Revue des sciences août 2015

Physique, espace, nanos

Climat, écologie, énergie

Biologie, préhistoire, cerveau

Santé

Techno

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- Economie et social

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Malgré les vacances, il y a quelques nouvelles marquantes comme ce mode de propulsion révolutionnaire pouvant accélérer les voyages interplanétaires (mais qui date de 15 ans) ou une mise en réseau des cerveaux de singes assez troublante tout comme des robots guidés par des bactéries. Les 2 découvertes qui me semblent cependant les plus notables ce mois-ci, pour autant que je puisse en juger et qu'elles soient confirmées, c'est d'abord une piste pour supprimer les plaques à l'origine de l'Alzheimer et du Parkinson, mais il faut rester prudent sur l'efficacité et ce n'est pas pour tout de suite. On ne peut dire que l'autre nouvelle ait fait les grands titres de la presse (comme la prétendue découverte d'une nouvelle Terre), n'ayant pas beaucoup de signification pour les non spécialistes. Il y a pourtant de quoi bouleverser notre (pré)histoire puisque la pratique de l'agriculture pourrait en être reculée de 11 000 ans (un peu comme la grotte de Chauvet par rapport à celle de Lascaux), remontant à 23 000 ans au moins, ce qui double presque la durée de la civilisation. Cela confirme aussi que l'essentiel de notre passé nous a été inaccessible jusqu'ici pour la simple raison que la montée des océans (plus de 100 mètres) à la fin de la dernière glaciation a recouvert les traces des populations les plus avancées, depuis beaucoup plus longtemps sédentaires, se situant au bord de mer, de lacs ou de fleuves procurant des ressources abondantes, loin des sauvages de l'intérieur des terres.

Notre connaissance du futur a peu de chance d'être meilleure que celle de notre passé, c'est pourtant bien plus vital si l'on en croit l'extinction de la mégafaune à la fin de la dernière glaciation, qui aurait été causée surtout par le réchauffement rapide et pas seulement par l'homme. A l'approche de la conférence de Paris sur le climat, ce qui domine, c'est une espèce de consternation, voir de défaitisme, entre des prévisions climatiques de plus en plus inquiétantes (même si elles sont controversées), des progrès technologiques continus permettant d'y faire face et notre impuissance à prendre des mesures à la hauteur des enjeux. Il est très difficile de se faire une idée précise des risques encourus, que les climatosceptiques minimisent stupidement avec toujours les mêmes arguments réfutés depuis longtemps. Il est vrai qu'il y a des campagnes et des militants trop catastrophistes, des exagérations (sur la montée des eaux entre autres, véritable problème mais à plus long terme) qui décrédibilisent cette propagande grossière. On ne peut faire comme s'il ne restait pas un très grand nombre d'incertitudes (par exemple sur l'effet du "minimum de Maunder" qu'on nous annonce ou le ralentissement du Gulf Stream atténuant le réchauffement en Europe, de même que le plancton) et l'activité volcanique est déterminante dans l'affaire (ayant précipité la chute de l'Empire romain et affectant aussi la couche d'ozone) mais quand on voit les problèmes que posent déjà notre tout petit réchauffement, il serait insensé de prendre le risque de dépasser les 2°C alors que la fonte de l'Antarctique ouest arrive à un point de non retour. C'est donc déjà un grand pas d'obtenir un accord qui vaut reconnaissance du problème au moins et il ne faut de toutes façons pas trop attendre de ces grandes messes (un coup de chaud serait bienvenu alors qu'une vague de froid comme à Copenhague refroidirait bien les ardeurs). De toutes façons, on a vu que le basculement s'est fait lorsque les coûts des renouvelables ont chuté, la raison économique ira plus vite que la raison politique, et plus la température montera, plus la motivation devrait monter aussi, plus la question devrait être prise au sérieux. Il est impossible de croire qu'on ne réagira pas quand on franchira certains seuils, surtout qu'on a les moyens de réagir, notamment avec la capture du CO2 comme j'y insiste depuis le mois de juin.

Les progrès du solaire et le boom des études sur les énergies renouvelables sont du jamais vu, justifiant a posteriori nos anciennes revendications d'investissement massif dans la recherche photovoltaïque au lieu du nucléaire - ce qui s'accélère depuis qu'on a passé le seuil de rentabilité. Les énergies renouvelables étant devenues assez compétitives pour n'avoir plus besoin de subventions aveugles, il faudrait plutôt se concentrer sur les goulots d'étranglements et les freins au développement, en premier stabiliser le marché (assurer la durabilité des mesures), encourager l'équipement de batteries et repenser l'ensemble du système électrique (il me semblerait particulièrement intelligent, quoique fort peu probable si le politique ne l'impose pas, qu'EDF installe gratuitement un pack solaire/batterie dans les maisons particulières, remboursant l'investissement sur la facture). On assiste, en tout cas, à l'inexorable déclin du nucléaire face aux énergies renouvelables (mais la Chine va devenir quand même la plus grosse utilisatrice du nucléaire). Ainsi, 45% de la population mondiale vit dans des pays privilégiant l'éolien et le solaire par rapport à l'énergie nucléaire. Cependant, les centrales thermiques représentent toujours presque 70% de la production énergétique mondiale.

La grande révolution à venir des taxis autonomes offrirait aussi des avantages économiques et environnementaux significatifs, réduisant les émissions de gaz à effet de serre de 63 à 82% par rapport à un véhicule hybride et 90% par rapport à un véhicule à essence. Près de la moitié des économies serait d'ailleurs attribuables à  un dimensionnement adapté au nombre de voyageurs. Si 5% des ventes de véhicules (environ 800 000 véhicules) étaient remplacées par des taxis autonomes, cela permettrait d'économiser environ 7 millions de barils de pétrole par an !

Par ailleurs, si le méthane reste moins longtemps dans l'atmosphère que le CO2, il a un pouvoir réchauffant 20 fois supérieur. Plus on s'approche du pic de température, plus il deviendra urgent de réduire les émissions de méthane en priorité et donc, entre autres, d'arrêter l’exploitation des gaz de schiste responsables de fuites importantes. On nous parle aussi d'un riz OGM produisant moins de méthane (sans parler des vaches). Ceci dit, pour l'instant, la priorité reste la diminution du charbon de plus en plus utilisé par les pays pauvres à cause de la chute des prix...

Émissions évaluation d'une variété de combustibles
        utilisant a100 ans GWP (à gauche) et un PRG de 20 ans (à
        droite). Ici, le GNC est le gaz naturel comprimé, et le GNL est
        du gaz naturel liquéfié.

 

- Sciences

La Terre, le 6 juillet 2015, photographiée par le
          satellite DSCOVR (Deep Space Climate Observatory) à 1,6
          million de kilomètres de distance. La précédente vue globale
          de notre planète remonte à 1972 et la mission Apollo 17. Les
          astronautes lui affublèrent alors le surnom de « Bille bleue »
          (Blue Marble, en anglais) qui est resté en usage… Ce cliché
          combine trois images séparées acquises avec Epic (Earth
          Polychromatic Imaging Camera) à travers les canaux rouge, vert
          et bleu (Epic capture dix images à travers différents filtres
          à bandes étroites). © Nasa

Sans parler de ce nouveau cliché de la Terre ci-dessus (depuis 43 ans!), l'espace a été à l'honneur ce mois-ci avec de belles vues des montagnes de Pluton et de sa lune mais surtout l'annonce prématurée d'une planète ressemblant (de loin) à la Terre alors que la sonde Philae ne répond plus (après avoir confirmé que Tchouri était un concentré de molécules organiques). On a déjà évoqué plus haut l'EmDrive pour aller sur Mars en 70 jours et rejoindre Alpha du Centaure en 100 ans au lieu des dizaines de milliers d'années qu'il nous faudrait sinon, ce qui ouvrirait véritablement l'ère des voyages interplanétaires, voire interstellaires. Il y a enfin une nouvelle théorie qui montre que la matière noire pourrait ressembler aux pions, mais il y a une théorie par mois !

Sinon, le redémarrage du LHC nous vaut un certain nombre de découvertes, comme les pentaquark ou de voir un quark "beauté" qui devient un quark "up", sapant encore un peu plus la supersymétrie alors que, d'un autre côté, il y a quelques signes qui vont dans le sens des supercordes (pas du tout sûr encore).

Une autre découverte pourrait avoir de grandes conséquences même si cela ne dira rien à personne, celles de fermions de Weyl. En effet, on pourrait s'en servir comme des électrons dans nos appareils avec une rapidité décuplée car ils n'ont pas de masse. Je ne sais ce qu'il faut penser d'une étude qui met en cause les inégalités de Bell qui ne permettraient pas de délimiter quantique et classique du fait qu'on pourrait avoir des intrications macroscopiques. A part ça, on fait des progrès dans les capes d'invisibilités mais ce n'est pas ça encore. Le fait d'arriver à  communiquer sous l'eau grâce au graphène devrait avoir plus d'utilité.

A cheval entre physique et biologie, on vient d'expliquer la mystérieuse raison des bienfaits de la lumière rouge (proche infra-rouge) sur l'énergie des mitochondries, raison purement physique de fluidification du liquide qui suffirait pour accélérer le métabolisme des cellules et la cicatrisation.

Sinon, on s'oriente vers une optogénétique programmable qui serait capable de déclencher des processus neuronaux automatiquement (pour l'épilepsie, entre autres) mais la grande nouvelle dont on a parlé au début, c'est un possible traitement pour Alzheimer et Parkinson, en s'attaquant directement aux plaques de protéines déficientes. On n'en est pas encore aux essais thérapeutiques qui peuvent être très longs, risquant d'arriver trop tardivement aux patients qui réclament l'accès plus rapide aux nouvelles molécules en test. En tout cas, il apparaît de plus en plus que la vitesse du vieillissement est très variable selon les individus. La prévention serait donc bien essentielle, aussi l'union européenne finance un miroir surveillant notre santé ! Ce qui pourrait transformer la recherche, c'est de publier les études ayant échoué, notamment dans le domaine médical où la non publication des essais pharmaceutiques ayant échoué a pu avoir de graves conséquences. D'ailleurs, on vient d'arrêter un traitement contre la cécité à base de cellules souches iPS à cause de mutations cancéreuses. Parmi les bonnes nouvelles, il y a aussi la mise au point d'un vaccin efficace contre Ebola.
 

- Numérique

Il semble que le numérique se dirige vers une fin de la loi Moore, les systèmes exponentiels rencontrant toujours leur limite, ce qui éloigne d'autant la perspective d'une "singularité" qui est toujours le symptôme d'une erreur dans la théorie. Avec une gravure à 7 nanomètres, les nouvelles puces d'IBM promettent encore un doublement des performances (avec du germanium et la lithographie EUV) mais se rapprochent des limites de la technologie. Intel repousse pour sa part la gravure à 10 nanomètres en 2017 mais annonce une nouvelle mémoire flash 1000 fois plus rapide, sans transistors, pouvant rivaliser avec la mémoire vive.

Sinon, la grande affaire du mois a été la pétition réclamant l’interdiction des armes autonomes, ce qui ne semble pas vraiment faisable. On s'étonne que des signataires de la profession puissent le croire (qu'il ne veuillent pas y participer est autre chose). On pourrait tout au plus arrêter les financements officiels de ce genre d'armes, et encore ! Pas sûr que ce soit mieux que les drones ou qu'un quelconque psychopathe. Un étudiant vient d'ailleurs d'équiper un drone avec un pistolet semi-automatique ! Sinon, la Royal Navy teste un drone imprimé en 3D et l'entreprise Raytheon produit des missiles imprimés en 3D. Si le projet d'Amazon (ou de la Nasa) de réserver un couloir (entre 60 et 120 mètres) aux drones commerciaux voit le jour, il sera difficile de repérer les drones inamicaux. Sinon, les robots font déjà des morts. Ainsi, les robots chirurgiens auraient causé 144 morts depuis 15 ans mais surtout depuis 2007, notamment à cause d'instruments cassés ! Le risque existe aussi avec les voitures autonomes qui se multiplient (la Volkswagen V-Charge qui se gare et se recharge toute seule, la Q7 d'Audi capable de suivre sa voie sur autoroute et de réguler sa vitesse), la grande nouvelle étant que désormais il suffirait d'une caméra pour une conduite autonome. Même si ce n'est pas sa faute, la Google car a eu son premier accident blessant quelqu'un !

On reste encore dans le basique avec l'Intelligence Artificielle, très loin des fantasmes à la Terminator, mais avec son "Machine Teaching", Microsoft veut faciliter la transmission de nos savoir-faire aux robots. On peut voir cela comme le début de notre passation de pouvoir aux robots mais on fait cela avec les systèmes experts depuis longtemps. Les progrès ne peuvent que s'accélérer mais il y a encore bien du chemin à faire (notamment dans l'utilisation du langage). L'intelligence artificielle s'introduit doucement dans les mobiles mais plus elle sera efficiente et moins il y aura besoin d'applications, ou plutôt celles-ci deviendront transparentes (choisies par le système). On va jusqu'à s'interroger, pour se faire peur : les ordinateurs peuvent-ils être créatifs ? Tout dépend de ce qu'on entend pas créatif, pour l'instant cela ne va pas beaucoup plus loin que la collection Harlequin. En tout cas, le projet WHIM ("What-if Machine"), financé par l'UE, génère des mini-récits fictifs en utilisant des techniques de traitement du langage et une base de données des faits trouvés sur le web (qui sert de référentiel de faits "réels"). Le logiciel intervertit ou déforme ensuite les faits pour créer des scripts hypothétiques. Le résultat est souvent absurde. "On pourrait dire que la fiction est subjective, mais il existe des schémas communs". C'est ce que montrait le structuralisme (et d'abord l'étude des contes). Ce n'est pas très convaincant pour l'instant et plutôt de l'ordre des cadavres exquis !

