avec notre galaxie dans… 30 millions d’années

C’est un nuage gigantesque d’un million de fois la masse du Soleil qui nous fonce dessus à 870 000 km/heure. ! Les astrophysiciens viennent enfin de découvrir le secret de ses origines : ce mastodonte proviendrait de régions distantes de quelques milliards d’années-lumière.

Celui-ci n’est formé que d’hydrogène et d’hélium et d ans un passé très lointain, le nuage a déjà interagi avec la Voie Lactée. Restait cependant une question troublante : comment ce nuage pouvait-il être resté entier après avoir traversé un bras galactique ? Rien ne peut expliquer la cohésion de Smith… sinon le fait qu’il porte une "coiffe" de matière noire.

C’est sur un bras de notre galaxie qu’aura alors lieu un feu d’artifice immense générant des milliers d’étoiles jeunes et brillantes. En effet, le nuage de Smith constituera un apport de gaz supplémentaire qui "boostera" l’activité stellaire et provoquera ce que les astronomes appellent couramment des "flambées stellaires".

- Le vaisseau spatial européen (IXV)

Le 11 février, l’IXV décollera à bord d’une fusée Vega et s’en séparera à 320 km au-dessus de la Terre. L’IXV, qui mesure 5 mètres de long et pèse 2 tonnes, montera alors à 450 km avant de redescendre sur Terre.

- Le double noyau de la Terre

Cette sphère solide de 1216 km de rayon, faite essentiellement de fer, serait en effet divisée en deux couches d’épaisseur similaire, formées chacune de cristaux alignés… différemment ! Au sein de la couche externe, les cristaux de fer seraient alignés selon un axe Nord-Sud, tandis que dans la boule interne, ces mêmes cristaux seraient orientés grossièrement est-ouest.

- Plus les nanoparticules sont petites, plus leur cohésion est forte

A partir d'un modèle simple, ils ont démontré que dans ces conditions d'assemblage, la densité d'énergie de cohésion de l'assemblage nanoparticulaire présente une dépendance en R-2, R étant le rayon de la nanoparticule. Les auteurs de cette étude ont pu démontrer de façon expérimentale cette dépendance remarquable de l'énergie de cohésion d'un assemblage de nanoparticules avec la taille de ces nanoparticules: plus elles sont petites, plus leur assemblage est cohésif et stable.

- Un plastique qui a les propriétés du graphène

Une nouvelle famille de matériaux stratifiés constitués de "polymères conjugués" se comporte comme un feuillet de graphène. Mais contrairement au graphène, les propriétés de ces nouveaux matériaux peuvent être très simplement modulées en changeant la composition chimique des chaînes de polymères.

Contrairement aux plastiques standards qui sont isolants, ces polymères conduisent l'électricité le long des "spaghettis" emmêlés qui composent leur structure.

Une vaste gamme de polymères est ainsi accessible. Il est possible d'envisager pour eux de nouvelles propriétés en les rendant par exemple sensibles à la lumière, plus acides, ou même en accélérant ou ralentissant le courant électrique qu'ils conduisent. Ces plans en "nid d'abeille" devront aussi garder leurs propriétés lorsqu'ils sont empilés les uns sur les autres, ce qui n'est pas le cas actuellement pour le graphène.

- Un film à nanoparticules (antibactérien, antifongique)

Avec ce ruban, on pourrait déposer facilement des nanoparticules sur des surfaces, notamment des nanoparticules d'argent comme antibactérien, de cuivre comme antifongique mais aussi d'or pour être ses propriétés de conduction d'électricité.

- Des nanocubes pour des NEMS lab-on-a-chip

Ces minuscules antennes peuvent être comparées à des projecteurs à l'échelle nanométrique, offrant la possibilité d'identifier des polluants ou de diagnostiquer rapidement des cancers. Ces antennes sont de forme cubique et sont plus efficaces que les précédentes sphériques pour diriger un faisceau de lumière, avec peu ou pas de perte en raison du chauffage ou de la diffusion.

- Des feuilles de silicium nanostructurés peuvent servir de lentilles 3D

Non seulement, cela fait des lentilles ultra-minces mais qui peuvent afficher des hologrammes 3D.
 

Climat

climat, énergies, écologie

- Il y a 24,5 millions d’années les ruminants européens disparaissent à cause du réchauffement

Il y a environ 24,5 millions d’années, durant l'Oligocène, un réchauffement climatique et des changements environnementaux ont eu un impact catastrophique sur les faunes européennes de ruminants. Dans un milieu devenant plus aride, le groupe dominant a totalement disparu, laissant la place aux migrants venus d’Asie.

Ce réchauffement (une augmentation de 2 à 4 °C des eaux océaniques de l’Atlantique nord), associé à la naissance des Alpes, a provoqué une aridification et l’apparition de la saisonnalité en Europe. L’établissement de savanes contraste avec les environnements préexistants, sans saison et dominés par des forêts.

- Les volcans sous-marins suivent les cycles climatiques

Les éruptions sous-marines sont rythmées par des cycles s’étalant entre deux semaines et 100.000 ans. Elles pourraient favoriser des changements climatiques de grande envergure.

Le plus court des cycles de quinze jours est à relier aux mouvements lunaires et aux marées. Quand celles-ci sont moins importantes, la pression au-dessus des volcans sous-marins est moindre ce qui favoriserait les éruptions. Le cycle de 100.000 ans est relié aux paramètres de Milankovitch (un climatologue serbe du siècle dernier) qui explique les variations climatiques en fonction de la position de la Terre par rapport au Soleil. En période glaciaire, quand notre planète est la plus éloignée de notre étoile, beaucoup d’eau est piégée sous forme de glace et le niveau des mers est bas. Il s’exerce donc moins de pression sur les volcans sous-marins, ce qui cause davantage d’éruptions.

Le même principe explique une donnée encore plus étonnante : il y a, chaque année, plus d’éruptions entre janvier et juin qu’au second semestre. Durant cette période la Terre est plus éloignée du Soleil et les marées (elles sont aussi provoquées par l’attraction solaire qui se combine à celle de la Lune) sont moins importantes. Tous ces cycles volcaniques peuvent influencer les changements climatiques.

Je me demande si, en période chaude avec un poids des océans plus important et donc moins d'éruptions sous-marines il ne pourrait pas y avoir plus d'éruptions terrestres ?

- L’acidification des océans mesurée depuis l’espace

Le pH moyen des eaux était de 8,15 durant la période préindustrielle, et maintenant il a chuté autour de 8,05. Avec des conséquences pour beaucoup d'animaux marins, les crustacés et les coraux notamment dont les coquilles ou les exosquelettes ont plus de difficultés à se former dans les eaux acides.

Les nouvelles techniques spatiales mettent à contribution les caméras thermiques des satellites pour calculer la température de l’eau et les capteurs micro-ondes pour mesurer la salinité.

Voir aussi Futura-Sciences.

- Une digue gonflable pour contenir les inondations

Les méthodes classiques pour contenir les rivières en crue font appel à des sacs de sable et à des digues, et demandent énormément de travail. En outre, le réchauffement planétaire va intensifier la fréquence et la gravité des inondations, dépassant la résistance de ces méthodes.

Le projet INFLATER a produit une barrière qui se gonfle d'elle-même automatiquement. Elle surveille son état ainsi que celui de l'inondation, et transmet ces informations par réseau sans fil. Le système dispose d'un large potentiel de marché au niveau international.

- Un chalutier transformé en centrale électrique avec l'énergie des vagues

Pour produire de l’électricité le chalutier reconverti fonctionne selon le principe de la colonne d’eau fluctuante : quatre chambres verticales ont été installées à la proue. Quand les vagues heurtent le navire, l’eau pénètre dans les chambres ce qui crée une augmentation de la pression de l’air qui entraîne à son tour les turbines. De même, quand l’eau s’échappe, une pression négative apparaît, ce qui aspire de l’air par une cheminée placée au-dessus de la turbine. "Tout ce que nous avons à faire est de laisser le navire au mouillage dans une partie de l’océan où les vagues sont suffisamment fortes. Tout le reste est commandé à distance".

- Exploiter la houle marine

L’idée, développée par la société Carnegie depuis 1999, consiste à transmettre la puissance de la houle à une pompe hydraulique, laquelle projette via des tuyaux de l’eau à forte pression vers des turbines situées à terre. On peut alors soit produire de l’électricité, soit dessaler l’eau de mer en la faisant passer par des filtres de taille nanométriques ne laissant passer que les molécules d’eau (procédé d’osmose inverse). Ceto présente le double avantage de produire 24h sur 24 et d’être très discrète, les bouées étant totalement immergées sous la surface.

Cependant, l’île de la Réunion a testé cette technologie, projet expérimental mené par le constructeur naval DCNS et EDF Energies nouvelles. Mais lors du passage du cyclone Bejisa début janvier 2014, les bouées d’une puissance de 150 kW ont rompu leurs amarres et ont été emportés par la houle.

- Du soleil et des bactéries pour fabriquer du carburant

Dans une première étape, leur feuille bionique s’appuie sur l’énergie du soleil et sur un catalyseur métallique pour décomposer de l’eau en oxygène et en hydrogène. Puis l’intervention d’une bactérie permet de réarranger les atomes d’un mélange dioxyde de carbone et d'hydrogène (CO2 et H2) pour obtenir de l’isopropanol, un combustible liquide qui peut servir d’additif à l’essence.