Plus inquiétant peut-être, Google dépose un brevet pour stocker et indexer sur un serveur nos "souvenirs" (ou plutôt les événements de la journée filmés par ses Google glass) afin de pouvoir les retrouver ensuite ou en extraire des informations ("Montre-moi qui était à la soirée d’hier"). Cela n'a rien à voir avec un déversement de notre cerveau dans la machine mais pourrait être utile notamment pour les agents de sécurité, les Google glass étant réorientées vers les professionnels (entre autres dans le domaine médical). C'est par contre une bonne nouvelle que Google renforce sa lutte contre le spam avec un réseau neuronal un peu plus intelligent. Si on ne veut pas utiliser Gmail, on peut utiliser Own Mailbox qui est un petit boîtier à brancher directement sur son réseau pour que sa boîte de réception soit stockée et gérée chez soi.

D'après Hewlett-Packard, la sécurité des montres connectées serait très insuffisante (mais les smartphones aussi). Pour l'instant, l'Apple watch déçoit, ses ventes ont chuté et les grands du logiciel ne s'y intéressent pas, mais il ne faut pas conclure trop vite à son échec car tout dépend d'une possible "killer application" et, pour ma part, je pense qu'elle ne sera vraiment utile que dans la domotique. Or son HomeKit a pris du retard à cause des errances de la politique d'Apple (interdisant les communications entre objets connectés sans passer par l'Apple TV !).

On avait signalé tout le potentiel des blockchains utilisées par le Bitcoin pour certifier des transactions de façon publique mais sans intervention d'un tiers, le Nasdaq va en tester l'application aux ventes et achats d'actions des startups. Il y a aussi la banque estonienne LHV Bank qui vient de créer un « certificat de dépôt numérique » – baptisé CUBER (Cryptographic Universal Blockchain Entered Receivables), permettant notamment avec le CUBER Wallet de payer en Euros sans frais bancaires.

Enfin, l'uberification touche maintenant les vols privés. Il y a aussi un Uber médical qui semble surtout adapté aux grandes villes pour avoir un rendez-vous ou une visite quasi immédiatement (pour un forfait assez élevé de 200$ pour une visite, 100$ pour un rendez-vous et 25$ pour une consultation téléphonique).
 



Pour la Science no 454, Des océans tombés du ciel


Pour la Science

Ce mois-ci La Recherche ne paraît pas mais le numéro de Pour la Science tient plutôt du magazine de plage. Dans les brèves adaptées à la période, on relèvera quand même que les insecticides au pyrèthre sont neurotoxiques bien que "naturels", surtout pour les enfants - ne pas en abuser donc. Un article veut nous persuader de l'intelligence de la poule et, certes, on ne peut réduire les poules à des machines insensibles qu'on parque par milliers, ce sont des animaux, donc avec un minimum d'intelligence et d'émotions permettant de gérer les rapports hiérarchiques et même de ruser, mais cela ne va quand même pas très loin.

De telles capacités poussent à s'interroger sur la façon dont l'homme traite ces animaux, qu'il consomme par milliards. Des oiseaux qui devraient vivre en petits groupes dans la nature sont parfois parqués dans des élevages de 50 000 individus. La durée de vie, potentiellement de 10 ans, tombe à 6 semaines chez les poules élevées pour leur viande. Elles sont tuées aussi jeunes car elles ont été génétiquement sélectionnées pour une croissance rapide, de sorte que si on les laissait prendre de l'âge, elles seraient victimes de maladies cardiaques, d'ostéoporose et de fractures osseuses.

- Changement climatique : les mauvaises solutions des Kiribati

Ce qui est intéressant, là, c'est de voir comme "le vrai est un moment du faux" et que l'enfer est pavé de bonnes intentions. La sollicitude dont sont l'objet les îles Kiribati, dans le Pacifique, îles coralliennes menacées par la montée des eaux et devenues des icônes du réchauffement, n'a mené qu'à exagérer beaucoup l'urgence et prendre des mesures à la fois précipitées et inadaptées avec des effets pervers qui tiennent du colonialisme. C'est un peu la fable de l'ours qui écrase une mouche sur la tête de son ami avec un pavé mais cela montre du moins la difficulté de la mise en oeuvre de politiques généreuses qui peuvent se révéler catastrophiques. La bonne volonté ne suffit pas, il faut connaître le terrain et avancer prudemment.

- Terres rares : « Nous avons en Europe un grand potentiel et un grand savoir-faire »

Ce n'est pas une nouveauté mais quand je disais en 2011 que les terres rares n'étaient pas si rares, mes interlocuteurs étaient très dubitatifs et les écologistes utilisent abusivement l'argument de leur épuisement qui n'est pas pour demain (sans compter qu'on peut s'en passer en changeant de technologie). Il est donc utile de rétablir la vérité sur ce point pour s'occuper des véritables épuisements de ressources.

En fait, les prospections minières ont révélé que la Terre dispose d'une ressource prouvée suffisante pour plusieurs siècles de consommation actuelle. En Europe aussi, il existe des gisements importants, notamment en Suède et au Groenland ; le potentiel serait limité en France, mais des explorations restent à mener. S'il y a menace de pénurie, c'est parce que la Chine produit aujourd'hui au moins 85 % des terres rares employées par l'industrie mondiale, y compris par sa puissante industrie domestique. Or les coûts salariaux de ce pays et sa politique industrielle maintiennent les cours des terres rares trop bas pour que les projets d'investissement menés hors de Chine puissent être rentables.

- L'argent fait-il le bonheur ?

 

Là, on est en plein dans le magazine mais si cela vaut le coup de citer cette petite synthèse de travaux dont on avait déjà parlé, c'est surtout pour la première position de la compétence comme facteur de satisfaction, là où l'on mettait plutôt la reconnaissance avant comme "besoin psychologique fondamental". Plus généralement, depuis quelques années, on revient bien à Aristote en passant de la transformation personnelle au plaisir de l'activité dont l'altruisme n'est qu'un mode particulier (gratifiant mais qui peut créer de l'inégalité et de la dette).

Edward Diener, de l'université de l'Illinois, a montré qu'une fois le seuil de pauvreté dépassé (un peu moins de 1 000 euros par mois en France aujourd'hui), le bonheur augmente bien moins vite avec la richesse. La psychologue canadienne Lara Aknin et ses collègues ont estimé cette augmentation à environ 9 % pour un doublement des revenus. Au-delà d'une certaine richesse (environ 5 500 euros par mois d'après une étude américaine), il n'y a plus aucun effet.

Comment bien dépenser pour être heureux ? Selon plusieurs études, l'acquisition de biens matériels n'est pas la panacée. Il est plus profitable de vivre de nouvelles expériences et de satisfaire les « besoins psychologiques fondamentaux » décrits par Edward Deci et Richard Ryan, de l'université de Rochester. Ces besoins sont les sentiments de compétence (qu'on peut augmenter par exemple en apprenant à jouer d'un instrument de musique), d'autonomie (se sentir maître de son destin) et de connexion sociale. Dans une expérience menée en 2008, Elizabeth Dunn, de l'université de la Colombie-Britannique, et ses collègues ont donné quelques dollars à dépenser aux participants, soit pour eux-mêmes soit pour autrui. Ceux qui se sont montrés altruistes ont ensuite rapporté un niveau de bonheur plus élevé.

 



Brèves et liens


Physique


cosmologie, physique quantique, nanotechnologies

- Les inégalités de Bell ne permettraient pas de délimiter quantique et classique

extreme      close-up of a cat with a mathematical formula printed on its faceEn fait, les inégalités de Bell ne seraient liées qu'à l'intrication or, cette étude montre qu'on pourrait avoir des intrications même en physique classique, ce qui ne serait donc pas une caractéristique de la physique quantique...

- Le LHC découvre des pentaquark

Ordinairement, il y a les baryons, qui comprennent les protons et les neutrons et sont composés de trois quarks possédant des charges fractionnaires. Il y a aussi les mésons, qui sont composés de paires quark-antiquark, mais d'autres particules plus exotiques peuvent avoir plus de 3 quarks selon les équations de la QCD. On n'avait jamais pu tester la masse du pentaquark qui serait de 4,7 fois celle du proton et devrait être composé de deux quarks u, d’un quark d, d’un quark c et d’un antiquark c.

Voir aussi Futura-Sciences et Sciences et Avenir.

- Fin de la supersymétrie : au LHC un quark "beauté" devient un quark "up"

Le quark "beauté" est appelé aussi "bottom".

Des tentatives précédentes de transformation de quarks "beauté" avaient donné des résultats contradictoires, semblant nécessiter une théorie complémentaire, celle de la supersymétrie (SUSY). Pour combler cette lacune (entre-autres), des physiciens ont développé la supersymétrie. Cette théorie part du postulat que chaque particule du Modèle standard a une particule partenaire, supersymétrique.

Mais aucun signe de supersymétrie n'a pour l'instant été aperçu au LHC, le plus grand accélérateur de particules du monde. Et les résultats obtenus cette fois sont "tout à fait compatibles avec le Modèle Standard et suppriment la nécessité d'une théorie alternative".

- Le LHC sur la voie des supercordes ?

La découverte possible d’un boson Z prime, ou W prime, éclipserait instantanément celle du boson de Brout-Englert-Higgs. Ces bosons émergent en effet fréquemment des modèles de GUT dont le groupe de symétrie de jauge fondamentale implique l’existence de sous-groupes correspondant à de nouvelles interactions ressemblant à celles du modèle électrofaible mais avec des bosons intermédiaires plus lourds.

Les anomalies mesurées par Atlas et CMS pourraient être une manifestation très caractéristique de la théorie des supercordes. Il est encore bien trop tôt pour s’emballer cependant...

- Les forces éléctromagnétique et nucléaire faible s'unifient bien à haute énergie

L'intérieur d'un proton est en fait
        extrêmement dynamique avec une mer de paires de quark et
        d'antiquark (boules vertes et oranges) émergeant et
        disparaissant sans cesse en échangeant des gluons (lignes
        enroulées noires).

Les expériences ont spectaculairement vérifié les prédictions de la QCD mais l’un des résultats les plus intéressants concerne le modèle unifié des forces électromagnétique et nucléaire faible. En fait, il ne s’agit pas vraiment d’une théorie unifiée car ce modèle contient deux équivalents de la charge électrique associées à deux groupes de symétries décrivant deux champs fondamentaux différents. Mais ces champs se mélangent d’une certain façon pour donner le champ électromagnétique et les forces nucléaires faibles.

D’ordinaire, la force électromagnétique est plus forte que la force nucléaire faible mais dans des expériences à hautes énergie, la théorie quantique des champs et le modèle électrofaible prédisent que ces forces finissent par avoir des intensités identiques. Les bosons W et Z des forces nucléaires faibles que les électrons peuvent échanger avec les quarks se comportent alors de façon analogue aux photons et les forces en présence deviennent aussi intenses.

- Découverte de fermions de Weyl (sans masse)

DECOUVERTE PARTICULE

Le physicien Hermann Weyl avait prédit son existence dès 1929. On a pu observer cette particule grâce à un cristal bien particulier, composé de tantale et d'arsenic.

A l'inverse de son cousin l'électron, le fermion de Weyl n'est pas simplement léger: il ne pèse rien, tout simplement. C'est un gros avantage par rapport à l'électron, utilisé comme "moyen de transport" des données dans toute l'électronique moderne. Car celui-ci, à cause de son poids, peut se perdre s'il trouve un obstacle sur sa route. Mais dans ce cristal bien particulier, les fermions de Weyl ne se perdent jamais.

De plus, cette particule ne génère pas de chaleur. L'électron si. Or, la chaleur est une des limites principales de nos ordinateurs. Pour le chercheur, "ces deux caractéristiques pourraient être une aubaine pour le futur de l'électronique, notamment dans le développement d'ordinateurs quantiques", des ordinateurs plus de 3600 fois plus puissants que nos classiques PC.

Voir aussi Futura-Sciences et Sciences et Avenir.

- La matière noire pourrait ressembler aux pions

Figure 1. Structure of a pion (left) and a SIMP (strongly interacting massive particle) proposed by Hochberg et al. (right).      (Credit: Kavli IPMU)"Nous avons vu des particules de ce genre avant. Elles ont les mêmes propriétés - même type de masse, même type d'interactions - avec les pions (ou méson pi) de la théorie des interactions fortes".

Ce qui est curieux, c'est que les pions ont normalement une durée de vie très courte... L'année dernière on croyait avoir identifié des axions comme candidats à la matière noire (il y a aussi les neutrinos, etc.).

- La distribution de la matière noire dans les groupes de galaxies

L'effet de lentille gravitationnelle qu'ils génèrent suggère que les groupes de galaxies contiennent environ 30 fois plus de matière noire que de matière ordinaire.

Fait intéressant, la galaxie la plus brillante occupe presque toujours le centre de l'amas de matière noire. La théorie de la formation galactique, qui prévoit que les galaxies continuent de se regrouper et s'accumulent au centre du groupe qu'elles constituent, n'avait encore jamais trouvé meilleure confirmation au travers des observations”.

- On pourrait récupérer par téléportation l'information d'un qubit dans un trou noir

- Une planète ressemblant (de loin) à la Terre

Comparaison du système abritant la super Terre Kepler-452b
      avec une partie de notre système solaire et le système Kepler-186,
      décrit en 2014.

Une nouvelle planète d’une taille proche de la Terre a été détectée par le satellite, pour la première fois dans la zone habitable autour d’une étoile du même type que notre Soleil – mais distante de 1 400 années-lumière.

D’un diamètre 60 % plus grand que la Terre, Kepler-452b fait le tour de son étoile en trois cent quatre-vingt-cinq jours et se trouve 5 % plus éloignée d’elle que nous le sommes du Soleil. Elle est donc pile dans la zone habitable, celle où de l’eau liquide, indispensable à la vie, aurait des chances d’être présente.

L’étoile de Kepler-452 (connue sous le nom de 2MASS J19440088 + 4416392) est âgée de 6 milliards d’années, soit 1,5 milliard de plus que notre étoile, et aussi 20 % plus brillante et 10 % plus grande.

Kepler n’est pas en mesure de déterminer la masse de la nouvelle planète, « un paramètre indispensable pour connaître sa nature, rocheuse, gazeuse, ou une combinaison des deux, et savoir si elle abrite une atmosphère ».

Voir aussi Futura-Sciences.

- Un système planétaire similaire au nôtre à 21 années-lumière

Une des planètes rocheuses du système planétaire. Université de Genève

C'est quand même plus proche...

Les chercheurs ont ainsi pu calculer qu’elle était de type « super-Terre », rocheuse et 4,6 fois plus massive que notre planète et d’un diamètre 1,6 fois plus grand. HARPS-N a également détecté deux autres super terres autour de HD219134, une de 2,7 masses terrestres orbitant en 6,7 jours et une troisième de 8,7 masses terrestres orbitant en 46,8 jours.

- New Horizons zoome sur les montagnes de Pluton

Dans la région de l'équateur, des      montagnes sur Pluton révélée par la sonde New Horizons. © NASA/JHU      APL/SwRI

Des montagnes glacées, de 3500 mètres d'altitude et dont la formation est récente : c'est la nouvelle trouvaille de la sonde américaine sur la planète naine Pluton.

Ces structures se seraient formées il y a 100 millions d'années - autrement dit ce sont des bébés dans notre système solaire, vieux de 4,5 milliards d'années. Cela signifierait donc, selon la Nasa, que cette région - 1% à peine de la surface de la planète naine - serait encore géologiquement active.

A gauche, Pluton. A droite, la plus          importante de ses lunes, Charon. Les couleurs ne sont pas          naturelles, elles ont été "outrées" par les          ingénieurs de la Nasa pour révéler les différences dans les          matériaux et les structures qui composent la surface des deux          astres. La prise de vue a été effectuée par New Horizons le 13          juillet 2015. © NASA/APL/SwRI

D'autres vues de Pluton :

NASA New Horizons probe show surface of pluto

Voir aussi Futura-Sciences.

- De l'opale sur Mars pourrait conserver des micro-organismes martiens

opalDes chercheurs viennent de découvrir des preuves de l'existence d'opales sur Mars contenues dans une météorite datant de millions d'années et tombée en Egypte en 1911.

"Nous savons que les opales comme celles-ci sont souvent formées aux alentours de sources d'eau chaude. La vie microbienne prospère dans ces conditions et les opales peuvent piéger et préserver ces microbes pendant des millions d'années. Si des microbes martiens existent, il est possible qu'ils soient conservés dans des dépôts d'opale sur la surface de Mars".


- Les anciens continents émergés de Mars

Époques géologiques de la
      planète Mars selon l'échelle de Hartmann &amp; Neukum, le
      Noachien correspondant aux dates antérieures à 3,7 milliards
      d'années avant le présent.

Jusqu'ici, le sol de Mars, basaltique, évoquait celui de nos océans. Mais, surprise, des roches analysées par Curiosity ressemblent à une croûte continentale, analogue à celle qui se formait sur la jeune Terre durant l'Archéen.

Mais qu’a donc trouvé Curiosity ? Des roches légères, riches en feldspaths et parfois en quartz qui font penser aux assemblages de roches connus sur Terre sous le nom de complexes TTG (car formés des roches de type tonalite, trondhjemite et granodiorite). Il s’agit d’orthogneiss gris qui constituent près de 80 % des terrains continentaux archéens et que l’on trouve par exemple en Afrique du Sud ou à Pilbara en Australie-Occidentale.

Selon les hypothèses actuelles, les TTG proviennent de la cristallisation d’un magma formé à faible profondeur par la fusion de plaques de basaltes océaniques hydratés qui plongeaient dans un manteau plus chaud et plus convectif il y a plus de 2,5 milliards. Ils étaient alors les matériaux de base de la croissance des continents de l'époque, mais leur formation a ensuite cessé quand la température du manteau a baissé. Sur Terre, les TTG sont donc spécifiques du début de l’Archéen et en relation avec la présence des d’océans et d’une tectonique des plaques.

L’étude de la géologie martienne a montré que si une tectonique des plaques a un jour existé sur Mars, elle a disparu depuis longtemps. La découverte d’équivalents des TTG est donc intéressante pour retrouver le passé de Mars il y a plus de 3,7 milliards d’années.

Voir aussi Techno-Science et Sciences et Avenir.

- La propulsion électromagnétique pourrait accélérer les voyages interplanétaires

L'EmDrive, est un procédé très controversé depuis 15 ans mais dont la Nasa vient de confirmer qu'il marcherait effectivement et pourrait accélérer considérablement (d'un facteur 1000!) les voyages interplanétaires puisqu'on pourrait aller sur la Lune en 4 heures et sur Mars en 70 jours ! Un voyage vers Alpha du Centaure, qui prendrait des dizaines de milliers d'années avec les vaisseaux actuels, pourrait être atteint en seulement 100 ans. C'est donc tout-à-fait considérable mais comme on ne comprend pas encore vraiment commet cela marche (la poussée utilise l'énergie solaire pour générer de multiples micro-ondes qui se déplacent d'avant en arrière dans une chambre fermée), il faut rester prudent et attendre des essais en conditions réelles.

- Scanner des objets avec les muons cosmiques

Chacun de nous est traversé en permanence par des particules, appelées muons, issues de l'interaction du rayonnement cosmique naturel avec l'atmosphère terrestre. En utilisant des détecteurs issus de la recherche fondamentale, une équipe du SPhN et du Sédi a récemment mis au point un petit télescope muonique d'une très grande précision permettant de reconstruire la trajectoire de ces particules. L'intérêt ? Utiliser l'absorption de ces muons dans la matière pour imager l'intérieur d'un objet.

Un flux de muons faible signalera par exemple la présence d'un objet épais et/ou dense. La mesure de ce flux permet donc d'imager une structure en densité, c'est le principe de la tomographie muonique.

- Une cape d'invisibilité fine et sans ombre

Image: An extremely thin cloaking device is designed using dielectric materials.

La plupart des capes d'invisibilité perdent de la luminosité car elles sont fabriquées avec des particules métalliques qui absorbent la lumière. L'une des clés de celle-ci est l'utilisation de matériaux non-conducteurs (céramique et teflon) appelés diélectriques, qui, contrairement aux métaux n'absorbent pas la lumière.

Un tapis fait avec ce métamatériau masquerait suffisamment l'objet qu'il recouvre. « Ce dispositif de dissimulation trompe complètement l'observateur qui pense qu'il n'y a qu'une surface plane ».

Cette cape d'invisibilité conçue par ordinateur comporte une mince structure en téflon dans laquelle plein de petites particules cylindriques en céramique ont été insérées, chacune à une hauteur différente en fonction de sa position.

« En changeant la hauteur de chaque particule diélectrique, nous avons été en mesure de contrôler la réflexion de la lumière en chaque point ».

Image: The reflection pattern from an uncloaked object on      a flat surface

- Des nanofibres de celluloses font un papier plus solide que l'acier

Les performances seraient supérieures qu'avec des nanotubes de carbone et pourraient permettre de faire des voitures en nanocellulose.

Ce matériau est à la fois solide (résistant à la déformation) et dur (tolérance aux coups). Le papier fait de fibres de 10 nanomètres d'épaisseur a été 40 fois plus solide et 130 fois plus dur que le papier normal.


- L'inélasticité des nanofils monocristallins en font de super-amortisseurs

Les nanofils d'oxyde de zinc seraient très "inélastiques", ce qui signifie qu'ils reviennent à leur état initial lentement après avoir été pliés.

Ces résultats suggèrent que les nanofils peuvent être utilisés pour amortir chocs et vibrations dans une grande variété d'applications.

Après les avoir pliés, les fils sont retournés à environ 80% de leur forme originale rapidement. Mais ils ont récupéré le reste de leur forme d'origine beaucoup plus lentement, en 20 à 30 mn. C'est un effet inélastique beaucoup plus important que d'ordinaire à l'échelle macroscopique.

Cet effet serait dû aux impuretés.

- Des nanofils inorganiques structurés

Ce diagramme montre la structure d'oxyde Mo-Te nanofil. (A)
      la représentation polyédrique et (b) la représentation de boule et
      le bâton d'une unité hexagonale de [TeIVMoVI6O21] 2-, (c) d'un fil
      moléculaire unique d'oxyde Mo-Te. Les atomes d'oxygène pont qui
      relient les unités hexagonales sont surlignés en jaune. (D)
      Assemblée des fils moléculaires simples en cristallin de l'oxyde
      Mo-Te. Mo: bleu, Te (Se): brun, O: rouge. Image:. Zhang, et al,
      Nature Communications 6, 7731, Fig. 3.

Ces nanofils sont composés d'une unité moléculaire hexagonale répétée d'oxyde de molybdène-tellure; les diamètres de ces fils étaient seulement 1,2 nm. Ces nanofils ont été obtenus à partir d'un découpage des cristaux correspondants par échange de cations et traitement par ultrasons.

Ces fils pourraient servir de catalyseurs acides ou de semiconducteurs contrôlés par la chaleur.

- Communiquer sous l'eau et à travers l'acier grâce au graphène

Ce schéma      représente le diaphragme en graphène, en&nbsp;noir au centre.      À la fois rigide et souple, le graphène est capable de convertir      99 % de l’énergie électrique en ondes sonores. © UC BerkeleyEn utilisant une feuille de graphène en guise de diaphragme, une équipe de chercheurs de l’université de Berkeley a conçu des microphones et des haut-parleurs émettant et recevant des ultrasons, comme les chauves-souris et les dauphins. Le système pourrait contribuer à améliorer la qualité des communications sous-marines, mais aussi à communiquer à travers des objets en acier, ce que ne peuvent pas faire les ondes électromagnétiques.

- Produire du graphène en 15mn

Comparison of graphene crystals En seulement 15 minutes, ce nouveau procédé peut produire de gros cristaux de graphène autour de 2 à 3 mm de diamètre, ce qui prendrait jusqu'à 19 heures en utilisant l'habituel dépôt chimique en phase vapeur (CVD), technique dans laquelle le gaz carbone réagit avec, par exemple, du cuivre pour former du graphène.

Les chercheurs ont pris un mince film de silice déposé sur une feuille de platine qui, lorsqu'il est chauffé, réagit pour créer une couche de siliciure de platine. Cette couche fond à une température inférieure au platine ou à la silice, créant une fine couche de liquide qui permet de lisser les "vallées" nanométriques dans le platine afin que les atomes de carbone dans le gaz méthane projeté sur cette surface soient plus enclins à former de gros flocons de graphène.

- Un catalyseur qui brises les liens forts au lieu des liens faibles

Des chercheurs de Princeton Univ. ont mis au point un système
      de catalyseur à deux composants qui fonctionne en tandem pour
      activer sélectivement le lien le plus fort dans la molécule, un
      atome d'azote-hydrogène (NH) liaison, par l'intermédiaire d'un
      processus appelé transfert d'électrons couplé proton (PCET).
      Image: Knowles laboratoire

Ce système catalyseur a deux composants qui fonctionnent en tandem pour activer sélectivement le lien le plus fort dans la molécule, la liaison azote-hydrogène (NH), grâce à un processus connu sous le nom de Transfert Couplé Electron/Proton (PCET).

La réaction commence par l'un des catalyseurs, un composé appelé dibutylphosphate, attirant l'atome d'hydrogène, ce qui allonge et affaiblit la liaison NH. Dans le même temps, l'autre catalyseur, un complexe d'iridium activé par la lumière, vise la liaison affaiblie et arrache un électron à la liaison à deux électrons, ce qui la tranche par le milieu.

 

Climat


climat, énergies, écologie

- L'extinction de la mégafaune causée par le réchauffement plus que par l'homme ?

Mégafaune      extinction: repères de la preuve d'ADN blâme sur le changement      climatique

Il a toujours paru étrange que les premiers hommes en si petit nombre aient partout causé la disparition des grands animaux - sauf les éléphants en Afrique et en Asie (où les peuples originaires étaient plus intégrés à leur milieu). C'est pourtant d'une corrélation parfaite partout ailleurs.

Cette étude prétend que ce serait un réchauffement soudain qui serait le principal responsable d'une extinction qui serait assez habituelle lors d'épisodes de réchauffement rapide bien que passant souvent inaperçue, car remplacée par une espèce proche juste après.

De là à prétendre que les hommes n'y seraient pour rien, il y a une marge mais on passerait de l'hypothèse d'une chasse trop intensive à celle du coup de grâce, sans doute plus plausible (il faut considérer quand même la possibilité de massacres de masse par exemple en faisant tomber des troupeaux de falaises en les cernant par des feux de brousaille). Ce qui va contre l'hypothèse climatique, c'est quand même que les dates d'extinctions sont très étalées dans le temps, correspondant à l'arrivée des hommes à chaque fois et non à une même période, ce qui n'empêche pas que ces populations pouvaient être déjà très affaiblies. Au minimum, on peut dire que la présence de l'homme ne permet pas l'émergence de nouveaux grands animaux.

- La chute de l'Empire romain à cause des volcans

Thomas Cole «La chute de Rome»

Le 24 Mars 536 le ciel soudainement s'assombrit en Europe, un nuage de poussière épaisse la recouvrant pendant 18 mois.

Le soleil brillait aussi faiblement que la Lune, déclenchant gelées d'été et averses de neige, fournissant trop peu de lumière pour les cultures et les fruits. Ces années ont connu "un hiver sans tempêtes, un printemps sans douceur, un été sans chaleur". Trois ans plus tard, un voile de poussière similaire a bloqué les rayons du soleil pendant plusieurs mois.

Ces catastrophes naturelles ont conduit à une famine généralisée qui a été responsable de la Grande Peste de Justinien ayant décimé un tiers des Européens et probablement porté le coup fatal à l'empire romain déjà moribond.

Dans son histoire du déclin et de la chute de l'empire romain, Gibbon écrivait que "Le nom même de poète était presque oublié ; celui d’orateur fut usurpé par les sophistes. Une nuée de critiques, de compilateurs, de commentateurs brouillèrent avec un étrange empressement l’accès au savoir et le déclin du génie fut rapidement suivi d'une corruption du goût".

Les scientifiques viennent de déterminer que la cause était probablement une série d'éruptions en Amérique du Nord qui avaient projeté d'énormes quantités de sulfate et de cendres dans l'atmosphère, suivies par d'autres éruptions dans les tropiques [seules celles-ci étaient soupçonnées jusqu'ici de la catastrophe].