Pour faire fonctionner la feuille artificielle et obtenir des réactions de dégagement d’oxygène, ils ont employé du phosphate de cobalt (CoPi). Ensuite, ils ont fait appel à une bactérie nommée Ralstonia eutropha. Celle-ci vient se nourrir de l’hydrogène issu de la décomposition de l’eau. Puis, elle utilise du dioxyde de carbone pour se multiplier et produire de l’isopropanol.

- L'efficacité des cellules solaires organiques boostée avec un solvant

Le solvant ajouté agit comme une levure chimique améliorant la texture du matériau.

- Des batteries de flux plus puissantes

Cette nouvelle batterie à flux redox en zinc-polyiodure utilise un électrolyte qui a plus de deux fois la densité d'énergie de la meilleure batterie de flux utilisée pour stocker l'énergie renouvelable et maintenir le réseau électrique. Sa densité d'énergie se rapproche même des batteries lithium-ion utilisées pour les dispositifs électroniques portables et les véhicules électriques.

- Du bicarbonate de soude pour capturer le CO2

Des microcapsules en silicone poreux remplies de bicarbonate de soude aurait un fort pouvoir absorbant du CO2 tout en étant abondant, bon marché et écologique.

Des matériaux à base d'oxyde de magnésium (MgO) seraient encore plus efficaces.

- De l'eau dans les murs pour l'isolation thermique

La plupart des murs du bâtiment sont des panneaux de verre doublés, dont les intervalles sont emplis d'eau. Exposée au soleil, celle-ci absorbe la chaleur. L'eau la restitue quand le temps devient froid, à la manière d'un convecteur. Le besoin de sources de chauffage extérieures, et donc la consommation d'énergie, sont limitées d'autant. La conception de la « maison en eau » permet aussi une excellente isolation, bien que ses murs ne mesurent que cinq centimètres d'épaisseur – une économie supplémentaire, cette fois en matériaux de construction.

"Et cette eau, en utilisant ses propriétés naturelles, est capable de déplacer l'énergie là où elle est nécessaire. Elle absorbe, stocke, chauffe, refroidit, et équilibre la température intérieure".

- Des alvéoles en plastique pour récolter le miel sans ouvrir la ruche

Le Flow Hive fonctionne avec des alvéoles préformées en plastique qui s’ouvrent en deux pour la récolte.

Lorsque les abeilles ont fait leur travail, il ne reste plus qu’à actionner le robinet du Flow Hive et le miel coule sans endommager l’opercule de cire. Les ouvrières, voyant les alvéoles vides, vont ensuite rapidement les remplir.

- Des parkings à vélo automatiques

Difficile de faire plus simple. Il faut laisser son vélo dans la glissière prévue à cet effet et la machine attrape le deux-roues, le descend sur une plateforme d’aiguillage d’où il rejoindra sa place de parking. Une fois le propriétaire de retour, il n’a qu’à présenter sa carte électronique et la machine fait remonter le vélo.

Biologie

évolution, génétique, éthologie, anthropologie, neurologie

- Il y a 3,2 milliards d'années, la vie fixait déjà l'azote de l'air

L'azote est indispensable à la vie, bien plus que l'oxygène. Or l'analyse génétique des enzymes fixatrices d'azote dataient leur origine entre 1,5 et 2,2 milliards d'années. En analysant le rapport entre atomes légers et lourds d'azote dans les roches, cette étude montre que cela correspond au produit d'une activité biologique de fixation de l'azote.

La fixation de l'azote nécessite de rompre la triple liaison tenace entre atomes d'azote qui vont par paires dans l'atmosphère afin de joindre un seul atome d'azote à une molécule plus facile à utiliser. La signature chimique des roches suggère que l'azote était cassée par une enzyme à base de molybdène, le plus commun de ces trois types d'enzymes fixant l'azote qui existent actuellement. Le molybdène est maintenant abondant parce que l'oxygène réagit avec les roches dans l'océan, mais sa source sur la Terre primitive, avant que l'atmosphère ne contienne de l'oxygène, est plus mystérieuse.

Les auteurs émettent l'hypothèse que cela peut être une preuve supplémentaire qu'au début, la vie pourrait avoir existé en couches unicellulaires sur terre, exhalant de petites quantités d'oxygène qui réagissent avec la roche pour produire du molybdène.

- Les océans transformés par les bactéries des éponges

Les éponges auraient transformé les océans profonds de la Terre il y a 750 millions d'années en un paradis riche en oxygène pour la vie. Il semble que les minuscules bactéries vivant à l'intérieur des éponges auraient joué un rôle là-dedans.

A cette époque, il semble que les océans profonds sont devenus riche en oxygène - une transformation traditionnellement liée à l'explosion cambrienne, l'épanouissement soudain de tous les différents types de formes animales que nous connaissons aujourd'hui.

Les bactéries vivant à l'intérieur des éponges extraient le phosphore de l'eau de mer pour être utilisé par les éponges. Le phosphore est un élément nutritif essentiel, mais rare pour la vie des océans. Comme tous les organismes marins, les éponges en ont besoin pour survivre, mais ne peuvent pas l'extraire de l'eau - ce à quoi les bactéries peuvent les aider. De l'autre côté, les bactéries ont besoin des éponges pour pomper de grandes quantités d'eau de mer afin qu'ils puissent en extraire plus de phosphore.

Les éponges et leur microbiome peuvent avoir été chargés de faire du phosphore le facteur limitant ultime, en le transformant en phosphate et de limiter ainsi la quantité disponible pour les formes de vie consommant de l'oxygène, ce qui aurait augmenté davantage les niveaux d'oxygène dans les profondeurs.

- Plus les écosystèmes sont complexes, plus ils sont stables

C'est sans doute contre-intuitif, car les systèmes artificiels complexes ont tendance à se simplifier (monopoles) ou à s'effondrer, mais ce n'est pas une nouveauté malgré le "paradoxe de May" qui semblait prouver avec un modèle simpliste que "la complexité devrait tendre à déstabiliser n'importe quel système dynamique, comme un écosystème ou un réseau financier". C'était sans compter sur la "cohérence trophique", c'est-à-dire l'organisation interne en strates reliant prédateurs et proies qui n'a rien d'aléatoire, pas plus que la structure d'un organisme complexe.

"Cette cohérence trophique est fortement reliée à la stabilité des réseaux: à majeure cohérence majeure stabilité". Les chercheurs proposent, de plus, un nouveau modèle mathématique pour générer des réseaux artificiels ou synthétiques (par ordinateur) qui non seulement reproduit de façon plus fiable que les modèles existants à cette date plusieurs propriétés des réseaux trophiques, mais qui en plus démontre sans équivoque que la stabilité peut augmenter avec la grandeur et la complexité.

Cependant, il est indispensable de savoir si un système deviendra plus ou moins stable avec la perte de certains de ses éléments (extinction d'espèces, faillites de banques) si nous voulons empêcher son effondrement.

En fait, ce qui confère une plus grande stabilité aux écosystèmes complexes, c'est surtout de pouvoir s'adapter plus facilement aux changements environnementaux par la diversité des organismes dont certains s'adaptent plus facilement aux nouvelles conditions (ce qui n'est plus le cas avec des banques too big to fail) mais cette stabilité n'est pas obtenue d'emblée. Il faut souvent des régulations catastrophiques de populations invasives (soit par épuisement des ressources, soit par virus au-delà d'une densité trop importante) pour internaliser leur régulation, la biodiversité résultant de chocs adaptatifs sur le long terme, la résilience de l'écosystème aux changements climatiques notamment.

- Une spéciation rapide de geais sans isolation des population

Les Aphelocoma insularis vivent dans trois aires différentes de Santa Cruz. Ceux qui occupent la forêt de pins ont développé de longs becs fins, idéaux pour extraire la nourriture (insectes, larves, araignées, lézards) tapie dans les crevasses des conifères. En revanche, leurs voisins des forêts de chênes ont des becs plus courts, solides et trapus, mieux armés pour ouvrir l’écorce des glands dont ils raffolent. Le plus curieux est que ce petit monde ne se mélange pas. Pourtant, "les forêts de pins et de chênes se jouxtent et les oiseaux peuvent voler de l’une à l’autre, pointe Kathryn Langin. Cela contredit l’idée dominante selon laquelle l’évolution peaufine des adaptations aux caractéristiques locales du paysage uniquement lorsque les populations sont géographiquement séparées par une barrière, comme l’océan ou une grande étendue de milieux inhospitaliers". À noter : la taille des becs est transmise de génération en génération, et les geais copulent de façon sélective avec ceux qui ont des becs de la même forme qu’eux ! Sans que l’on parvienne encore à savoir quelle "barrière" s’est glissée entre les deux populations d’oiseaux. Le goût pour une certaine forme de becs pourrait-il être culturel chez les geais ?

Voir aussi Sciences et Avenir.

- 2 milliards d’années sans évolution pour des bactéries sulfureuses

À leur grande surprise, les chercheurs n’ont pu trouver aucune différence entre les bactéries sulfureuses fossilisées et celles actuelles. Sur une période de plus de 2 milliards d’années, l’évolution semble avoir été inopérante sur ces micro-organismes.