Auparavant, les datations des éruptions volcaniques étaient fausses, décalées dans le temps ce qui ne permettait pas de comprendre leur impact sur le climat. Cette nouvelle étude vaut donc surtout par de nouvelles datations corroborées par les témoignages d'époque.

- Prévoir les hivers européens en décryptant 1000 ans d'histoire climatique

Mille ans d'évolution de la circulation atmosphérique autour de l'Océan Atlantique Nord ont été décryptés avec une finesse jamais atteinte, grâce aux chercheurs du LSCE (CEA/CNRS/UVSQ) et de l'université de Bordeaux, associés à une collaboration internationale. Aussi connues comme l'Oscillation Nord Atlantique (NAO), les variations de cette circulation définissent les changements de pression entre l'anticyclone des Açores et la dépression d'Islande, impactant le climat de l'hémisphère nord, en particulier le climat hivernal de l'Europe.

Surtout, les climatologues identifient une réponse quasi-systématique de la NAO après les éruptions volcaniques majeures: deux ans après chacune des onze éruptions les mieux connues du dernier millénaire, la NAO devient presque systématiquement positive.

Voir aussi Futura-Sciences.

- Un minimum de Maunder dans 15 ans ?

On peut voir sur ce graphique en rouge l'un des scénarios
      du réchauffement climatique en fonction du rayonnement actuel du
      Soleil. En vert ce que donne ce scénario en supposant un
      équivalent du minimum de Maunder et en noir les changements de
      température globale de la Terre depuis 1900. Clairement, un
      possible nouveau minimum de Maunder vers 2030 ne refroidira pas la
      Terre

À en croire une publication récente d'un groupe de physiciens solaires, à partir de 2030, la Terre s'acheminerait vers un mini âge glaciaire similaire à celui du minimum de Maunder, survenu entre 1645 et 1715. En réalité, ces chercheurs se sont limités à prédire une baisse de l'activité du Soleil d'ici 15 ans et tout indique que ce phénomène n'affectera pas vraiment le réchauffement climatique en cours.

Comme d’autres physiciens solaires avant eux, Zharkova et ses collègues sont arrivés à la conclusion que l’on allait vers une baisse importante du nombre de taches solaires et même vers leur disparition temporaire, dans les décennies à venir. Si tel est bien le cas, il s'agirait donc d'un phénomène qui s’est déjà produit de 1645 à 1715. Pendant cette période, aucune tache n’a en effet été observée sur le Soleil. Or, curieusement, cette absence d’activité de notre étoile a coïncidé avec une période de grand froid sur la Terre. Baptisée le minimum de Maunder, cette interruption du cycle solaire semble bien corrélée avec ce que les climatologues appellent le petit âge glaciaire.

En fait, la question de l’impact d’un nouveau minimum de Maunder sur les prédictions du Giec a déjà été étudiée il y a plusieurs années par les climatologues. On peut citer en particulier les travaux de Georg Feulner et ses collègues, publiés en 2010. Ils aboutissent tous à la conclusion que la baisse de l’activité du Soleil conduira à une baisse de température de l’ordre de 0,3 °C tout au plus, qui sera largement compensée par les augmentations de température prévues au cours du XXIe siècle.

Ce n’est pas tout. On peut, comme Feulner l’a aussi fait en 2011 dans un autre article, contester le rôle du Soleil dans le refroidissement qui a surtout frappé l’Europe et l’Amérique du Nord au XVIIe siècle. Il semble que l’activité volcanique en soit en fait la véritable cause avec des injections de dioxyde de soufre dans l’atmosphère.

Si la baisse de l'activité solaire ne réduit que très peu l'ensoleillement, cela peut augmenter cependant les UV et les particules cosmiques, modifiant la couverture nuageuse ce qui pourrait avoir quand même un impact sur le réchauffement. Le meilleur contre-argument est le caractère apparemment localisé dans l'hémisphère nord du petit âge glaciaire qui serait plutôt lié au volcanisme. On ne peut, de toutes façons, s'attendre à un refroidissement, tout au plus à un réchauffement un peu moins accentué pendant cette période.

- Le réchauffement climatique sera-t-il atténué en Europe ?

Schéma de la
      circulation océanique globale. En hiver, dans les régions
      polaires, le refroidissement et la formation de la banquise,
      laquelle fait grimper la salinité, augmentent la densité de l’eau,
      qui tend alors à descendre vers le fond. C’est le courant froid
      profond qui circule tout autour de la planète. En surface, les
      eaux suivent le mouvement inverse, transportant d’énormes
      quantités de chaleur. Les petites flèches entre l’Europe et le
      Groenland, au niveau de la mer de Norvège, montrent l’étalement en
      surface des eaux chaudes du Gulf Stream, en été. © Planet
      Observer/INSU

En étudiant cinquante ans d’archives climatiques des régions arctiques, des chercheurs confirment une tendance déjà évoquée : le recul de la banquise en hiver réduit les échanges thermiques entre les eaux chaudes du Gulf Stream et l’atmosphère. Selon eux, l'Europe recevra de ce fait moins de chaleur, de quoi la rafraîchir un peu.

Leur étude affirme que les échanges thermiques entre l’eau et l’air se sont réduits d’environ 20 % entre 1979 et aujourd’hui. Selon eux, cette baisse est d’abord due au recul de la banquise en hiver qui a déplacé d’autant la région où se produisent ces échanges. Celle-ci, désormais, se situerait plus au nord et plus près du Groenland, dans une zone moins favorable à la coulée des eaux de surface, ce qui réduirait l’efficacité des transferts de chaleur par convection. D’où un moindre réchauffement de l’atmosphère, d’où la prédiction d’un climat plus froid en Europe.

- La fonte de l'Antarctique ouest à un point de non retour

"La situation est irréversible pour le bassin Amundsen dans l’ouest de l’Antarctique et ces glaciers vont se détacher du continent pour partir à la mer, pouvant provoquer une hausse globale des mers de 1 mètre environ" affirme Ricarda Winkelman. Cette contribution majeure à la hausse du niveau des mers ne pourrait être qu’un début. Le potentiel total de l’Antarctique-ouest est de 5m d’élévation du niveau des mers, celui de l’Antarctique-est de 50m ! Or, le bassin Wilkes à l’est montre lui aussi des signes de "vêlage", la séparation du continent.

Il y aurait aussi des sources géothermales qui participeraient à la fonte de l'Antarctique par en-dessous.

- Le phytoplancton augmente la part de lumière solaire réfléchie vers l’espace

Une modélisation numérique plus réaliste permet de mieux comprendre l’effet des variations saisonnières des populations de phytoplancton sur la couverture nuageuse. L’effet des aérosols de matière organique était en effet mal pris en compte dans les modèles précédents. Leur impact est pourtant considérable. "En été, il y a deux fois plus de gouttelettes en suspension dans les nuages que si l’océan était dépourvu de vie".

L'albedo (ou pouvoir réfléchissant) de la planète est ainsi localement augmenté. Le ciel renvoie alors plus de lumière solaire vers l’espace. Ce phénomène joue même un rôle-clé dans la régulation thermique des océans, en contribuant à leur refroidissement.

- Le réchauffement de l'océan pourrait multiplier par 3 l'intensité des précipitations

http://www.geomar.de/typo3temp/pics/presse_fig2ab_m4_18ecf22a6c.jpg

Depuis 1980 les températures de surface de la Mer noire et de l'Est Méditerranéen auraient déjà augmenté de 2°C, ce qui expliquerait notamment les précipitations catastrophiques de Krymsk en 2012.

"A cause du réchauffement de l'océan, la basse atmosphère est devenue plus instable sur la Mer Noire et la Méditerranée orientale. Il faut donc s'attendre à ce que des événements dramatiques comme ceux de Krymsk ou Sochi deviennent plus fréquents à l'avenir".

- Capturer plus de CO2 à température ambiante avec des buckminsterfullerènes

Abstract Image

Ces molécules bien connues (C60 ou buckyballs) combinées avec un polymère connu comme la polyéthylèneimine (PEI) avaient déjà montré leur potentiel pour capturer le C02 mais à température élevée. La pyrolyse de ce matériau dans un environnement dépourvu d'oxygène change sa composition chimique avec un aspect gluant et poreux qui absorbe plus d'un dixième de son poids en C02 à 25°C.

- Des centrales solaires flottantes en pleine mer à Malte

HEXICON

En mer, la réverbération et la fraicheur de l’eau devraient permettre d’obtenir des rendements supérieurs.

- Des structures en V augmentent de 50% le rendement photovoltaïque


En reproduisant cette structure en V, le rapport puissance-poids de la structure globale est multiplié par 17.


- DualSun, le panneau solaire produisant à la fois de l’électricité et de l’eau chaude

Ce nouveau type de panneau solaire hybride, le Wave, comporte deux faces. La première, exposée au Soleil, est équipée de cellules photovoltaïques classiques ; en-dessous, un échangeur thermique dans lequel circule de l’eau enrichie de glycol, ce qui lui permet de mieux récupérer la chaleur produite par les cellules photovoltaïques. Double avantage : le fluide chauffé est utilisé pour fabriquer de l’eau chaude sanitaire grâce à une pompe à chaleur et les cellules photovoltaïques sont refroidies lors de l’échange thermique ce qui permet d’améliorer leur rendement d’environ 5 à 10%.

- Les panneaux solaires en pérovskite ont un coût écologique et énergétique réduit

- Les diatomées montrent comment coupler photosynthèse et respiration

La fixation du CO2 par la photosynthèse requiert la production, dans le chloroplaste, d'énergie (molécule d'ATP) et de pouvoir réducteur (molécule de NADPH) et ceci dans des proportions bien définies. Or, chez les diatomées, les mécanismes moléculaires à l'œuvre pour gérer le rapport ATP / NADPH passent par des échanges soutenus entre le chloroplaste et la mitochondrie, le compartiment cellulaire dédié à la respiration. Ce processus permettant d'optimiser la photosynthèse a certainement contribué au succès écologique des diatomées, dans toutes les mers du globe.

La découverte de ce mécanisme de couplage entre la photosynthèse et la respiration chez les diatomées permet d'envisager des applications biotechnologiques inédites: augmenter la production de biomasse pour produire des molécules d'intérêt, en jouant sur l'utilisation simultanée de lumière (pour la photosynthèse), et de sources carbonées (pour la respiration).

- Des lampes à sel

saltlamp1

La lampe SALt (Sustainable Alternative Lighting) brûle pendant huit heures de suite avec seulement un verre d’eau et deux cuillères à café de sel.

La lampe LED de la SALt repose sur une batterie aux cellules galvaniques, dans laquelle on trouve les 2 électrodes et la solution d’électrolyte constituée uniquement d’eau salée.

- Des anodes en nanoparticules de silicium enrobées dans du graphène doublent la capacité des batteries

Une anode en silicium est une solution prometteuse car pouvant absorber dix fois plus d’ions lithium qu’une électrode en graphite. Cependant le silicium voit son volume quadrupler lors d’une mise en charge. Ce problème peut être partiellement résolu si l’on a recours à la nanotechnologie pour fabriquer des anodes constituées de nanoparticules de silicium de 100 nm de diamètre. Sauf que le silicium étant un semi-conducteur, il doit nécessairement être recouvert d’un matériau conducteur qui, lui aussi, doit pouvoir supporter des contraintes mécaniques.

Trouver un excellent conducteur mécaniquement résistant, voilà qui pointe naturellement vers le graphène. La capacité de charge de ces nouvelles batteries lithium-ion a été multipliée par 1,8 et était toujours 1,5 fois supérieure aux anciennes après 200 cycles de charge/décharge.

- Un supercondensateur aux capacités plus grandes que des batteries

Sol-gel materialsC'est la combinaison du procédé sol-gel (verre non fondu) et d'un acide gras qui donne ses performances à ce supercondensateur hybride.

L'utilisation d'un film de mylar aluminisé revêtu avec le sol-gel hybride permet au supercondensateur d'être enroulé tout en maintenant une densité d'énergie élevée, ce qui démontre sa flexibilité. Pour éliminer les courants de fuite, une monocouche auto-assemblée à l'échelle nanométrique de l'acide n-octylphosphonique a été déposée au-dessus du sol-gel hybride. De moins d'un nanomètre d'épaisseur, cette monocouche sert de couche isolante.

La densité maximale d'énergie extractible est de 40 joules par centimètre cube, l'efficacité énergétique de 72% à 830 volts par micromètre, et une densité de puissance de 520 watts par centimètre cube.


- Des nanofils de niobium pour des supercondensateurs et vêtements connectés

Observé au microscope à balayage électronique, le      supercondensateur sous forme de fil tissé avec des nanofils de      niobium. Dans la vue agrandie, la partie rose figure la couche de      polymère conducteur qui permet d’augmenter la capacité de charge      du supercondensateur. Les billes bleues et rouges matérialisent      les ions positifs et négatifs. © Massachusetts Institute of      Technology, University of British Columbia

Ce fil au niobium est plus résistant et cent fois plus conducteur qu’un supercondensateur utilisant des nanotubes de carbone ou d’autres matériaux. Il peut également stocker jusqu’à cinq fois plus d’énergie dans un volume donné. De quoi réduire très significativement la taille des objets connectés type montres, bracelets d’activité et autres capteurs environnementaux.

Par ailleurs, les nanofils de niobium mesurent seulement 140 nanomètres de diamètre et le supercondensateur est suffisamment souple pour pouvoir être incorporé directement dans du tissu pour la fabrication de vêtements connectés.

- Des routes en plastique pour recycler les déchets plastiques

routes        plastique

Des ingénieurs planchent actuellement sur des routes en plastique, qui pourraient être installées et retirées des routes incroyablement vite. L’un des acteurs majeurs de cette tendance n’est d’ailleurs autre que l’entreprise de construction néerlandaise VolkerWessels, qui collabore étroitement avec Rotterdam dans le but de tester ces routes d’un nouveau genre dans un « street lab » fourni par la ville.

L’idée étant de recycler le plastique repris des océans pour en faire un agrégat résistant, qui pourrait être moulé et coulé en briques « pré-fabriquées », que l’on pourrait installer en moins de deux. Ces pièces seraient vides, facilitant les installations et interventions en cas de pépins sous-terrains. C’est également sans parler du fait qu’elles seraient jusqu’à trois fois plus résistantes que les routes actuelles.

Voir aussi Sciences et Avenir.

- Des nanoparticules de lignines comme anti-bactérien pour l'assainissement

Environmentally benign nanobullet (center) attacks bacteria      (left) and neutralizes it (right).Au lieu d'utiliser des nanoparticules d'argent dont l'effet antimicrobien est assuré mais qui ne sont pas sans toxicité, il suffirait d'infuser des nanoparticules de lignine (substance végétale biodégradable) dans des ions d'argents et les revêtir de polymère pour avoir un anti-microbien efficace et écologique.

- Des nanoparticules pour piéger avec des UV pesticides et autres polluants

Des chercheurs      proposent d’utiliser des nanoparticules irradiées au rayonnement UV pour piéger les polluants présents dans les eaux et dans les sols. © Nicolas Bertrand, MITCes nanoparticules soumises aux UV piègent pesticides, perturbateurs endocriniens et tous les polluants hydrophobes présents dans les eaux usées.

Les chercheurs ont synthétisé des polymères à base polyéthylène glycol et d’acide polylactique. Le premier est un composé que l’on retrouve dans de nombreux produits de la vie courante : dentifrice, gouttes pour les yeux, laxatifs, etc. Le second est un plastique biodégradable utilisé, par exemple, pour la fabrication de gobelets.

Les nanoparticules ainsi produites présentent un noyau hydrophobe et une enveloppe hydrophile. Exposées à un rayonnement UV, les enveloppes s’ouvrent. Sous l’effet de forces qui agissent à l'échelle moléculaire, les polluants hydrophobes en solution se déplacent vers les noyaux des nanoparticules et se fixent à leur surface par adsorption. Le tout forme des agrégats suffisamment grands pour être éliminés par des méthodes simples de filtration.

Parmi les avantages de la méthode, il y a le fait que les polymères utilisés peuvent être produits à température ambiante. Par ailleurs, ils ne ciblent pas un polluant en particulier : il suffit juste qu'il soit hydrophobe. Une seule manipulation suffit donc à éliminer à la fois des hormones, du bisphénol A et des pesticides présents dans un échantillon.

- Un riz OGM produisant moins de méthane

Le nouveau riz diffère d'un seul gène, emprunté à l'orge pour lui faire stocker plus de carbone en amidon et sucre dans ses tiges ou grains, et moins dans ses racines. Cela entraîne que ce riz produit moins de méthane avec un rendement de 43% plus de grains par plante. Il a été particulièrement efficace en été, réduisant les émissions de méthane à 0,3% au lieu des 10% habituels. La réduction des émissions a été moins spectaculaire à l'automne, en raison de températures plus basses, mais réduisant encore les émissions de méthane de moitié.

Cet OGM ne sera pas commercialisé mais une espèce aux mêmes caractéristiques obtenues par les méthodes de sélection ordinaires (sans manipulation génétique), ce qui pourrait prendre une dizaine d'années.

- Un ersatz de riz

Ce riz artificiel est un mélange de plusieurs glucides naturels : maïs, manioc, igname et sagou. Le sagou est une fécule alimentaire extraite de la pulpe du tronc du sagoutier, un type de palmier. La mixture est préssurisée et précuite. On peut dès lors consommer cet étonnant riz alternatif.

 

Biologie


évolution, génétique, éthologie, anthropologie, neurologie

- Bases physiques du passage de molécules simple à la réplication

autocatalytic systemsImaginez un monde dans lequel les polymères complexes se brisent pendant la journée, puis se réparent eux-mêmes dans la nuit. La présence d'un brin matrice suffit à ce que le polymère se réassemble précisément comme il était la veille. Ce processus d'auto-réplication signifie que le polymère peut transmettre des informations sur lui-même d'une génération à l'autre. Cette capacité à transmettre l'information est une propriété fondamentale de la vie.

Je n'ai pas bien compris ce qui permettrait ici de contredire la loi de l'entropie mais cela fait penser à l'étude précédente montrant qu'il suffisait de soumettre de petits ARN à des variations cycliques de la température, entre -9°C (la nuit) et +37°C (le jour) pour obtenir de longs ARN autocatalytiques.

- Le premier ribosome artificiel

Lorsque la cellule fabrique une protéine, l'ARNm (ARN messager) est d'abord copié à partir de l'ADN. Deux sous-unités des ribosomes, une grande et une petite, se joignent à l'ARNm pour former l'unité fonctionnelle qui assemble la protéine dans un processus appelé traduction. Une fois que la protéine est produite, les sous-unités ribosomiques - qui toutes les deux sont constituées d'ARN et de protéines - se séparent l'un de l'autre.

Le Ribo-T est un ribosome constitué des deux sous-unités qui ne se séparent pas et qui peut produire des polymères uniques et fonctionnels permettant d'explorer les fonctions des ribosomes ou de produire des substances thérapeutiques - et peut-être même un jour des polymères non biologiques.

Non seulement Ribo-T fabrique des protéines dans un tube à essai mais il a été en mesure de faire suffisamment de protéines dans des cellules bactériennes qui manquaient ribosomes naturels pour rester vivantes.

Voir aussi Sciences et Avenir.

- L'optogénétique programmable

Avec les BL-OG (BioLuminescent-OptoGenetics), une émission de lumière pourrait être déclenchée dans les cellules, juste quand elles en sentent le besoin, afin d'administrer un traitement. On sait déjà faire des cellules capables d'émettre et/ou répondre à la lumière. L'étape suivante consiste à relier cette capacité, par biologie synthétique, à la détection des niveaux d'ions calcium.

Dans l'exemple de l'épilepsie, les neurones BL-OG pourraient être programmés pour se déclencher si les ions calcium sont en hausse trop rapide. Cette lumière rouge pourrait activer alors des cellules optogénétiques voisines amortissant l'excitation et arrêtant efficacement la crise dès qu'elle commence.

- Des cellules équipées de laser

Les scientifiques bras cellules avec de minuscules lasers

On a réussi à ce qu'une cellule intègre une nanosphère en plastique qui agit comme une cavité de résonance laser (en vert) à l'intérieur de la cellule. Les sphères sont enduites d'un colorant fluorescent qui fait que, lorsqu'on projette dessus une lumière colorée elles rayonnent dans une autre couleur. La lumière entre alors en résonance dans la sphère, ce qui déclenche l'action du laser. Chaque laser brille à des longueurs d'onde distinctes en fonction de la taille de la sphère, ce qui pourrait servir à suivre le mouvement de cellules individuelles, par exemple, dans des tumeurs cancéreuses.

Voir aussi Technology Review.

- Les nutriments apportés par la tectonique des plaques cause de l'explosion cambrienne

Image: ShutterstockCe n'est pas vraiment nouveau, le rôle de l'érosion des continents et notamment des montagnes dans la fourniture de composants essentiels à la vie était déjà connu mais cette étude fournit des corrélations précises entre la tectonique des plaques, la concentration d'oligo-éléments et l'explosion du Cambien notamment, il y a 545 millions d'années, tout comme la raréfaction de ces nutriments pourrait expliquer la sortie de l'eau des premiers tétrapodes à la fin du Dévonien, il y a 370 millions d'années.

Ils ont également trouvé des périodes pauvres en nutriments corrélés à la décélération de la diversification et semblaient correspondre à des extinction de masse à la fin de l'Ordovicien, Dévonien et du Trias. Toutefois, les chercheurs ne pouvaient pas dire avec certitude si l'épuisement des oligo-éléments a mené à l'extinction, d'autres causes ayant été possibles.


- Le plus grand dinosaure à plumes avait des ailes mais ne volait pas

Sur cette représentation d'artiste, Zhenyuanlong suni est      couvert de plumes richement colorées. L'hypothèse est plausible      car ce dinosaure ne devait pas s'en servir pour voler mais, sans      doute, pour parader. Ces ailes l'aidaient peut-être aussi à      chasser en courant après ses proies. © Zhao Chuang

Cousin des vélociraptors et de même taille que lui, Zhenyuanlong suni, découvert en Chine, avait des plumes et des ailes. Même s'il ne pouvait très probablement pas voler, il s'agit néanmoins du plus grand dinosaure avien à plumes connu à ce jour.

Il mesurait environ 1,65 m de long, c'est-à-dire un peu plus qu’un condor de Californie, et devait peser 20 kg. Mais la présence de grandes plumes accrochées sur de petits bras indique que, pour un tel poids, des ailes si modestes ne devaient pas lui permettre de voler.

Parmi les hypothèses avancées pour expliquer l’apparition des plumes et des ailes, certaines supposent qu’elles sont apparues et puis ont été sélectionnées par l’évolution parce qu’elles permettaient, par exemple, de garder des œufs à la bonne température ou pour parader afin d’attirer un partenaire pour la reproduction.

Voir aussi Sciences et Avenir. Des reconstitutions vidéo font aussi la supposition que cela lui permettait de s'élancer à partir de branches basses pour attaquer ses proies.

- Un ancêtre herbivore des mammifères aux dents de sabre

Des dents de
      sabre pour cet ancêtre des mammifères

Il vivait il y a 270 millions d’années au Brésil. Mais malgré son impressionnant équipement dentaire, c’était un herbivore.

- Plus de 50% des fourmis ne foutent rien

Groupe de fourmis coupe-feuilles (espèce      Atta) déplaçant des fragments de feuilles © Gerard Lacz / Rex      Featu/REX/SIPA

En moyenne, plus de 50% des insectes sociaux d’une même communauté ne font... absolument rien, selon la littérature scientifique rapportée par les auteurs de l’étude. Mais plus étonnant, cette proportion est variable suivant la spécialisation de l’insecte.

Les fourmis les plus inactives de jour sont aussi celles qui paressent le plus la nuit. Pis encore : l’inoccupation ne semble résulter d’aucune contrainte externe, comme le besoin de repos, les intervalles entre les tâches, ou la digestion. Auquel cas toutes les ouvrières seraient affectées de manière équivalente, ce qui n’est pas le cas. L’étude suggère que ce désœuvrement ne s’explique pas par la seule absence de travail disponible, et représenterait même une tâche à part, indépendante des autres activités. Pour les entomologues, la découverte est de taille, car statistiquement tout se passe comme si certains de ces formidés étaient spécialisés en … inactivité.

Un armée de réserve ?

- Un oiseau qui combine les sons pour alerter ses congénères

Combiner des sons pour créer des signaux significatifs n'est      pas l'apanage des êtres humains, les pomatostomes à calotte marron      le font aussi. © Ron Knight, Wikimedia Commons, 2.0

Un passereau utilise différents sons qu'il combine de plusieurs manières pour envoyer des messages à ses congénères.

Dans la nature, les oiseaux associent différemment deux sons distincts, nommés A et B, suivant leur comportement : en vol, ils émettent un appel AB et lorsqu'ils nourrissent leur progéniture au nid, ils utilisent la composition BAB.

A l'écoute d'un son BAB, ils se tournent vers leur nid, alors qu'ils surveillent l'arrivée potentielle d'oiseaux en vol quand ils entendent « AB ».

- Le bruit du cerveau serait lié à la redondance de l'information

Neuronal activity in two brain regionsPas sûr d'avoir bien compris mais leur étude semble établir qu'un seul neurone pourrait suffire à traiter l'information souvent. Le fait d'impliquer des milliers de neurones serait
juste une redondance nécessaire pour surmonter le bruit du cerveau mais permettrait aussi d'approcher des problèmes complexes sous différents angles.

- Des cerveaux (de singe) en réseau pour mieux contrôler un avatar

Les cerveaux de plusieurs singes ont été mis en réseau, formant un ordinateur vivant capable d'effectuer des tâches et résoudre des problèmes, montrant que trois cerveaux de singes peuvent mieux contrôler un avatar qu'un seul.

Si les cerveaux humains pouvaient être connectés de la même façon, cela pourrait nous donner les capacités de résolution de problèmes surhumains en nous permettant de communiquer des pensées ou expériences abstraites. « C'est vraiment très excitant et pourrait changer la façon dont les humains coopèrent ».

Les cerveaux des trois singes étaient reliés, par des électrodes placées dans les zones du cerveau impliquées dans le mouvement, avec un ordinateur qui contrôlait une image animée représentant un bras robotisé.

En synchronisant leurs pensées, les singes étaient en mesure de déplacer le bras pour atteindre un objectif – et obtenir une récompense.

Il y a aussi des rats à qui on a appris à synchroniser leurs cerveaux.

- Les Bonobos utilisent des outils

Une étude israélienne montre que les bonobos savent spontanément se servir d'outils : une pierre en guise de marteau, un bâton pour soulever un rocher, etc. Ils utilisent notamment des pierres pour broyer des os et manger leur moelle, comme le faisaient les premiers hommes (et même les Australopithèques avant).

Voir aussi Sciences et Avenir.

- Le pouce de l'homme n'aurait pas évolué depuis 5 millions d'années

Un chimpanzé tenant la main de son      chirurgien après une opération. © Andy Tullis/NBC/AP/SIPA

Le pouce du chimpanzé s'est grandement modifié depuis la divergence évolutive entre homme et singe. Le long de la lignée humaine en revanche, ses dimensions sont restées singulièrement constantes.

La taille relative du pouce de Homo sapiens avoisine par exemple celle d’Australopithecus sediba, vivant il y a près de 2 millions d’années. Mais de façon plus surprenante, les dimensions de ses menottes sont aussi très proches de celles du singe capucin (genre cebus) ou du gelada (genre ceropithecus). Le point commun à chacune de ces 4 espèces ? Être dotée d’un pouce plus long (taille relative), facilitant la manipulation d’outils. Chez la plupart des hominidés, le pouce est en effet opposable. La préhension est toutefois moins aisée lorsque le pouce est court comparé aux autres doigts, ce qui est notamment le cas chez les bonobos et les chimpanzés (genre pan). Pour faciliter leur locomotion dans les arbres, l'évolution a pourtant doté ces derniers de quatre doigts très longs... à l'exception du pouce. Ce qui ne les empêche pas d'être également capables de se servir d'outils, au sein d'un environnement contrôlé en captivité.