La théorie de l’évolution de Darwin prévoit que des changements évolutifs se produisent sous l’effet de la pression de l’environnement et de l’excellence de l’adaptation d’un organisme à cet environnement. Or, les sédiments marins où vivent ces bactéries sulfureuses constituent un milieu stable et simple auquel ces micro-organismes sont parfaitement adaptés.

C'est important pour montrer que l'évolution vient de l'extérieur et non pas des mutations internes qui n'ont aucun impact (ne sont pas sélectionnées) quand elles ne répondent pas à une pression de l'environnement.

- Une limace de mer s'approprie un gène d'algue photosynthétique

L'élysie émeraude peut survivre des mois sans se nourrir. Les scientifiques savent désormais comment : le mollusque marin fabrique sa propre nourriture grâce à la photosynthèse. Telle une plante, il incorpore dans ses cellules des chloroplastes et certains gènes d'une algue.

Un gène de l'algue Vaucheria litorea a bel et bien été transféré dans un des chromosomes d'Elysia chorotica, une limace de mer friande du végétal aquatique. Baptisé Prk, le gène nucléaire d'origine algal code pour des protéines chloroplastiques et la synthèse de la chlorophylle.

Une évolution qui confère au mollusque une capacité biochimique exceptionnelle : celle de fabriquer à loisir et au moyen de la photosynthèse, sa propre matière organique, telle une plante, sur la seule base d'énergie lumineuse, de gaz carbonique et d’eau. Et ainsi, de survivre dans un environnement pouvant être dépourvu de sa source habituelle de nourriture.

- Le calmar peut modifier jusqu'à 60% de ses protéines en modifiant ses ARNm

L'édition anormale de l'ARNm, modifiant la conformation des protéines, a été observée pour l'être humain chez les patients atteints de maladies neurologiques.

Il était d'autant plus étonnant de constater que, chez le calmar, 60% des transcrits d'ARN avaient été édités. La mouche à fruits, par comparaison, modifierait seulement 3% de ses protéines. "Pourquoi le calmar modifie à tel point ses protéines ? Selon une théorie, cela viendrait de son système nerveux extrêmement complexe, présentant une sophistication comportementale inhabituelle pour les invertébrés. Ce mécanisme pourrait aussi permettre de répondre aux changements de température et d'autres paramètres environnementaux".

- L'ADN de nos bactéries peut transmettre des caractères à notre descendance

Une nouvelle étude chez la souris a montré que l'ADN des bactéries qui vivent dans son corps peut transmettre des caractères à sa progéniture d'une manière similaire à l'ADN de ses parents. Selon les auteurs, la découverte signifie que les scientifiques doivent examiner un nouveau facteur important : l'ADN des microbes transmis de la mère à l'enfant - pour comprendre comment les gènes influencent la maladie et la santé.

Voir aussi Futura-Sciences. En fait il s'agit cette fois d'une susceptibilité du système digestif à l'inflammation comme dans la maladie de Crohn, ce qui semble plus logique pour l'influence d'une bactérie, la découverte étant seulement que les petits en héritent de leur mère et qu'il faut étudier les bactéries commensales pour comprendre certaines pathologies.

- Contrôler l'expression de gènes spécifique avec la lumière

Il y avait déjà l'optogénétique permettant d'activer des neurones individuels mais on passe à un autre niveau en contrôlant l'expression d'un gène spécifique en introduisant par la méthode CRISPR/Cas9 un activateur couplé à une protéine sensible à la lumière (comme les protéines qui déclenchent la floraison). Il suffit d'une lumière bleue pour déclencher l'expression du gène. De quoi faciliter l'étude des gènes mais cette technique ouvre sur la possibilité d'asservissement du fonctionnement des cellules et de productions de protéines à la demande.

- Comment les hippopotames ont divergé des cétacés

L'Afrique est restée un continent isolé entre environ -110 et -18 millions d'années. La plupart des icônes de la faune africaine (lions, léopards, rhinocéros, buffles, girafes, zèbres, ...) sont donc arrivées relativement récemment sur ce continent (il y a moins de 20 millions d'années). On pensait qu'il en était de même pour les hippopotames, mais la découverte d'Epirigenys démontre que leurs ancêtres anthracothères auraient migré d'Asie en Afrique il y a environ 35 millions d'années. Les ancêtres des hippopotames ont donc été parmi les plus anciens grands mammifères à coloniser le continent africain, il y a environ 35 millions d'années, bien avant ceux des grands carnivores, girafes et bovidés.

Les nouveaux fossiles étudiés permettent, pour la première fois, d'établir un scénario évolutif compatible à la fois avec les données génétiques et les données paléontologiques. En analysant une demi-mâchoire et plusieurs dents découvertes à Lokone (dans le bassin du lac Turkana, au Kenya), une équipe franco-kényane a décrit une nouvelle espèce fossile (appartenant à un nouveau genre), âgée d'environ 28 millions d'années. Ils l'ont nommée Epirigenys lokonensis, d'après le mot "epiri" qui signifie hippopotame en langue Turkana, et la localité de découverte, Lokone.

Epirigenys semble être une forme de transition évolutive entre les hippopotames les plus anciens connus dans le registre fossile (environ 20 millions d'années) et une lignée d'anthracothères.

Voir aussi Sciences et Avenir et Futura-Sciences.

- Une larve reconnaît les adultes reproducteurs qui la nourrissent

La larve d'un insecte, Nicrophorus vespilloides, qui dépend de la nourriture que lui donne les adultes se doit de faire le distinguo entre un adulte reproducteur, qui répondra favorablement à ses sollicitations, et un adulte non-reproducteur (pas encore parent), qui aura tendance à voir en elle un concurrent pour son futur petit et n'hésitera pas à la tuer.

Les coléoptères adultes de cette espèce se nourrissent sur les carcasses de petits oiseaux et de rongeurs pour fournir une alimentation à leurs petits. Ils régurgitent la chair pré-digérée pour les larves quand celles-ci demandent à être nourries. Comment les larves parviennent-elles à faire la différence entre un adulte ami et un adulte ennemi ? Elles seraient capables de distinguer un adulte reproducteur d'un adulte non-reproducteur en fonction de la composition chimique de leurs coquilles. Par ailleurs, les chercheurs ont montré que les larves réclamaient plus souvent de la nourriture à des adultes reproducteurs qui n'étaient pas leurs parents...

- Un virus zombifie des coccinelles au profit d'une guêpe

C'est en étudiant le parasitisme pratiquée par une guêpe parasitoïde au détriment de la coccinelle maculée que les auteurs de l'étude ont pu identifier le rôle d'un virus dans le changement de comportement de la coccinelle. Ce virus est injectée dans la coccinelle par la guêpe avec son œuf. Ensuite, le virus se développe à l'intérieur de la larve de la guêpe, qui se nourrit des fluides de la coccinelle. Puis, 20 jours plus tard, quand la larve émerge de l'abdomen de la coccinelle, le virus infecte cette dernière, provoquant une paralysie. Une fois immobilisée, la coccinelle monte la garde sur le cocon que la larve a tissée entre ses pattes.

- 8 neurones suffisent pour jouer à Tétris !

A l'origine, il y a la théorie très contestable d'une conscience qui émergerait de la complexité (conscience déterminée par le degré d’intégration - mesurable - des éléments d’un système) au lieu d'être, au contraire, une fonction spécialisée du cerveau (car il y a de nombreux processus très complexes du cerveau qui restent inconscients), liée à la réflexion, à l'examen, au manque d'information. Cette théorie en fait assez obscurantiste dénie le rôle très concret de l'information, des boucles de rétroaction, et du langage pour en faire un phénomène inconnaissable (bien que mesurable) et un simple épiphénomène.

L'expérience reste très intéressante de cette simulation qui montre qu'un très petit nombre de neurones peut générer des réactions élaborées, une intelligence acquise, avec la conséquence que c'est la complexité de l'environnement qui favorise la complexité cérébrale.

L’expérience rapportée par Plos consistait donc à mettre en scène des “agents intelligents” capables de capturer les blocs au fur et à mesure qu’ils tombaient sur l’écran et les placer le plus efficacement possible. Ces petites IA, ces “animats” comme on les appelle, ne disposaient en tout et pour tout que d’un réseau de 8 neurones pour effectuer leurs calculs : deux moteurs, deux capteurs, et quatre éléments internes effectuant la coordination et prenant les décisions. On le voit, des systèmes très simples, donc…

On a lancé la simulation, et, suivant la méthode propre aux algorithmes génétiques, on a sélectionné les animats qui se débrouillaient le mieux pour engendrer les générations suivantes. Au bout de 60 000 de ces itérations, les animats avaient développé des systèmes d’interconnexions très élaborés entre leurs 8 neurones. Ce qui laisse à penser que la complexité d’un environnement tend à favoriser l’évolution mentale, sans pour autant nécessiter un changement dans la quantité de neurones d’un cerveau.

- La formation des synapses

C'est la découverte d'un nouveau "code d'amarrage synaptique" contrôlant la formation de circuits neuronaux spécifiques.