L’intérêt d’une telle découverte ? "Des implications profondes quant au lien entre la structure de la main humaine et la systématisation de l'usage d'outils en pierre taillée", indiquent les auteurs de l’étude. Rappelons que l’apparition des premiers outils est estimée remonter à 3,3 millions d’années. Selon ces paléontologues et anthropologues, la forme moderne de la main se serait ainsi stabilisée en amont, et remonterait à l'ancêtre commun entre l'homme et le chimpanzé. Auquel cas ce dernier, qui vivait il y a 5 millions d'années, pourrait avoir eu une poigne... bien plus humaine que simiesque.

Soit l'utilisation d'outils date d'avant les Australopithèques (dont l'évolution semble bien liée à l'utilisation de pierres), soit il faudrait mettre en cause le fait que la main s'est adaptée à la taille de pierres. En fait, cette étude ne s'intéresse qu'au pouce alors que c'est le poignet qui se serait renforcé il y a 1,7 millions d'années (sans parler du cervelet, etc.).

- Le gyrus frontal inférieur nous différencie des singes

Cette zone s’active chez les humains, et pas chez les singes, lorsque les 2 reçoivent des informations abstraites.

"Il semble que les singes reconnaissent bien une séquence particulière, mais ils ne réalisent pas qu’elle est intéressante et ils ne vont pas plus loin. Seuls les humains en font une analyse plus approfondie".

Le gyrus frontal inférieur est une partie du cortex qui est plus développée chez les humains que chez les singes. De plus, le gyrus frontal inférieur possède ce qu’on appelle l’aire de Broca qui traite le langage. Mais l’intégration de l’information abstraite va au-delà du langage (pouvant expliquer notamment l'appréciation de la musique).

A noter que la fréquence des chansons qui restent dans la tête dépend notamment du gyrus frontal inférieur :

Selon les résultats, les participants chez lesquels les INMI (imagerie musicale involontaire) sont les plus fréquentes ont une épaisseur corticale réduite dans deux zones de chaque hémisphère cérébral : le gyrus temporal transverse et le gyrus frontal inférieur. Le premier est impliqué dans la perception auditive, notamment la manière dont le cerveau interprète les sons entendus. Le deuxième participe au processus de mémorisation verbale.

- Différences épigénétiques avec Neandertal de Sirt1 favorisant le langage

La thèse défendue stipule que des changements non dans les gènes eux-mêmes mais dans leur expression (le "bruit") augmenterait notre capacité de mémorisation. Il faut noter cependant que la protéine Sirt1 (sirtuine) qui serait moins exprimée chez nous est une protéine très importante dont le déficit est impliqué dans le vieillissement, le cancer et l'Alzheimer. On sait depuis quelques années qu'un régime de "restriction calorique" (ou le resvératrol du vin) surexprime la protéine Sirt1 mettant les cellules en mode "survie" plus économe (inhibant le processus AMPK), ce ralentissement métabolique (par compactage de l'ADN) étant à l'origine de l'augmentation de durée de vie observée. Cette protéine Sirt1 serait aussi impliquée dans la réparation de l'ADN et sa reproduction. Lorsque l'accumulation des dommages subis par l'ADN ne laisse plus de protéine libre, toutes occupées à réparer l'ADN, cela bloquerait du même coup la reproduction. La réduction de l'expression de Sirt1 devrait donc affecter notre longévité par rapport à nos ancêtres, ce qui ne semble pourtant pas être le cas...

Ces trois gènes codent pour des facteurs de transcription, c’est-à-dire des protéines qui vont réguler l’expression des gènes. Ces facteurs de transcription sont justement importants dans le développement du cerveau et du crâne:

- SIRT1 régule divers processus neuronaux par désacétylation des histones et d'autres protéines (comme AKT1) intervenant dans la formation et l'allongement des axones. Ainsi, des niveaux élevés de signalisation SIRT1 empêchent la neurogenèse et la différenciation neuronale.

- H2A.Z est un régulateur des fonctions de la mémoire;

- et RUNX2 promeut la différenciation des cellules osseuses (ostéoblastes), ce qui permet la soudure de la boite crânienne. C’est un des gènes majoritairement responsable des différentes formes de crâne et très étudié dans l’évolution des traits faciaux humains.

Ces trois protéines sont liées : SIRT1 réduit la « quantité » de H2A.Z (il entraine sa dégradation), en revanche il augmente l’expression de RUNX2. Donc en gros, plus une cellule va exprimer SIRT1, plus elle exprimera RUNX2 et moins elle exprimera H2A.Z.

L’homme actuel exprime beaucoup moins de RUNX2 que les hominidés précédents. L’expression de RUNX2 étant dépendante de SIRT1, cela suggère que SIRT1 est aussi probablement très faiblement exprimé, et comme SIRT1 déclenche la dégradation de H2A.Z, un faible niveau de SIRT1 entraine une forte expression de H2A.Z.

Si on compare Homo Sapiens et Homo Neanderthalensis (par exemple), Homo Sapiens exprime très peu de RUNX2 et de SIRT1, mais beaucoup de H2A.Z.

Les conséquences sont d’une part, un crâne pas complètement soudé (puisque c’est RUNX2 qui permet de souder les os du crâne par son action sur les ostéoblastes), et d'autre part, un développement de la mémoire nécessaire au langage qui dépend de H2A.Z.

Selon notre point de vue cette préparation au langage résulte d'un recâblage des connexions entre les régions sous-corticales (spécialement le thalamus) et les structures corticales, un recâblage qui est également manifeste dans une nouvelle trajectoire de développement de la formation du crâne généré par des promoteurs altérés de RUNX2, ce qui donne lieu à la forme globulaire caractéristique de la tête, résultant d'une expansion relative des régions pariétales et cérébelleuses par rapport aux primates actuels et hominidés éteints.

Il est difficile de savoir si l'expression de Sirt1 est véritablement déterminante mais, en tout cas, on ne peut considérer que les différences avec Neandertal seraient insignifiantes comme certain(e)s le prétendent.

- Localisation de neurones individuels liés à la mémorisation

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« Le neurone de Jennifer Aniston » : c’est ainsi que Rodrigo Quian Quiroga et Matias Ison, de l’université de Leicester (Royaume-Uni), résument les recherches sur la mémoire qu'ils viennent de publier avec leurs collègues dans la revue Neuron. La série d’expériences qu’ils ont menées leur ont en effet permis de localiser des neurones qui s’activent lors de la mémorisation puis lors du souvenir d’un fait très précis, par exemple l’image de Jennifer Aniston… ou de la tour Eiffel si les deux ont été associées.

Pour parvenir à une telle résolution, l’équipe a utilisé des électrodes implantées à l’intérieur du cerveau de 14 patients. Atteints d’une forme grave d’épilepsie, ils étaient hospitalisés pour localiser leur affection et se sont portés volontaires pour ces expériences sur la mémoire. Les électrodes étaient installées dans le lobe temporal médian, une région connue pour être impliquée dans la mémorisation et qui contient l’hippocampe, l’amygdale et le cortex rhinal. La précision de la mesure était telle que les chercheurs pouvaient distinguer l’activité de neurones isolés.

Il a alors été possible de repérer des neurones individuels qui s’activent spécifiquement à la vue d’une des personnes et rien d’autre. Puis les sujets ont vu des montages juxtaposant une personne et un lieu. Ils devaient alors mémoriser cette association. Une fois l'apprentissage terminé, seules les images de lieux étaient présentées. Résultat : l’image de la tour Eiffel déclenchait l’activation de « neurones Aniston » si les deux avaient été associées. Ces neurones, devant les autres images, demeuraient totalement inactifs.

Le processus détecté ici est celui de la mémoire épisodique, celle qui nous permet de garder le souvenir d’un événement dans son contexte.

Voir aussi Sciences et Avenir.

- Un prion joue un rôle crucial dans le maintien des souvenirs

Accumulation sous        forme de bâtonnets de la protéine prion dans le cerveau d'un        enfant atteint de Creutzfeldt-Jacob. © Inserm, J-G. Fournier

Comme tout prion, la CPEB3 peut prendre deux formes, soluble ou agrégée. Lors de la formation des souvenirs à long terme, la forme soluble de CPEB3 contenue dans les nouvelles connexions synaptiques est convertie en forme agrégée. Cette transformation active la synthèse protéique nécessaire pour maintenir la mémoire. Et les souvenirs persistent aussi longtemps que ces agrégats perdurent. Pour ce faire, les prions agrégés se renouvellent eux-mêmes, en recrutant et transformant sans cesse de nouveaux prions solubles.

- Bien dormir aide à retrouver des souvenirs perdus

- Le brassage génétique rend plus grand et plus intelligent !

Plus le patrimoine génétique d'un individu est varié, plus sa taille et son habileté cognitive seront élevés.

Quatre de ces caractéristiques ont semblé corrélées, négativement, avec l’homozygotie : la taille, le volume pulmonaire, les facultés cognitives et le niveau d’éducation. Les auteurs citent des chiffres étonnants : une différence d’éloignement génétique équivalente à celle séparant la descendance de deux cousins germains conduit à une différence de taille de 1,2 cm et de 10 mois dans la durée des études.

- Le liquide séminal modifie l'expression des gènes et l'humeur des femelles

Le sperme a pouvoir      de contrôle sur les gènes et le comportement des femmesChez les mouches à fruit, le liquide séminal peut faire que les femelles mangent plus, pondent plus et sont moins réceptives à d'autres mâles. Une des protéines serait même un régulateur de gènes majeur avec des effets anti-dépresseurs.

Le liquide séminal induit l'expression d'un ensemble de gènes dans le col de l'utérus, notamment ceux qui affectent le système immunitaire, l'ovulation, la réceptivité de la muqueuse de l'utérus à l'embryon, et même la croissance de l'embryon lui-même.

Cela pourrait être l'effet de trois microARN - fragments d'ARN qui affectent l'expression des gènes - produits par le col de l'utérus en réaction à la semence.

- Les comportements amoraux favorisés par la testostérone et le cortisol

"Un niveau élevé de testostérone diminue la crainte des sanctions tout en augmentant la sensibilité à la récompense. La testostérone fournit donc le courage de tricher tandis que la cortisol (lié au stress) offre une bonne raison de tricher. Le message à retenir est que les injonctions fondées sur l'éthique et la morale tout comme celles reposant sur la menace de sanctions ne seraient en fait pas efficaces pour prévenir la fraude".

- Plus on a confiance en soi, plus on a des jugements extrêmes

Quand les sujets n'ont pas confiance dans leur choix, leurs évaluations se situent au milieu du classement. Par contre ce biais n'existe plus lorsque les sujets sont en confiance. Ils ont alors tendance à émettre des jugements plus extrêmes.

Ainsi une personne qui se sent très en confiance et qui se trouve dans un contexte agréable, pourrait émettre des jugements erronés et serait donc plus facilement manipulable.

- Dopamine et sérotonine modifient nos jugements moraux

L'expérience a été faite avec la lévodopa, médicament pour le Parkinson qu'il vaut mieux éviter mais qui augmente le niveau de dopamine, et un antidépresseur qui augmente la sérotonine. Tout cela est bien connu de ceux qui prennent des drogues (cocaïne ou ecstasy).

- L'hyperactivité aurait été profitable aux nomades

Une mutation du gène lié au trouble d'hyperactivité avec déficit de l'attention (TDAH) serait également associée à une augmentation de poids dans un groupe chroniquement sous-alimentées de nomades appelés les Ariaals. Les Ariaals sont un groupe isolé de nomades du nord du Kenya, vivant de l'élevage de vaches, chameaux, moutons et chèvres.

Une étude antérieure avait montré que les cultures nomades à travers le monde ont tendance à avoir les mêmes mutations, modifiant la réponse du cerveau à la dopamine dans le sens de l'impulsivité et du TDAH.

Les nomades avec cette mutation, dans le gène appelé DRD4, ont tendance à avoir un indice de masse corporelle plus élevé et plus de muscles que les nomades sans la mutation.

Une autre étude a révélée que cette mutation est présente dans environ 60% des Sud-Américains indigènes, mais seulement 16% des Américains de race blanche.

La vie active et imprévisible des nomades, centrée sur l'élevage, pourrait bénéficier de cette impulsivité.

- Les terres submergées témoignent d'une agriculture depuis 23 000 ans

Fig 1. Location map of Ohalo II and
      central area of excavation at the site.

C'est une révolution pour un néolithique daté jusque là de 12 000 ans tout au plus. Paradoxalement, c'est la découverte de mauvaises herbes comme l'ivraie qui témoigne de terres cultivées mais l'exploration des terres submergées devraient nous apporter d'autres surprises car le niveau des mers s'étant élevé de 50 à 100 mètres depuis la dernière glaciation, l'essentiel des traces de l'activité humaine ont été inaccessibles aux fouilles jusqu'ici car les plus avancés, depuis beaucoup plus longtemps sédentaires, vivaient au bord de mer, de lacs ou de fleuves procurant des ressources abondantes, loin des sauvages de l'intérieur des terres. Une des conclusions qu'on peut en tirer, c'est que l'invention de l'agriculture a précédé de nombreux millénaires sa généralisation sans doute provoquée par la détérioration du climat. La remarque d'Alain Testart est très juste qu'on ne peut parler d'invention de l'agriculture, pas plus que d'invention de la société industrielle. Il ne s'agit pas en effet de planter une graine, ce qui s'est toujours fait, mais de la mise en place progressive d'une économie agraire.

Ohalo II était un village sédentaire peuplé toute l'année. Le fait qu(il ait été longtemps submergé a permis la préservation d'une grande variété de graines et de fruits, avec près de 150.000 échantillons recueillis montrant que les villageois exploitaient plus de 140 espèces de plantes.

Un tiers des échantillons appartenaient à la famille des graminées, y compris de l'orge sauvage et de l'avoine. "Certaines des plantes sont les ancêtres des cultures domestiques tels que blé, orge, pois, lentilles, amandiers, figuiers, raisin et olive. Ainsi, environ 11.000 ans avant ce qui avait été généralement admis que l'apparition de l'agriculture, l'alimentation des gens comptaient beaucoup sur la même variété de plantes qui seraient éventuellement deviennent domestiqué".

Voir aussi Sciences et Avenir.