Au cours du développement, un patron synaptique très précis est établi, chaque terminaison nerveuse devant faire deux choix cruciaux: le choix du port d'amarrage, le neurone cible, et le choix du quai d'amarrage sur cette cible. En conséquence, le cerveau mature contient une grande diversité de synapses du point de vue de leur morphologie et de leur physiologie. Chez l'homme, des défauts de synaptogenèse sont à l'origine de troubles neuro-développementaux tels que la schizophrénie ou l'autisme.

Le récepteur Brain Angiogenesis Inhibitor 3 (BAI3) est un récepteur d'adhésion couplé aux protéines G (RCPG) fortement exprimé dans le cerveau en développement. Des mutations dans le gène codant ce récepteur ont été associées à plusieurs troubles psychiatriques. Cette nouvelle étude montre pour la première fois que le récepteur BAI3 doit être présent dans les cellules de Purkinje du cervelet pour préparer les quais d'amarrage neuronaux des deux types de terminaisons nerveuses excitatrices que ces cellules reçoivent: les fibres parallèles et les fibres grimpantes. Par contre, le ligand de BAI3, la protéine C1Q-like1 (C1QL1) membre de la famille du complément C1Q, doit être libérée par la fibre grimpante, et uniquement par cette terminaison, afin que la connectivité du réseau soit établie normalement.

- Les ondes cérébrales renforcent ou affaiblissent les synapses

Deux régions du cerveau qui sont essentielles à l'apprentissage, l'hippocampe et le cortex préfrontal, utilisent deux fréquences différentes d'ondes cérébrales pour communiquer quand le cerveau apprend à associer des objets indépendants. Chaque fois que le cerveau relie correctement les objets, les ondes passent à une fréquence plus élevée, appelée «bêta», et quand l'estimation est incorrecte, les ondes sont de fréquence inférieures, « thêta ».

"C'est comme si vous jouez à un jeu d'ordinateur et que vous obtenez un ding quand vous avez bon, et un buzz quand vous vous trompez".

Lorsque l'estimation est correcte, les ondes sont produites dans la fréquence bêta, environ 9 à 16 hertz (cycles par seconde). Lorsque c'est incorrect, les ondes oscillent dans la fréquence thêta, d'environ 2 à 6 hertz.

De quoi sans doute pouvoir renforcer l'apprentissage mais aussi tromper le cerveau en renforçant des associations erronées ?

- De l'ADN humain rend les souris plus intelligentes

La taille des cerveaux de souris a été augmentée en leur insérant simplement de l'ADN spécifiquement humain (différent du chimpanzé) qui contrôle l'activité d'un gène. Ce travail donne une des preuves génétiques les plus forte de la façon dont l'intelligence humaine a pu dépasser celle de tous les autres singes.

Ils se sont intéressés particulièrement à des segments d'ADN appelés amplificateurs, contrôlant l'activité des gènes qu'ils touchent. Ils ont sélectionné les amplificateurs qui étaient différents entre humains et chimpanzés et se trouvaient à proximité de gènes qui jouent un rôle dans le cerveau.

Les chercheurs ont déterminé que HARE5 contrôle probablement un gène appelé Frizzled 8 et qui fait partie d'une voie moléculaire importante pour le développement du cerveau. La version humaine de l'amplificateur a pour conséquence que les cellules qui sont destinées à devenir des cellules nerveuses se divisent plus fréquemment, fournissant ainsi un plus grand nombre de cellules au cortex. Les embryons porteurs d'un HARE5 humain ont ainsi des cerveaux qui sont 12% plus gros que les cerveaux des souris porteuses de la version chimpanzé de l'amplificateur.

Cette méthode pour déterminer ce qui nous différencie des chimpanzés va être étendue à d'autres facteurs que la multiplication des neurones (modifiant les fonctions des zones corticales ou les connexions des neurones). Pour l'instant, ce n'est pas si extraordinaire d'avoir découvert un des mécanismes nous faisant produire plus de neurones, sauf qu'on va l'appliquer aux chimpanzés, dont l'intelligence se rapprochera donc de plus en plus de la nôtre...

- L'activité cérébrale d'une souris

Les points roses qui s'activent ici et là représentent l'activation des neurones d'une souris regardant une animation.

"Nous pouvons donc à présent observer l’activité neuronale d’une larve de mouche rampant sur un plateau ou d’un poisson nageant dans un bocal".

- Reconstitution d'un rongeur géant d'1,50m

Josephoartigasia monesi pesait une tonne et pouvait mesurer jusqu'à 1 m 50 de haut. Ce rongeur géant vivait en Amérique du Sud il y a quelques millions d'années. La modélisation par ordinateur d'un crâne fossile a permis aux scientifiques de le reconstituer.

Le crâne retrouvé, avec ses 53 cm de long, devait en effet appartenir à un animal ressemblant à un cochon d'Inde de la taille d’un hippopotame.

L'animal fait beaucoup penser aux Pacaranas, des rongeurs du genre Dinomys vivant sur les collines ou les vallées de la forêt tropicale humide de la Cordillère des Andes.

- Les chiens domestiqués seulement au néolithique ?

Grâce à un scanner 3D, les chercheurs ont créé des modèles numériques des deux crânes fossiles : l'un datant de 14.000 ans et originaire de Eliseevichi (un village russe situé à près de 300km au sud-ouest de Moscou) et l'autre, vieux de 32.000 ans, provenant de Goyet (Belgique). L'équipe les a ensuite comparés avec d'autres crânes, anciens et modernes, de loup et de chien. "Nous démontrons que ces canidés paléolithiques sont définitivement les loups et pas des chiens", concluent les chercheurs. Il n'y a donc plus de preuve de la domestication du chien par des hommes du Paléolithique. Celle-ci a plus vraisemblablement eu lieu lorsque l'homme s'est sédentarisé et a développé l'agriculture il y a environ 12.000 ans, au Néolithique.

Cette étude est problématique car on sait avec certitude que des chasseurs-cueilleurs avaient des chiens (sans doute avant 30 000 ans). Comme cette domestication s'est faite à partir du loup, on pourrait juste en conclure que les loups domestiques ont gardé jusqu'au néolithique leur gueule de loup ?

- Les chiens distinguent les émotions sur le visage humain

- Face à la déforestation, l'orang-outang opte pour la marche à pied

Les clichés montrent que les orangs-outangs adoptent majoritairement des comportements terrestres dans la zone de forêt récemment exploitée. Une explication possible est que la chute des arbres oblige les animaux, dans leur progression, à descendre au sol. En outre, les mâles comme les femelles n'hésitent pas à traverser des zones débroussaillées et à emprunter des routes de bûcherons. Encore plus étonnant, les primates se révèlent aussi terrestres dans la zone de forêt primaire où, à la cime des arbres, le couvert végétal n'est pas troué.

- Découverte des "neurones prédictifs" chez les primates

Différents des neurones miroirs qui répliquent l'action qu'on regarde, les neurones prédictifs, localisés dans la dorsale du cortex cingulaire antérieure, infèrent les comportements futurs des comportements passés, notamment la coopération ou l'agression.

- 2 types d'extravertis

Il y aurait donc 2 types d'extravertis, qu'on pourrait distinguer par leur cerveau : les grégaires (qui cherchent le partage et l'affection) et les ambitieux (qui cherchent le leadership).

- La musique et les émotions

Le but de l'étude est d'associer des émotions à la musique.

- Les couleurs et les émotions

- Neandertal disparu il y a 45 000 ans ?

Une seconde étude confirme que l’homme de Neandertal s’est éteint plus tôt qu’on ne le pensait, et suggère même que notre cousin a disparu de la Péninsule ibérique plus tôt que du reste de l’Europe. Un comble, alors que cette région était réputée avoir été son dernier refuge, jusqu’il y a 32.000 voire 24.000 ans. En août 2014, une équipe internationale estimait déjà que le rival malheureux d’Homo sapiens avait probablement totalement disparu entre -39.000 et -41.000 ans. Cette fois, des chercheurs de Tenerife ont réévalué le site d’El Salt, à Alicante, au sud-est de l’Espagne, riche en outils, ossements de gibier, traces de feu, et dents de Néandertaliens… avec les méthodes de thermoluminescence et de datation par luminescence stimulée optiquement.

Verdict : le site a été occupé aux alentours de 60.000 ans, puis les séjours d’hommes préhistoriques, d’abord récurrents, sont devenus de plus en plus rares et le site a été abandonné aux alentours de 45.000 ans. Au moment d’ailleurs où l’environnement alentours connaissait un épisode d’aridification extrême.

Voir aussi Sciences et Avenir.

- La peste noire venait du Kazakhstan

Un printemps chaud et un été humide au Kazakhstan entrainaient systématiquement une épidémie de peste à Hambourg ou à Londres 15 ans plus tard...

Sur leurs terres d’origine, la pullulation des gerbilles malades et celle de leurs puces porteuses du bacille mortel est pilotée par le climat, rappelle Nils Chr. Stenseth, de l’université d’Oslo. "Les puces sont plus actives en cas de chaleur et infectent donc davantage de rongeurs. 1°C de plus en été en Asie centrale double la prévalence de la peste chez les rongeurs sauvages. De nouvelles vagues de pestes surviennent peu après, touchant d’abord la Russie du sud, puis les ports européens". Elles arrivent en Europe de l’ouest en une douzaine d’année, puis y explosent dans les trois années suivantes.