Rappelons qu'il y a eu un saut technique, peu avant le paléolithique supérieur (45 000 ans), autour des 60 000 ans, sans doute par la constitution de groupes plus importants (avec baisse de la testostérone) permettant d'élaborer un langage narratif (la langue mère daterait de cette époque), une culture complexe et d'accélérer les progrès techniques qui sont très visibles à partir de 38 000 ans. On peut dire que les hommes de cette époque, qui vont conquérir le monde, nous ressemblent beaucoup. Il n'est donc pas indifférent de dater l'agriculture et la vie sédentaire autour de 25 000 ans au lieu de 12 000, donnant une meilleure idée de leur évolution progressive - mais rien de tout cela n'est sûr et d'autres découvertes peuvent changer complètement le récit qu'on en fait.

- En Crète irrigation et pompage ont fait descendre les populations dans la plaine

Fig. 2 : les principaux palais crétois (fond de carte O.
        Barge).

Mais alors, pourquoi cette soudaine ruée vers la plaine ? Pourquoi quitter un milieu dont ils savaient tirer parti, pour des terres sèches et a priori peu accueillantes ? Peut-être, proposent les chercheurs, parce que les Minoens avaient trouvé la clé pour accéder aux énormes réserves en eau du sous-sol crétois. Ils auraient découvert ou importé de l'étranger le moyen de pomper la nappe phréatique. Et par là, celui d'irriguer massivement les plaines de la côte.

Mais cette hypothèse est-elle plausible ? Peut-être, car c'est justement au début de la période des seconds palais que les Minoens semblent avoir développé un intérêt pour tout ce qui touche à l'hydraulique et commencent à creuser des puits, et donc à atteindre la nappe phréatique. Les systèmes qu'ils utilisaient pour amener l'eau à la surface ne nous sont pas parvenus. Étaient-ils suffisamment efficaces pour alimenter un dispositif d'irrigation en plaine ? C'est possible, car au moins un système rudimentaire pour pomper l'eau du sous-sol est alors connu depuis plus d'un millénaire en Mésopotamie. C'est le puits à balancier, où un contrepoids facilite l'ascension du seau. Il est attesté également en Égypte durant la période correspondant aux seconds palais, alors qu'existent justement des relations commerciales avec la Crète.

J'avais toujours été fasciné par le fait que les palais Crétois avaient déjà des salles de bain avec baignoire et évacuation d’eau, il y a 3 500 ans ! De riches marchands avaient aussi des baignoires mais sans évacuation...

 

Santé


traitements, nutrition, hygiène

- Chaud et froid par la lumière accélère le diagnostic de l'ADN

Schéma montrant la photonique ultrarapide PCR utilisant des lumières LED sous un film mince d'or pour amplifier des échantillons génétiques.  Cliquez sur l'image pour une description détaillée.  (Image par Jun Ho Fils)

Les tests de réaction en chaîne par polymérase (PCR) réalisés sur une puce photonique en utilisant la lumière (des LEDs bleues) pour chauffer et refroidir rapidement (30 fois) les électrons à la surface d'une mince pellicule d'or permet d'avoir des résultats d'amplification de gènes en quelques minutes, et promet de transformer les diagnostics dans des domaines aussi variés que la médecine, la sécurité alimentaire et la biologie évolutive. A chaque cycle de chauffage-refroidissement, la quantité de l'échantillon d'ADN est doublée.

- Délivrer par WiFi des médicaments dans le cerveau

Device delivers drugs to brain via remote controlCe dispositif implantable plus mince qu'un cheveu est capable de fournir à distance de la lumière ou des médicaments dans des zones spécifiques du cerveau, pouvant être utilisé pour traiter la douleur, la dépression, l'épilepsie et d'autres troubles neurologiques.

"Désormais nous pouvons littéralement délivrer une thérapie médicamenteuse en pressant sur un bouton. Il a été conçu pour exploiter la technologie infrarouge, semblable à celle utilisée dans une télécommande de téléviseur. Si nous voulons influencer le comportement d'un animal avec de la lumière ou avec une substance particulière, nous avons tout simplement à pointer la télécommande vers l'animal et appuyer sur un bouton".


- La lumière rouge accélère le métabolisme des cellules et la cicatrisation

La place de cette brève serait dans la section physique, le phénomène découvert étant purement physique, l'effet des ondes lumineuses du proche infrarouge sur la viscosité des liquides, mais cela donne une explication rationnelle à ce qui semblait peu crédible car un peu magique de l'action de la lumière rouge sur l'énergie des cellules.

Cela semble trop beau pour être vrai. Diriger une lumière rouge sur la peau ou des cellules dans une boîte de Pétri leur donne un regain d'énergie instantané qui pourrait aider à guérir les plaies, soulager la douleur et peut-être aider l'infertilité masculine, etc.

Cet effet curieux de guérison est connu depuis des décennies mais pourquoi cela fonctionnait restait un grand mystère. Il se trouve que l'explication pourrait être simple et pourtant étrange: la lumière rouge semble altérer les propriétés physiques de l'eau, ce qui dope les réactions chimiques qui fournissent l'énergie d'une cellule.

L'effet sur les cellules de la lumière dans le proche infrarouge, qui a une longueur d'onde de 670 nanomètres, a été signalée il y a 40 ans. Grâce à cet éclairage, les mitochondries, qui sont les centrales énergétiques de la cellule, produisent plus d'ATP, le carburant de la cellule.

Lorsque les couches d'eau à la surface d'un objet sont éclairées par la lumière rouge, cela augmenterait la distance entre chaque molécule d'eau, ce qui rend l'eau moins visqueuse et plus fluide.

Tester le frottement dans l'eau d'une pointe de diamant montre effectivement qu'en éclairant simplement l'eau, on a besoin de 72% d'énergie en moins.

Des groupes de recherche étudient ce phénomène comme moyen d'accélérer la cicatrisation des plaies de la peau ou réparer les brûlures à l'œil. On pourrait également réduire ainsi la douleur et l'inflammation dans les tissus sous la peau. D'autres cherchent à savoir si la lumière rouge pourrait constituer une aide dans la maladie de Parkinson. On pourrait enfin fournir par infrarouge plus d'énergie aux spermatozoïdes infertiles.

- Des cellules souches débarrassées de leurs maladies mitochondriales

Les maladies mitochondriales sont causées par l'une des 200 mutations qui affectent les gènes des mitochondries, nos petites centrales d'énergie, à l'intérieur de presque toutes les cellules du corps. Selon les gènes affectés et les types de cellules, ces maladies peuvent provoquer une faiblesse musculaire, une maladie du foie, le diabète, des convulsions, des retards de développement ou des problèmes de vision.

La méthode consiste à implanter le noyau de cellules malades dans l'ovule d'une donneuse avec des mitochondries saines afin de produire ensuite des cellules souches pluripotentes qui ont généré avec succès des cellules saines.

- La vitesse du vieillissement est très variable

Les premiers signes de vieillissement peuvent être détectés dès l'âge de 26 ans. A l'âge de 38 ans certains étaient dans un état de vieillissement d'une personne en-dessous de 30 ans, d'autres de près de 60 ans.

Ces personnes, expliquent les chercheurs, ont un vieillissement biologique de trois ans en une année, lorsque la plupart des participants à l'étude vieillissent, comme attendu, d'une année biologique par an, voire moins.

Une précédente recherche avait mis en évidence que l'aspect génétique n'entrait en compte qu'à 20 % dans le vieillissement. Les principales causes étant le comportement en terme de santé et l'environnement.

Voir aussi Techno-Science. La réussite sociale des plus pauvres provoquerait leur vieillissement accéléré...

- L'andropause toucherait un homme sur cinq

- La carnitine aide les personnes âgées à faire de l'exercice en étant moins fatiguées

carnitineLa carnitine qui baisse avec l'âge est un supplément prisé par les sportifs car aidant à transformer la graisse en énergie. Il suffirait peut-être de manger plus de viande rouge, sauf que ce n'est pas trop recommandé...

- Bloquer une protéine permettrait de ne pas perdre la mémoire

Une protéine, la beta2-microglobuline (B2M), augmenterait avec l'âge empêchant la réparation des cellules du cerveau. Il suffirait donc de la bloquer pour améliorer les performances cognitives. Cette protéine permet normalement au système immunitaire de différencier les cellules du corps des cellules infectieuses. Le niveau de cette protéine dans le sang serait un des facteurs du vieillissement (ou du rajeunissent par du sang de plus jeunes).

- Un traitement universel contre les plaques du cerveau (Parkinson, Alzheimer)

Universal plaque-busting drug could treat various brain diseases

Un virus qui se trouve dans les eaux usées a donné naissance à un médicament unique qui décompose les plaques impliquées dans une multitude de maladies du cerveau, dont la maladie de Parkinson, la maladie de Creutzfeldt-Jakob (MCJ) et la maladie d'Alzheimer.

Ces plaques sont des amas de protéines mal repliées qui s'accumulent progressivement et tuent les neurones.

Le médicament est constitué d'une protéine virale qui reconnaît le mauvais repliement des protéines. Cette protéine est fixée à un anticorps. La protéine se lie aux plaques et l'anticorps entraîne leur destruction.

Un autre médicament, le Solanezumab, est un anticorps qui se lie aux plaques amyloïdes pour les détruire (mais dont l'efficacité est encore à prouver). Sinon, il y a confirmation de l'importance du sommeil pour éviter l'Alzheimer (sans doute, comme on l'avait vu, parce que pendant le sommeil le cerveau est mieux drainé et peut se débarrasser des protéines mal formées).

- Un test pour l'Alzheimer développé par un adolescent de 15 ans !

Krtin Nithiyanandam, un étudiant d'origine indienne, a développé un anticorps qui peut pénétrer le cerveau et se fixer aux protéines neurotoxiques qui sont présentes aux tout premiers stades de la maladie.

Les anticorps, qui injectés dans la circulation sanguine sont aussi associés à des nanoparticules fluorescentes qui peuvent alors être visualisés par un scanner du cerveau.

Les derniers tests de laboratoire montrent même qu'en s'y attachant, ils bloquent les protéines toxiques, les empêchant de développer davantage la maladie, ce qui pourrait arrêter l'Alzheimer dans son élan.

- Détecter des maladies avec un test en papier imprimable

Super-cheap origami disease-testing kit can be printed on demand

Ce test imprimable pourrait diagnostiquer, à partir des fluides corporels, des pathologies allant de la grippe aux maladies cardiaques.

Les modules (électronique ou optiques) imprimés sur du papier poreux changent en fonction de la maladie à tester. Il suffit ensuite de se connecter à un ordinateur ou smartphone et faire passer un liquide corporel à travers les micro-canaux pré-imprimés pour obtenir un diagnostic instantané.

- Un autre papier-test pour un diagnostic à 2$

Avec cette "paper machine" on pourrait analyser l'ADN d'une goutte de sang et y détecter des bactéries.

- Des bactéries de l'intestin modifiées pour détecter (voire soigner) des maladies

The illustration depicts Bacteroides thetaiotaomicron (white) living on mammalian cells in the gut (large pink cells coated in microvilli) and being activated by exogenously added chemical signals (small green dots) to express specific genes, such as those encoding light-generating luciferase proteins (glowing bacteria).

En introduisant (avec des recombinases) dans une bactérie commune de l'intestin humain des « capteurs génétiques », ces bactéries pourraient détecter et traiter l'inflammation de l'intestin ou le cancer du côlon à un stade précoce.

- Comment le microbiote intestinal bloque les allergies

Coupe de côlon de souris © Inserm, JL Desseyn

En présence de microbes (bactéries, levures), ce sont des cellules de l'immunité dite de « type 3 » qui entrent en jeu. En cas d’infection par des agents de plus grande taille (vers parasites, grosses molécules allergènes), c'est en revanche une immunité cellulaire de « type 2 » qui est sollicitée. C'est elle qui participe au déclenchement de l’allergie.

De la même façon que les infections par des bactéries provenant du milieu extérieur mettent naturellement en jeu les cellules immunitaires de type 3, la présence des bactéries intestinales joue finalement le même rôle. Or il ressort des travaux publiés aujourd'hui que les cellules de type 3, lorsqu'elles sont sollicitées, bloquent l'action des cellules de type 2, celles impliquées dans l'allergie.

- Un oeil bionique contre la DMLA

Tout en portant les lunettes vidéo spéciale M. Flynn peut        même voir les yeux fermésIl a été équipé d'un implant électrique qui envoie un flux vidéo directement sur les cellules intactes dans sa rétine à partir d'une petite caméra attachée à ses lunettes.

Cela signifie qu'il peut non seulement reconnaître les visages de sa famille et regarder la télévision, mais en portant ces lunettes vidéo, il peut même voir les yeux fermés.

Et il est la première personne au monde à avoir à la fois une vision artificielle et naturelle combinées.

Voir aussi Sciences et Avenir.

- Antioxydants et oméga-3 protègnent de la dégénérescence rétinienne

- Cataracte : des gouttes pour remplacer la chirurgie

Ces gouttes contiennent du lanostérol, une substance produite naturellement par l'œil et la clé pour prévenir la formation de la cataracte, selon les chercheurs chinois. Le lanostérol réussit à s’opposer au lent processus de dénaturation des cristallins et de formation d’agrégats dans l’œil, conséquences d'une cataracte.

- Un inhibiteur de la pompe à proton contre la tuberculose

Le lansoprazole (Prevacid), un anti-acide de la classe des inhibiteurs de la pompe à proton constituerait un traitement efficace contre les tuberculoses résistantes.

Le lansoprazole tuerait la bactérie une fois que les cellules humaines infectées le transormeraient en un metabolite sulfureux. Ce métabolite cible en effet une enzyme vitale pour la bactérie, menant à sa destruction. Testé sur un large éventail de bactéries, le lansoprazole s'est avéré très sélectif, ne s'attaquant qu'à M. tuberculosis.

Il y aurait aussi un médicament contre le glaucome, l'ethoxzolamide, qui serait efficace contre la tuberculose.