Et c’est seulement à ce moment là que le "sac à puces" local, le rat noir, joue alors un rôle de terrible vecteur, colportant les parasites et le bacille de sa cousine asiatique…

La peste noire a surtout fait des dégâts à cause de la démographie et de l'état de santé des populations. C'est en effet l'époque de ce que Pierre Chaunu appelait le "monde plein" où les villages isolés se faisaient rares. La régulation par épidémies est un classique de l'écologie. On peut remarquer aussi que beaucoup d'épidémies viennent d'Asie, peut-être parce que c'est là que la densité de population a toujours été plus grande qu'en Europe ?

Santé

traitements, nutrition, hygiène

- Ovule et sperme obtenus à partir de cellules de la peau

C'est une découverte importante sur plusieurs points, notamment pour la réinitialisation de l'épigénome et la transmission de l'information épigénétique ainsi que le rôle déterminant de la surexpression de SOX17 pour spécifier les cellules germinales primordiales ainsi que la glycoprotéine CD38 sur la membrane de la cellule. Ce qui intéresse tout le monde, c'est surtout que cela ouvre à la possibilité d'avoir un enfant à partir de 2 hommes, voire à partir d'une seule personne puisqu'on pourrait obtenir aussi bien une ovule que du sperme à partir de cellules de la peau reprogrammées. L'article est accessible et ne parle pas du tout de cela à première vue mais seulement d'obtenir des précurseurs d'ovules ou de sperme. Cependant, les réticences des scientifiques et leur intention initiale ne comptent guère dans l'affaire.

Cette étude peut être le début de nouvelles perspectives dans le développement de nouvelles méthodes pour le traitement de l’infertilité. […] Je ne suis [néanmoins] pas en faveur de la création artificielle d’êtres humains et les implications sociales et éthiques de notre découverte ont besoin d’être étudiées.

- Un gel à base d'ADN synthétique pour l'impression 3D de tissus biologiques

L'ADN combiné à un peptide constitue l’échafaudage, la matrice 3D, contenant les cellules sans risque de rejet.

- Le mécanisme d'infection des virus

Tout a commencé en 2012, lorsque les chercheurs de l'Université de Leeds découvrent comment la séquence ARN du virus (zig-zag en blanc sur le schéma ci-contre) se plie dans son enveloppe externe. Un processus remarquable parce que chaque nucléotide, qui compose la séquence, doit être correctement plié pour s'intégrer ensuite dans la capside virale (enveloppe la plus externe du virus, contenant des protéines représentées en rouge et jaune sur le schéma ci-dessus). Ce mécanisme permet in fine au virus de se multiplier. Malgré la complexité, le virus résout ce problème en quelques millisecondes.

Les chercheurs ont conçu des algorithmes afin de déchiffrer le code génétique à l'origine de ce processus, aboutissant à des modèles informatiques. Ils ont utilisé leurs modèles chez le virus satellite de la nécrose du tabac, un virus à ARN qui infecte de nombreuses plantes, et ont utilisé une technique appelée "spectroscopie de fluorescence" afin de suivre le pliage de l'ARN de ce virus. Et c'est ainsi qu'ils sont parvenus à déchiffrer ce code.

- Une protection contre le VIH

Cette molécule, totalement artificielle, comprend trois éléments. Le premier est la protéine CD4, présente habituellement sur certains types de globules blancs (les lymphocytes T4). Elle est couplée à un fragment d'anticorps (aussi appelé immunoglobine) et à une structure mimant le co-récepteur (CCR5) du VIH ; l'ensemble est baptisé eCD4-Ig. Ce dernier offre une très forte protection contre le VIH mais a une durée de vie très limitée. Pour résoudre ce problème, l'équipe américaine a associé eCD4-Ig à un virus de type adéno-associé (AAV), non pathogène, et permettant le transfert de gènes. Concrètement, il est capable de s'introduire dans les cellules et de leur faire fabriquer indéfiniment une protéine protectrice contre le VIH sur une longue durée: plusieurs mois, voire plusieurs années.

- Le Truvada efficace contre le Sida

Aux Etats-Unis, depuis quatre ans, des essais avaient déjà montré qu’une prescription d’un antiviral en continu se montrait relativement efficace pour un séronégatif. Mais quid d’une prescription limitée, juste autour de la prise de risque, ce qui serait évidemment beaucoup plus commode ? L’essai Ipergay s’est construit sur cette question, avec une prescription du Truvada - bithérapie classiquement utilisée pour soigner un séropositif - à une personne juste avant une prise de risque sexuelle (de vingt-quatre heures à deux heures avant), puis une seconde fois le jour même, et enfin vingt-quatre heures après.

Voir aussi Futura-Sciences. Il y a cependant des effets secondaires qui peuvent être assez lourds pour arrêter le traitement, qui est d'ailleurs très cher.

- Un vaccin anticancer universel qui cible la télomérase

L'UCPVax est dit "universel" car il cible la "télomérase", une enzyme qui confère un pouvoir d'immortalité aux cellules cancéreuses et qu'on retrouve dans la plupart des cancers, ont expliqué les professeurs lors d'une conférence de presse. Concrètement, leur vaccin thérapeutique active les lymphocytes T CD4, des cellules du système immunitaire efficaces pour lutter contre la tumeur, ont-ils précisé. "Ce vaccin antigène va stimuler l'immunité du patient contre la tumeur".

Contrairement à la vaccination préventive, la vaccination thérapeutique vise à stimuler les réponses immunitaires des patients quand la maladie est déjà déclarée. Ce type de vaccin anticancer pourrait donc, dans l’avenir, être utilisé comme traitement curatif complémentaire à la chirurgie, la radiothérapie et la chimiothérapie.

- Cancer : une nouvelle molécule pour "affamer" les tumeurs

L'originalité de la stratégie est de "s'attaquer à une protéine inédite" dite phosphatase. "Cette molécule bioactive s'attaque à la division cellulaire propre aux cellules cancéreuses sans toucher les tissus sains environnants. Elle s'attaque de plus au réseau vasculaire tissé par la tumeur". S'attaquer à ces néo-vaisseaux serait ainsi une façon de "couper les vivres" à la tumeur, l'affamer pour mieux la combattre.

Les résultats des essais menés sur les souris l'ET-D5 n'ont cependant pas encore été publiés "pour des raisons de concurrences"

- Des nanoparticules combinant imagerie et traitement pour les cancers

Ce nouveau traitement est constitué d'une coque de silice nanoporeuse abritant des nanoparticules d'or. Il permet de combiner trois techniques d'imagerie complémentaires (IRM, imagerie par fluorescence et un type d'imagerie ultrasonore dite "photo-acoustique") et deux types de traitements (chimiothérapie et thérapie photo-thermique).

- L'huile d'olive tue les cellules cancéreuses

Cette huile végétale recèle de précieux composants, notamment un polyphénol, l’oléocanthal (OC), aux vertus extraordinaires : il tuerait les cellules cancéreuses (prostate, sein, pancréas), par un processus qui vient d’être élucidé, en moins d’une heure !

L’oléocanthal est un composé antioxydant présent dans les huiles d’olive extra-vierges, bien conservé si l’huile a été obtenue par extraction à froid (en dessous de 27 °C).

L’oléocanthal pénètre à l’intérieur des cellules cancéreuses et détruit les lysosomes, sortes de petits sacs internes qui accumulent les déchets. Les lysosomes sont plus gros dans les cellules cancéreuses que dans les cellules saines et sont plus fragiles aussi. L’oléocanthal endommage visiblement la membrane de ces sacs en inhibant une enzyme, c’est alors que les fonctions cellulaires commencent à faiblir puis la cellule meurt. Tandis que les cellules saines, elles, demeurent intactes.

Il y a aussi l'oxyde de graphène qui serait un anti-cancéreux...

- Le traitement hormonal de la ménopause augmente le risque de cancer

Le traitement hormonal de la ménopause (THM) comporte un risque accru de cancer de l'ovaire, même lorsqu'il n'est prescrit que pendant quelques années. Ce traitement avait déjà été fortement décrié en 2002. Une étude avait alors montré qu'il entraînait une augmentation du risque de cancer du sein.

« Pour les femmes qui prennent un THM pendant 5 ans à partir de l'âge de 50 ans, cela signifie un cancer supplémentaire pour 1.000 utilisatrices et un décès par cancer de l'ovaire pour 1.700 utilisatrices ».

Le cancer de l'ovaire est beaucoup plus rare que le cancer du sein, les risques mis en évidence par l'étude devraient donc avoir un « impact limité » sur le risque global du traitement hormonal de la ménopause.

- Des mutations en dehors des gènes à l'origine de cancers

Des mutations dans les zones régulatrices et dans les boucles d'ADN peuvent avoir des répercussion sur des gènes éloignés et produire certains cancers comme celui de l'intestin.

- La poussière de bois peut causer le cancer du poumon

Le risque de cancer du poumon est de 40 à 70 % plus grand chez les travailleurs les plus exposés. Ce risque augmente avec la durée et l'intensité de l'exposition à la poussière de bois.

Rappelons que la poussière de bois est libérée lors de diverses opérations: rabotage, sciage, ponçage... Sa composition varie selon l'espèce de bois - dure ou tendre ? et les traitements reçus lorsque le bois est manufacturé. La poussière de bois peut ainsi contenir toutes sortes de produits chimiques dérivés des vernis, colles, peintures, teintures et agents antifongiques utilisés. Les travailleurs peuvent y être exposés par voie respiratoire ou cutanée, ce qui est susceptible d'entraîner à long terme des allergies, des troubles respiratoires ou le cancer.

- Le tabac cause d'autres maladies mortelles que le cancer

En sus du cancer du poumon, des maladies artérielles, des attaques cardiaques bien connus, les chercheurs ont découvert que le tabac pouvait augmenter de manière importante les risques d’infection, de maladie des reins et d’autres affections du cœur et du poumon qui ne lui étaient jusqu’à lors pas attribuées.

Une nouvelle molécule, la varénicline, agissant sur les récepteurs à la nicotine dans le cerveau, serait efficace pour arrêter de fumer progressivement.

- L'alcool produit des anti-oxydants pour les non-fumeurs

Boire de l'alcool produirait chez les non-fumeurs seulement (on ne sait pas pourquoi) une hausse de la bilirubine qui résulte de la décomposition des globules rouges et qui est un puissant antioxydant.

- Des nanoparticules anti-oxydantes à injecter en cas d'urgence

L'injection de nanoparticules PEG-HCC (polyethylene glycol-hydrophilic carbon clusters) pourrait s'avérer efficace lors d'urgences comme par exemple un accident ou une crise cardiaque. Elles protégeraient en effet des dommages causés par un stress oxydatif important. La recherche a aussi montré que les nanoparticules avaient des propriétés proches de celles de la superoxyde dismutase (SOD).

Ces nanoparticules sont donc particulièrement intéressantes pour lutter contre des maladies qui impliquent des radicaux libres : traitement des lésions cérébrales traumatiques, des AVC, des blessures aiguës d’organes ou de tissus. Ils peuvent aussi être employés dans le cadre de procédures médicales comme la greffe d’organe. En effet, à chaque fois qu’un tissu subit un stress important, des superoxydes peuvent se former.

- La protéine NHE9 déficiente dans l'autisme est hyperactive dans les cancers du cerveau

Cette protéine équilibre les pompes à proton qui maintiennent l'acidité de poches servant au transport (endosomes) de protéines soit vers leur cible soit pour destruction, la vitesse de leur mouvement étant déterminé par leur acidité interne. Dans certains autismes la déficience de NHE9 rend les endosomes trop acides, détruisant leur contenu. Dans le cancer du cerveau, c'est le contraire, trop de NHE9 rend les endosomes alcalins et ralentit leur migration, favorisant non seulement le cancer mais le protégeant de la chimiothérapie.

- Les capacités sociales protègeraient du déclin de la mémoire ?

Il s'est avéré que le cerveau des SuperAgers' présentait un cortex antérieur cingulaire (en rouge dans l'illustration ci-contre) plus épais et, surtout, un stock très important d'un type de neurones particuliers, habituellement liés à une intelligence sociale plus élevée : les neurones VEN.

"Nous pensons que ces neurones von Economo jouent un rôle essentiel dans la transmission rapide d'informations pertinentes relatives aux interactions sociales. Ce qui expliquerait qu'ils soient impliqués dans de meilleures capacités de mémoire".

- Du chocolat anti-âge

Juste une petite barre de 7,5 g de ce chocolat anti-vieillissement chocolat contiendrait la même quantité de l'antioxydant "astaxanthine" qu'un filet de saumon de l'Alaska, et des niveaux équivalents de polyphénols de cacao qui combattent les radicaux libres que 100g de chocolat noir.

Ses créateurs prétendent que cela pourrait transformer la peau d'un individu de 50-60 ans en celle de quelqu'un de 20 ou 30. Les essais ont montré qu'après quatre semaines de prise de chocolat chaque jour, les bénévoles avaient moins de signes d'inflammation dans le sang et une augmentation de l'irrigation des tissus de la peau.

Tout cela pourrait être surtout publicitaire sans étude scientifique confirmant ces effets (que la levure de bière produit tout autant).

- La mélatonine contre les douleurs neuropathiques

La mélatonine, souvent appelée hormone du sommeil, agit sur deux récepteurs, appelés MT1 et MT2, qui assurent la régulation de plusieurs fonctions telles que le sommeil, la dépression, l’anxiété et les rythmes circadiens.

Gabriella Gobbi du Département de psychiatrie de l’Université McGill et ses collègues internationaux ont montré qu’une molécule, appelée UCM924, ciblant le récepteur MT2 de la mélatonine, soulage la douleur chronique chez des modèles animaux. En activant les récepteurs MT2 dans la matière grise périaqueducale (une région du cerveau qui joue un rôle important dans la maîtrise de la douleur), l’UCM924 inhibe les neurones qui déclenchent la douleur et stimule ceux qui la soulagent.

Des études précédentes avaient montré que la mélatonine en vente libre n’exerce qu’un effet très limité. La Dre Gobbi et son équipe ont démontré que la mélatonine exogène active à la fois les récepteurs MT1 et MT2, qui exercent des effets contradictoires et opposés, d’où son efficacité limitée.

Voir aussi techno-science.

- Dormir plus de 8h augmente le risque d'un AVC

Les personnes âgées qui dorment ordinairement plus longtemps que la période recommandée augmentent leur risque de souffrir d'un accident vasculaire cérébral de près de 46%.

Difficile cependant de savoir si le sommeil est la cause ou un symptôme associé.

- L'eau fluorée prédispose à la dépression

Cela pourrait signifier que jusqu'à 15 000 personnes souffrent inutilement de problèmes de thyroïde qui peuvent causer de la dépression, du gain de poids, de la fatigue et des douleurs musculaires.

L'étude est cependant contestée. A confirmer, donc.

- TIME-RESTRICTED FEEDING : 12h entre les repas pour avoir la forme pas les formes

On avait effectivement déjà vu que ne pas manger pendant 12h permettait l'expression de gènes bénéfiques.

Il suffit qu’une souris obèse ne mange que dans une fenêtre de 12h en journée et n’apporte aucune calorie à son organisme les 12h restantes, pour voir son corps s’affiner et s’amincir. Mieux, on remarque chez ces souris une régression de l’obésité et des autres maladies chroniques liées à l’alimentation, comme le diabète de type II.

- Une injection de morpholino pour maigrir

On appelle morpholino en biologie une substance qui vise l'expression de gènes particuliers, dans ce cas ceux qui servent à stocker l'énergie (K_ATP).

- BHB, une cétone produite lors d'un jeûne réduit l'inflammation

La cétone β-hydroxybutyrate bloque la voie inflammatoire NLRP3.

- Une insuline intelligente qui ajuste la glycémie en temps réel

Cette insuline modifiée porte un acide phénylboronique sur lequel le sucre se fixe pour stimuler l'action de l'hormone.

L’insuline développée ici, baptisée Ins-PBA-F, est chimiquement modifiée. Elle porte un domaine aliphatique qui facilite les interactions hydrophobes et la sensibilité au glucose grâce à un groupement d'acide phénylboronique (PBA) à une extrémité. Dans des conditions normales, cette insuline modifiée se lie à des protéines en circulation dans le sang, ce qui bloque son activité. Mais quand les niveaux de sucre s’élèvent, le glucose se lie au PBA, ce qui libère l'hormone et déclenche l’action de l’insuline.

- Le dinitrophénol (DNP) contre le diabète ?

C'est un produit dangereux qui était utilisé pour faire des explosifs et a déjà servi de pilule amaigrissante avant d'être interdite à cause de risques de fièvres fatales mais qui pourrait être utile à très petites doses quotidiennes contre le diabète en diminuant le rendement énergétique des cellules et faisant baisser le taux de glucose dans le sang.

- Le piment pour maigrir

Des chercheurs avancent que des compléments alimentaires à base de capsaïcine (le composé chimique présent dans le piment qui entraîne une sensation de brûlure) pourraient éliminer le besoin de restreindre son apport calorique. L’action de ce composé est simple, il permet de transformer les "mauvaises graisses" en "bonnes graisses brunes".

- L'anorexie due à l'effet du stress sur le microbiote ?

L’ensemble de ces bactéries, au nombre de 100.000 milliards, forme ce que l’on appelle le microbiote intestinal. Sous l’influence d’un stress, certaines produisent une protéine (ClpB) qui a une particularité étonnante que les chercheurs ont détaillée dans leur étude parue dans la revue Plos One : elle mime l’hormone de la satiété, la mélanotropine. Autrement dit, elles pourraient envoyer au cerveau un message chimique régulant l’appétit.

Cette découvert résulte des travaux de l’Inserm sur une soixantaine de personnes souffrant de troubles alimentaires. Toutes possèdent, en effet, davantage d’anticorps reconnaissant à la fois l’hormone et la protéine bactérienne. Des expériences concordantes ont également été menées sur des souris. Exposés à des bactéries produisant la ClpB, ces animaux perdent rapidement du poids avant de réduire leur alimentation.

Ces chercheurs forment donc l'hypothèse que, sous l’effet d’un stress psychologique, les bactéries du microbiote produiraient davantage de ClpB qui, en passant dans le sang, ferait chuter l’appétit.