- Un anticancer 1000 fois plus toxique pour les cellules cancéreuses que le taxol

La molécule appelée shishijimicin A, découvert il        ya plus d'une décennie dans un animal marin connu comme une        giclée de mer et jugée hautement toxique pour les cellules        cancéreuses, a été synthétisée par le Univ Rice. laboratoire du        chimiste K.C Nicolaou. Image: Gracieuseté de K.C Nicolaou / Univ        Rice. La molécule appelée shishijimicin A, découverte il y a plus d'une décennie dans un animal marin de la famille des ascidies (Didemnum proliferum ou Didemnum fragilis) et jugée hautement toxique pour les cellules cancéreuses, a été synthétisée.

Ces toxines tuent les cellules cancéreuses par clivage de leur ADN ou le gel de leur cytosquelette, les empêchant de se reproduire.

- Les femmes anxieuses plus à risque d'un cancer du sein ?

Le dosage de l'enképhaline pourrait devenir un nouveau test        de dépistage précoce du cancer du sein. © Sagabardon, Flickr, CC        by-nc 2.0L’étude, menée par le professeur Olle Melander, a cherché à établir le lien entre la concentration d’enképhaline, une hormone antidouleur possédant également des propriétés anxiolytiques, et le risque de développer un cancer du sein. Les résultats sont sans appel. Chez les femmes qui possédaient les plus faibles niveaux de l’hormone, le risque de cancer du sein était trois fois supérieur à celles des femmes ayant les taux les plus hauts.


- Une petite éponge pour diagnostiquer le cancer de la gorge sans biopsie

The pill on a string which dissolves into a sponge

L'éponge ramasse des cellules de l'oesophage qui sont analysées ensuite.

- Des cellules souches neuronales d'autistes se reproduisent plus rapidement

Brainlike structures

La simple mise en culture de cellules souches d'autistes diffère de celle de proches qui ne le sont pas en produisant beaucoup plus de neurones GABA/glutamate à cause d'une hyperactivité d'un gène lié à la division des cellules et à leur croissance (le facteur de transcription FOXG1). Cette prolifération aurait pour effet d'inhiber d'autres neurones. Piste intéressante bien que portant sur un tout petit nombre et ne concernant donc qu'un type d'autisme sans doute.

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Une autre étude met en cause l'enzyme MOCOS, connue pour sa fonction dans le métabolisme des purines, avec notamment la production finale d'acide urique (voir encadré ci-dessous).

Nous nous sommes aperçus qu'elle était sous-exprimée chez la majorité des patients de notre cohorte (9 patients sur 11). Or ces personnes ne souffraient pas d'une production réduite d'acide urique. C'est une première surprise. La seconde, c'est que nous avons constaté que l'enzyme MOCOS a aussi un rôle dans le cerveau, puisqu'elle est exprimée dans les cellules de l'encéphale, au cours du développement et chez l'adulte.

La sous-expression de cette enzyme induit une hypersensibilité au stress oxydatif, des synapses en moins grand nombre et une neurotransmission anormale. Nous soupçonnons donc que sa sous-expression conduit au développement cérébral anormal observé chez les patients autistes. Elle semble également être impliquée dans l’absorption intestinale et pourrait en partie expliquer les troubles gastro-intestinaux observés chez les patients autistes.

- L'effet antidépressur de la kétamine expliqué

On sait depuis quelques années que la kétamine, un anesthésique animal, a un effet antidépresseur immédiat (et durable), contrairement aux autres antidépresseurs. L'effet serait identique à la stimulation par optogénétique du cortex préfrontal infra limbique.
- La stimulation intellectuelle contre la toxicomanie

Mouse on Sudoku puzzleUne étude avait déjà montré que des animaux dans un environnement naturel tombent moins facilement dans la toxicomanie qu'une souris de laboratoire qui n'a qu'un distributeur de cocaïne à sa disposition. Cette fois il semblerait qu'un environnement stimulant permettrait de guérir de la toxicomanie et recâbler le cerveau. C'est certainement de bon conseil quand on veut se sevrer d'avoir de nombreuses occupations mais les souris n'ont sans aucun doute pas d'autre raison que l'ennui de se droguer, ce qui n'est pas le cas des hommes. On sait que la cocaïne est surtout utilisée dans les milieux financiers ou branchés où la stimulation est constante, une addiction à la stimulation plutôt mais avec d'autres motivations aussi pour ne pas dormir, gagner en assurance ou en performances (y compris sexuelles). L'utilisation des drogues n'est pas toujours forcée ou subie comme pour ces pauvres souris, elles sont utilisés souvent de façon productive, pas seulement par les artistes. Cela n'empêche pas qu'il y a des raisons objectives de sombrer dans l'alcool ou autre drogue quand on est pauvre et chômeur, mais les classes supérieures se droguent tout autant, avec des drogues plus classes en général.

Même un court laps de temps passé dans un environnement d'apprentissage stimulant peut recâbler le système de récompense du cerveau et le détourner de la toxicomanie.

L'étude de plus de 70 souris mâles adultes rendues accrocs à la cocaïne a montré que ceux des rongeurs dont l'activité quotidienne était consacrée à l'exploration et l'apprentissage pour trouver de savoureux morceaux qui avaient été dissimulés, étaient moins susceptibles que leurs homologues sans activité de venir chercher réconfort dans la pièce où il leur avait été donnée de la cocaïne.

- Les mauvaises huiles font baisser la dopamine

"Nos recherches démontrent qu'indépendamment du gain pondéral et de l'obésité, une alimentation riche en gras saturés peut nuire au fonctionnement des circuits cérébraux étroitement associés aux troubles de l'humeur, à la toxicomanie et à l'hyperphagie, plusieurs états et pathologies qui affectent la motivation et l'hédonie. Nous concluons qu'à long terme, une alimentation riche en gras saturés, à base d'huile de palme dans le cas de cette étude, atténue la sensibilité de ce système aux récompenses, c'est-à-dire qu'il faut en consommer davantage pour atteindre le même niveau de satisfaction. À l'inverse, les gras mono-insaturés, comme l'huile d'olive utilisée dans cette étude, ne créent pas ce besoin".

"Nous avons déterminé que les rats soumis à une diète enrichie en huile de palme avaient une fonction dopaminergique considérablement atténuée. Cette atténuation pousse le cerveau à essayer de compenser cet état en renforçant le comportement de "recherche de récompense", soit un phénomène semblable à la tolérance aux drogues, qui fait que la personne doit augmenter la dose avec le temps pour obtenir le même effet. Donc, une personne qui consomme trop de gras saturés pourrait vouloir compenser une expérience de récompense réduite en recherchant et en consommant des aliments à teneur plus élevée en gras et en sucre pour obtenir le même niveau de plaisir ou de récompense".

"Les gras peuvent affecter le système dopaminergique en agissant directement sur le cerveau. Une autre étude que nous avons menée récemment suggère qu'une inflammation cérébrale causée par la diète riche en gras saturés pourrait être impliquée dans ce processus".

Voir aussi Sciences et Avenir et Futura-Sciences.

- Des contacts avec des poules peuvent donner la salmonellose

L'épidémie de salmonellose touche        actuellement 40 États américains, et a touché 181 personnes. ©        GUILLAUME SOUVANT / AFP

Ces bactéries, qui vivent dans les intestins de nombreuses espèces animales (volailles, porcs, bovins, etc.), se transmettent généralement à l’homme lorsqu’il consomme de la viande contaminée mal cuite, ou encore du lait non pasteurisé ou des œufs. Mais la cause de l'épidémie de salmonellose qui sévit actuellement dans 40 États américains (voir carte ci-dessous), entraînant 181 contaminations (dont 33 hospitalisations), est toute autre. "86 % des 95 personnes malades que nous avons interrogées ont dit avoir eu des contacts avec des volailles vivantes (poussins, poules, canards, canetons) une semaine avant le début de leur maladie, a précisé dans un communiqué les Centres américains pour le contrôle et la prévention des maladies (CDC). Beaucoup ont raconté avoir amené les volailles chez eux, d'autres ont dit qu'ils avaient embrassé ou fait des câlins à leurs volatiles (vivants). Ce genre de comportement augmente le risque d'une infection à la salmonellose".

- L'union européenne finance un miroir surveillant notre santé

Wize Miroir ressemble à un miroir, mais intègre un scanner 3D, une caméra multispectrale et des capteurs de gaz pour évaluer la santé de la personne qui s'y regarde. Il le fait en examinant le visage, les expressions faciales et la pâleur.

Un logiciel de reconnaissance faciale recherche des marqueurs révélateurs de stress ou d'anxiété, tandis que les capteurs de gaz analysent l'haleine à la recherche de composés permettant d'évaluer la consommation d'alcool ou de tabac. Le scanner 3D analyse la forme du visage pour repérer gain ou perte de poids, tandis que la caméra multispectrale peut estimer la fréquence cardiaque ou les niveaux d'hémoglobine.

Une fois que le logiciel a analysé le visage - en une minute - le miroir affiche le résultat ainsi que des conseils personnalisés.

 

Technologie


biotechnologies, informatique, robotique

 

- Impression 3D de structures en ADN

Un origami ADN réalisé avec la nouvelle      technique développée à l'Institut Caroline de Suède. Erik Benson      and Björn Högberg.Cette nouvelle méthode pour créer des origamis ADN assistée par ordinateur a permis de former des structures complexes en 3D comme une balle, un tube enroulé et… même un lapin. De plus, alors que l’origami ADN est habituellement utilisé pour produire des formes solides, fermées, ils ont pu obtenir des objets flexibles et ouverts. Cette nouvelle méthode a surtout un haut niveau d’automatisation qui autorise l’impression de structures nanométriques en un clic, de la même façon que pour l’impression 3D.


- Un papier électronique transparent qui tire son énergie du toucher

Ce petit écran à      cristaux liquides est allumé par le générateur fait de papier      électronique transparent à nanocellulose que l’on distingue sous      l’index ganté. © ACS NanoEn exploitant le principe de l’induction électrostatique, une équipe de chercheurs nord-américains et chinois a créé un papier électronique transparent autoalimenté. Un simple toucher produit l’électricité nécessaire pour faire fonctionner un petit écran à cristaux liquides. Ce matériau pourrait servir à de multiples applications : écrans souples jetables, livres électroniques, peau artificielle ou encore des dispositifs pour protéger des biens de la contrefaçon ou du vol.

Les chercheurs sont partis de deux feuilles de papier à nanofibrilles de cellulose recouvertes d’un film de nanotubes de carbone afin de les transformer en électrodes. L’une de ces deux feuilles reçoit une couche de polyéthylène qui est chargé négativement via un champ électrique haute tension. Les feuilles sont ensuite collées bord à bord avec la partie polyéthylène placée au milieu de ce « sandwich » et en laissant un vide d’air. Lorsque l’on presse la surface avec le doigt, l’électrode traitée au polyéthylène se rapproche de la seconde électrode et vient augmenter la charge positive de cette dernière. Cette modification de l’équilibre de charge provoque un flux de courant qui parcourt tout le papier.

Selon les chercheurs, ce générateur électromécanique a supporté plus de 54.000 cycles pression/relâchement en produisant un courant constant. Des essais effectués avec un dispositif mesurant deux centimètres de côté ont permis d’allumer un petit écran à cristaux liquides.

- DeepStereo, l'algorithme Google qui crée des vidéos avec quelques images

L’algorithme DeepStereo est capable de reconstituer l'image d'une maison de face (C) à partir de deux clichés pris à gauche (V1) et à droite (V2). © Google

DeepStereo, présenté par Google, est un algorithme prédictif à base de réseau neuronal capable de produire une animation vidéo à partir de photos en recréant lui-même les images et les perspectives manquantes.

- Des casques moto à réalité augmentée

IC-R : casque de moto connecté pour plus de sécurité

Ce casque de moto connecté serait en mesure de supprimer le besoin de tourner la tête pour vérifier ce qu’il se passe autour. Deux caméras placées à l’arrière de la protection font office de rétroviseurs et permettent de fournir au motard un champ de vision à 210 degrés.

En plus de ce système éliminant les angles morts, un éclairage d’alerte est intégré dans le casque. Cela fait penser au principe de pare-brise à réalité augmentée, la visière du casque bénéficie de témoins LED qui préviennent le porteur de la proximité d’un véhicule. Si une voiture arrive à moins de 130 mètres du pilote un voyant orange s’allume pour l’en informer. Il deviendra rouge si le véhicule se trouve à moins de 75 mètres.

Le casque est équipé d’un port de recharge à l’arrière comme source principale d’alimentation, qui est complété par un panneau solaire sur le dessus de la protection, afin que le dispositif soit toujours opérationnel lorsque le motard est sur la route. Des commandes vocales sont intégrées pour fournir toutes les informations nécessaires à la conduite en toute sécurité.

Le problème, c'est que les pare-brise à réalité augmentée, ce sont révélés dangereux...

- La production de voitures électriques par impression 3D en 2016

Image: Local Motors

C'est pas donné, entre 18 000 et 30 000$.

- Un robot sauteur imprimé en 3D, dur dedans et mou dehors

Le but est surtout de moins se cogner durement aux choses, d'être "plus agiles, robustes et adaptables" sans risquer de faire du mal aux humains.

Voir aussi Sciences et Avenir et Futura-Sciences.

- Des bactéries qui pilotent un robot

C'est une des nouvelles les plus surprenantes du mois bien que sa portée soit sans doute très réduite (il y aurait quand même des applications). L'idée est de se servir de bactéries en culture pour piloter un robot mais c'est simplement le changement de couleur des bactéries qui donne l'ordre au robot d'aller chercher de la nourriture. Rien d'extraordinaire sinon de montrer qu'on peut associer des bactéries à des mécanismes robotisés simples à partir de trois éléments : des circuits de gènes modifiés dans la bactérie, des bioréacteurs microfluidiques et les mouvements du robot.

"A la base, nous avons essayé voir, à partir d'un modèle mathématique, si nous pouvions construire un microbiome vivant sur un hôte non-vivant et de contrôler cet hôte via le microbiome"

Voir aussi Futura-Sciences.

- Se déplacer sur un drone comme avec un hoverboard

Le décollage et l'atterrissage (sur l'eau) sont un peu brusques mais ensuite les déplacements semblent faciles.

drone
        hoverboard

 

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2 réflexions au sujet de « Revue des sciences août 2015 »

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