- La schizophrénie pourrait faire grossir en augmentant les cannabinoïdes

Les chercheurs ont observé chez les sujets une hyperactivité de l'amygdale (région limbique) de l'hémisphère gauche, comparativement au groupe témoin constitué de sujets sains. Ces changements cérébraux ont été associés à une augmentation des niveaux de glucose, de triglycérides et d'anandamide, le principal neurotransmetteur cannabinoïde. Pendant le traitement, les participants ont également pris du poids et ont présenté moins de symptômes positifs (délires et hallucinations). L'analyse statistique, quant à elle, suggère une implication de l'anandamide dans l'hyperactivation de l'amygdale chez ceux qui ont visionné des images stimulant l'appétit.

- Pourquoi le cannabis donne faim

En principe, les neurones POMC (pro opiomélanocortine) sont ceux qui signalent à l’organisme qu’il a mangé à satiété. Mais exposés aux cannabinoïdes, ces neurones retournent leur veste et transmettent une information inverse. Ainsi, alors que les scientifiques s’attendaient à voir l’activité de ces neurones décroître sous l'effet des cannabinoïdes, ils ont eu la surprise de découvrir que ceux-ci étaient bel et bien excités. Sauf qu'au lieu d'émettre comme à leur habitude une hormone provoquant la satiété (l'alpha-MSH), les neurones POMC s'étaient mis à sécréter une hormone faisant l'inverse : une bêta-endorphine. Laquelle, en migrant vers la région cérébrale du contrôle de l’appétit située dans l'hypothalamus, ont conduit les souris étudiées à ressentir la faim.

- 24% des psychoses causés par la consommation de cannabis à forte puissance

Selon une étude, menée à Londres, publiée dans The Lancet Psychiatry, 24% des nouveaux cas de psychose sont associés à la consommation de cannabis à forte puissance tel que le "skunk".

Comparativement à ceux qui ne consomment pas de cannabis, ceux qui consomment ce type de cannabis, à fort taux de THC (tétrahydrocannabinol), ont un risque de psychose d'allure schizophrénique 3 fois plus élevé et 5 fois plus élevé s'ils en consomment tous les jours.

L'étude a porté sur 410 personnes résidentes du South London, âgées de 18 à 65 ans, qui rapportaient un premier épisode de psychose et 370 personnes en santé.

Le risque de psychose dépendait de la fréquence d'utilisation et de la puissance du cannabis. L'utilisation de haschisch (résine de cannabis), qui contient une forte teneur en cannabidiol (CBD), n'était pas été associée à un risque accru de psychose.

Voir aussi Sciences et Avenir. Le chiffre de 24% des psychoses est étonnamment élevé, difficilement croyable à ce niveau par rapport aux études antérieures (on soupçonne un biais statistique), mais le risque semble incontestable et serait dû, en fait, au taux trop élevé de THC par rapport au cannabidiole qui normalement l'équilibre dans les plantes naturelles. Mieux, il semblerait que le cannabidiole soit un puissant anti-psychotique, notamment dans la schizophrénie dont on a vu qu'elle se caractérisait par un niveau élevé d'endocannabiboïdes. Un argument de plus pour utiliser des plantes traditionnelles plutôt que des produits chimiques ou des plantes modifiées.

Des fumeurs contestent cette étude pour de mauvaises raisons, notamment l'appellation skunk trop générique pour désigner des herbes au fort taux de THC (c'est une facilité journalistique, d'autres herbes sont plus fortes) et, encore plus stupide, parce que le hash est plus fort que l'herbe, ce qui n'est pas le problème mais le rapport entre THC et cannabidiole.

- De la marijuana contre la dépression

Le cannabis pourrait aider à traiter la dépression. La raison : le stress chronique qui conduit à des comportements dépressifs est associé à un niveau réduit d’endocannabinoïdes, des molécules naturellement présentes dans le cerveau et proches du THC du cannabis.

Cependant d'autres études semblent établir qu'une utilisation intensive du cannabis rendait plus sensible au stress et plus facilement dépressif...

- Le cannabis, la moins dangereuse des drogues

Selon cette étude, c'est l’alcool qui s’avère être le plus mortel, suivi par l’héroïne et la cocaïne, à l’échelle de l’individu tout du moins. Le cannabis serait même environ 114 fois moins mortel que l’alcool, selon les auteurs

C’est d’ailleurs la drogue étudiée la moins mortelle pour ses consommateurs. Ces découvertes confirment les classements établis il y a de nombreuses années maintenant sur la dangerosité des drogues, avec une méthodologie différente. Mais dans le contexte actuel où la légalisation du cannabis refait régulièrement surface, cette étude tombe à point nommé.

Et bien évidemment, cela ne signifie absolument pas que le cannabis n’est pas dangereux. Les risques sont bien connus, et comme pour tout, les excès sont plus dangereux encore. Mais ce qu’il ici important de noter, c’est que la législation entourant le cannabis et l’alcool ou le tabac, par exemple, est radicalement différente.

La loi aujourd’hui « manque de base scientifique ». Cette étude en est la parfaite confirmation. Les auteurs réclament donc « une priorisation de la gestion du risque envers l’alcool et le tabac plutôt que le drogues illicites ». En ce qui concerne le cannabis, ses faibles risques « suggèrent une approche de régulation légale plutôt que l’approche d’interdiction actuelle »…

Ce n'est pas vraiment nouveau mais confirme l'absurdité de la prohibition, d'autant que la dangerosité du cannabis se situe principalement au moment du développement du cerveau et que la prohibition réserve pour ainsi dire sa consommation aux plus jeunes ! De plus, la lutte contre la drogue augmente les risques de dépendance qui est liée à l'environnement plus qu'au produit.

- L'alcool plus dangereux pour la santé mentale que les psychédéliques

- L'ocytocine empêche d'être ivre

L'ocytocine empêcherait l'alcool de se lier aux récepteurs GABA.

Voir aussi Sciences et Avenir.

- Une mauvaise pilule d’ecstasy gagne l'Europe

Ces pilules contiennent de la PMMA (para-méthoxyméthamphétamine). Cette molécule est effectivement plus toxique que l’habituelle MDMA (méthylènedioxyméthamphétamine) des cachets d’ecstasy. Ce n’est d’ailleurs pas la première fois que la PMMA est retrouvée dans des comprimés d’ecstasy. Gregory Pfau de Médecins du Monde indique que cette substance est présente sur le marché depuis "le début des années 2000 et notamment 2008, 2009". En effet, durant ces deux dernières années, une pénurie en matières premières nécessaires pour synthétiser la MDMA avait conduit, semble-t-il, les fabricants d’ecstasy à se reporter sur la PMMA.

"A priori, la PMMA se distingue de la MDMA par son effet retard, précise Gregory Pfau. Parce que la molécule met plus de temps à agir, l’usager peut croire que la pilule n’a pas d’effet et aura donc tendance à en reprendre". De plus, les effets de la PMMA sont différents de ceux de la MDMA. Plus proche d'une ivresse alcoolique que du fameux effet "love" générateur d'empathie qui caractérise l’ecstasy.

- L'art et les émotions positives réduisent l'inflammation

Les moments heureux et exceptionnels que l’on vit une fois confronté à la beauté de la nature ou à l’art seraient liés à une baisse des cytokines, des molécules pro-inflammatoires présentes dans le corps. Ces cytokines ont pour fonction de doper le système immunitaire, mais si elles restent dans le corps en trop grandes quantités elles peuvent être néfastes. Elles sont par exemple associées au diabète de type 2, aux maladies cardiaques, à l’arthrite et à la maladie d’Alzheimer.

- Une molécule chaperone qui empêche les amyloïdes de s'agglutiner

- L'Alzheimer causée par un dérèglement immunitaire

Il y aurait 2 façons d'avoir l'Alzheimer, par héritage génétique (surexpression de P25) ou par modification épigénétique acquise (inflammation).

Les chercheurs ont trouvé que des variantes génétiques associées à la maladie d'Alzheimer concerneraient des processus immunitaires et non des processus neuronaux, ce qui indique que la prédisposition génétique à la maladie d'Alzheimer affecte principalement le processus immunitaire plutôt que des processus neuronaux.

Les mêmes régions régulatrices qui étaient actives ou réprimées chez la souris ont montré les mêmes tendances chez les humains. Ils ont également constaté que les régions ayant une activité accrue dans le modèle murin de la maladie d'Alzheimer avaient des fonctions immunitaires chez l'homme, et les régions qui ont manifesté une baisse d'activité avaient des fonctions neurales chez l'homme.

Les régions hyperactives se trouvent dans un type de cellules immunitaires appelé microglies, responsables du recyclage des cellules infectées ou endommagées. Elles sécrètent également des produits chimiques qui déclenchent l'inflammation.

"Nos données suggèrent que la microglie est fortement activée pendant la progression de la maladie d'Alzheimer. Ces cellules sont importantes du fait de leur fonction cérébrale mais aussi du fait qu'elles partagent leurs marqueurs de surface cellulaire CD14 avec les macrophages qui infiltrent le cerveau lors de la progression de la maladie".

Des études antérieures des génomes de patients Alzheimer avaient déjà identifié des variantes génétiques communément associées à la maladie, mais les scientifiques ne savaient pas comment ces variantes pouvaient contribuer à la maladie, puisque la majorité d'entre elles se trouvent en dehors des régions codant pour des protéines.

"Nos cartes épigénomiques nous ont permis de placer désormais ces variantes génétiques non codantes dans le contexte de régions régulatrices des gènes qu'ils jouxtent et qui ont un rôle dans la maladie".

On savait déjà que l'Alzheimer était liée à l'inflammation, ce que cette étude confirme mais je n'ai pas bien compris ce qu'ils nomment épigénétique. Il semblerait que ce soit de s'occuper des régions régulatrices au lieu de celles codant les protéines alors que l'épigénétique, qui peut être acquise, résulte plutôt des modifications de la chromatine (méthylation ou acétylation des histones). Ce serait par la configuration de la chromatine qu'ils auraient repéré leur fonction régulatrice dans la maladie ? Il y a cependant une autre étude qui met en cause la barrière hémato-encéphalique (BHE) qui deviendrait perméable avec l'âge (augmentant l'inflammation ou résultat de l'inflammation?). Sinon, l'eau contaminée par les cyanobactéries pourrait être une des causes d'Alzheimer et l'hypothèse du rôle de l'aluminium dans la maladie se renforce (l'aluminium étant utilisé dans les vaccins justement pour augmenter la réaction immunitaire et donc l'inflammation), pouvant favoriser d'autres maladies aussi (sclérose en plaque, maladie de Crohn, colopathies ou syndrome de l’intestin irritable).

- La dépression, une inflammation du cerveau ?

L'inflammation est plus élevée de 30% en moyenne dans trois régions du cerveau (cortex préfrontal, cortex cingulaire antérieur et insula) chez les personnes dépressives. Et l’importance de l’inflammation est fonction de la sévérité de la dépression ! "Cette découverte apporte la plus complète preuve à ce jour de l’inflammation du cerveau, et plus spécifiquement de l’activation de la microglie, dans les épisodes dépressifs majeurs".

A prendre quand même avec des pincettes, cela demande au moins confirmation. L'inflammation pourrait être une conséquence plus qu'une cause mais on sait que le Doliprane par exemple réduit (un peu) la dépression. De même des petites doses de cannabis ont un effet anti-inflammatoire qui pourrait expliquer que cela réduise la dépression comme indiqué plus haut.

- L'arglabine, un anti-inflammatoire qui réduit le cholestérol

L’inflammasome NLRP3 est un complexe de trois protéines : Nlrp3, ASC et une protéase inactive, la pro-caspase-1. En réponse à des stimuli endogènes comme les cristaux de cholestérol ou exogènes comme l’infection, l’inflammasome est activé par maturation de la caspase-1 qui, à son tour, active, en les clivant, les précurseurs des interleukines IL-1β et IL -18, les deux cytokines principalement responsables de l’inflammation. L’IL-1β et l’IL-18 sont alors sécrétées à l’extérieur des cellules où elles agissent sur les différents tissus de l’organisme, et en particulier sur les artères où elles vont contribuer au développement de l’athérosclérose.

Mustapha Rouis et son équipe ont montré que l'arglabine inhibe spécifiquement l'activité de l'inflammasome NLRP3, in vitro et in vivo. L'arglabine agit en partie sur la caspase-1 en l'empêchant d'activer les interleukines, mais également en convertissant les macrophages délétères en macrophages protecteurs ayant une action anti-inflammatoire. A leur grande surprise, les chercheurs ont observé qu'en plus de ces effets, l'arglabine normalise complètement les taux plasmatiques du cholestérol et des triglycérides dans des modèles de souris génétiquement modifiées et placées sous régime alimentaire gras, comparable au régime alimentaire des pays occidentaux.

- Des guides pour réparer les nerfs imprimés en 3D

Ce sont des petits tubes faits pour guider les nerfs coupés afin qu'ils se rejoignent. Ils sont conçus par ordinateur en fonction de la blessure puis imprimées avant d'être implantés dans le corps.

- Robear, un robot pour soulever des patients handicapés

Il s'appelle Robear et sait par exemple prendre une personne sur un lit pour la déposer dans un fauteuil roulant.

Technologie

biotechnologies, informatique, robotique

- Des lentilles de contact avec zoom en un clin d'oeil

Ce n'est encore qu'un prototype, destiné en premier lieu aux patients atteints de dégénérescence maculaire et il faut porter des lunettes électroniques par dessus pour contrôler le zoom en cliquant d'un oeil pour zoomer ou de l'autre pour revenir à la normale...

Voir aussi Futura-Sciences.

- Un patch qui rend sensible aux champs magnétiques

Le capteur mis au point est mince, robuste, pliable et peut se porter dans la paume de la main.

L'article complet de Nature est en accès libre.

- Des circuits électroniques reconfigurables ?

Des chercheurs de l’École polytechnique fédérale de Lausanne sont parvenus à maîtriser la formation de canaux conducteurs sur un matériau ferroélectrique. En théorie, cette avancée permet d’envisager la création de circuits électroniques susceptibles de se reconfigurer en temps réel selon les usages ou en cas de dommage.

Le matériau en question est une céramique PZT (titano-zirconate de plomb) à structure pérovskite dotée d’une forte propriété piézoélectrique.

Les canaux conducteurs sont créés en appliquant un champ électrique. Se produit alors une polarisation dans laquelle certains atomes se déplacent vers le haut ou vers le bas. Des voies conductrices appelées « parois de domaine » (domain walls en anglais) se forment entre ces zones polarisées.

Des impulsions électriques sont appliquées de manière très localisée. Du fait de la faible conductivité, la charge se propage très lentement dans la structure, ce qui permet de contrôler exactement la zone sur laquelle elle s’applique.

Cette maîtrise dans la création des canaux conducteurs pourrait servir dans la simulation du fonctionnement du cerveau en générant de nouvelles synapses.

- Une encre à nanotubes pour dessiner des circuits flexibles

Ils ont mis au point une encre à base de nanotubes de carbone et d’une solution polymère visqueuse. À l’aide d’un simple stylo que l’on trouve dans le commerce, elle peut être appliquée sur un substrat et les nanotubes de carbone qu’elle contient se retrouvent alignés au sein d’une fibre polymère. Cette fibre présente une conductivité électrique élevée et une grande flexibilité mécanique. De quoi imaginer son utilisation pour la fabrication de circuits électroniques flexibles destinés aux futurs systèmes intelligents portables, à des écrans tactiles souples ou des cellules solaires flexibles, aux puces RFID ou encore à des systèmes électroniques 3D.

- Une encre à diodes qui s'illuminent avec du courant

Imaginez un livre dont les feuilles pourraient s'illuminer, un motif mural capable d'éclairer votre salon ou encore une nouvelle génération de phares de voiture.

Ce Lightpaper consiste en un mélange d'encre et de minuscules LED soigneusement déposé sur un support par une buse d'imprimante. Deux couches de matériau faisant office d'anode et de cathode sont ensuite appliquées de part et d'autre du mélange de diodes et d'encre. Il suffit ensuite d'y appliquer un courant électrique pour que le tout s'illumine.

C'est l'exemple même de l'innovation apparemment très banale qui peut changer le quotidien (ou pas?).

- Une boîte à réalité virtuelle

L'intérieur est un prisme en plexiglas sur lequel les images projetées apparaissent, vous permettant de voir des personnages virtuels et autres objets de différents points de vue.

Ce ne sont pas vraiment des hologrammes, utilisant l'illusion d'optique connue comme "le fantôme de Pepper", mais destiné à jouer à plusieurs, version moderne des jeux de société.

- Une lampe projecteur pour les smartphones

Beam est plus qu'une lampe ou un projecteur. Il se connecte à l'iPhone ou aux téléphones Android via Bluetooth et permet de diffuser du contenu par Wi-Fi. Il y a des applications évidentes, comme le streaming de Netflix ou de regarder des photos mais une application fournie avec permet la programmation avec des "si cela alors" qui ouvre sur de nouvelles utilisation avec la construction de scénarios...

- Un drone piloté par la pensée

L’essai qui s’est déroulé du côté de Lisbonne, au Portugal, impliquait un pilote équipé d’un casque EEG (électroencéphalogramme) détectant l’activité électrique du cerveau. L’électroencéphalographie est associée à l’algorithme développé pour Brainflight qui est capable de relier des pensées et des commandes précises. En l’occurrence, une fois que le drone est en vol, le pilote peut le faire virer à droite ou à gauche. Pour cela, il doit concentrer sa pensée sur un écran affichant un cercle qu’il fait monter ou descendre.

- Spot, l'étonnant robot-chien

Non seulement il monte les marches et trotte avec aisance au côté de son maître mais, surtout, il encaisse des coups sans tomber.

Le plus impressionnant est la capacité de Spot à encaisser les coups en restant sur ses pattes. On le voit recevoir un violent coup de pied sur le flanc qui le projette sur le côté. Il réagit avec une vitesse qui tient du réflexe pour se stabiliser, sachant qu’en prime le sol est verglacé !

Voir aussi Futura-Sciences. Il y a aussi un futur robot pompier en test.

- Une voiture autonome capable d'apprendre

Au-delà de la fonction de conduite autonome, nous voulons que Link&Go apporte à ses occupants des services intelligents,. Elle sera une machine capable d’apprendre, donc elle vous reconnaîtra, et selon l’heure qu’il est par exemple elle pourra vous proposer de vous emmener au travail ou ailleurs. En fonction de l’expérience acquise, et des informations de contexte puisées sur le Cloud, elle sera capable de s’améliorer.

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