Revue des sciences septembre 2016

• Grothendieck écrivain

La Recherche

• Agressivité et empathie animale

Physique, espace, nanos

• Une planète habitable à 4,24 années lumières ?
• Une bombe atomique contre un astéroïde dangereux
• Moon Express, première société privée à exploiter la Lune
• Des bombes à plasma pour les ondes courtes
• Superposition temporelle entre avant et après !
• Couplage entre électronique et photonique

Climat, écologie, énergie

• Le stockage dans les carbonates est la façon naturelle de réguler le CO2
• Produire de l'électricité avec du CO2
• Boire du lait de cafard ?

Biologie, préhistoire, cerveau

• Une nouvelle méthode d'édition de gène qui ne coupe pas l'ADN
• Les chiens "comprendraient" ce qu'on leur dit !
• L'orgasme féminin, lié à l'origine à l'ovulation
• Le traitement inconscient du langage (des mots à double sens) influencé par la conscience

Santé

• L'axe du stress relie le corps à l'esprit
• Les cannabinoïdes améliorent la vision nocturne

Techno

• Des bactéries pour solidifier le sol et les fondations d'une maison

A part des discussions sur l'ignorance ou l'animalité et les signes d'une pause de la mondialisation ou cette idée bizarre de délivrer des médicaments par la pensée, on retiendra surtout ce mois-ci l'étrange superposition temporelle entre avant et après confirmant notre impossibilité de comprendre le monde quantique. Il y a aussi l'encourageante multiplication des procédés pour produire de l'énergie avec du CO2 ou le stocker sous forme de carbonates. Une nouvelle méthode d'édition de gène qui ne coupe pas l'ADN mais y produit des mutations pourrait avoir beaucoup d'importance à l'avenir. Enfin, l'étude du cerveau par IRM montre comme le traitement inconscient du langage (des mots à double sens) est influencé par la conscience (et le contexte), le plus étonnant étant qu'on montre aussi que les chiens "comprendraient" ce qu'on leur dit, utilisant les mêmes zones du cerveau pour décoder le sens d'un côté et les intonations de l'autre.

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

- Economie et social

Il est décisif de se rendre compte qu'à l’avenir, ce sont sans doute les mégacités qui auront le pouvoir, pas les pays, cas particulier de la prédominance du local dans une économie globalisée et, d’ici à 2025, il y aura au moins quarante mégalopoles. Pour l'instant, on pourrait assister à une période de relative démondialisation et de retour de l'Etat. En tout cas, il y aurait un effondrement des flux de capitaux transfrontaliers, passant de 16% du P.I.B. mondial en 2007 à 1.6% aujourd'hui ! Y voir la fin de la globalisation serait très excessif dans un monde numérisé mais c'est quand même bien le signe d'un moment de repli sur soi sans doute nécessaire. Une enquête sur ce que les Allemands souhaiteraient comme innovations pour 2053 en dit long sur leur état d'esprit souhaitant pouvoir s'isoler dans sa bulle dans les transports publics et d'avoir une sorte de "big mother" numérique qui veille sur nous et nous aide dans toutes les situations. Il est certain qu'on reviendra à la coopération qui prévaut chez les chimpanzés de la même manière que chez les humains (sauf que les humains coopèreraient plus facilement avec des étrangers - ce qui ne veut pas du tout dire que cela se passe toujours très bien!). L'épisode du Brexit est désormais dépassé, non seulement parce qu'il a été repoussé dans deux ans mais parce qu'il est devenu clair que cela ne changera pas grand chose avec un statut comme celui de la Suisse, perdant seulement voix au chapitre pour la définition des règles commerciales. Cela peut aussi bien encourager d'autres pays à sortir (ce n'est pas la catastrophe) qu'à rester (cela ne change rien et fait perdre de l'influence) ? En tout cas, voilà un sujet où la plupart des experts se sont trompés.

Justement, les résultats d'une étude semblent établir que, paradoxalement, les experts sont plus susceptibles de faire des erreurs sur leur sujet spécialisé parce que connaître beaucoup sur quelque chose, double le risque de faux souvenirs ! On aurait en effet 25% de faux souvenirs sur les sujets qui nous intéressent le plus et 10% seulement dans les autres cas. Il faut en tout cas se méfier de notre mémoire, comme des experts. A ce biais cognitif s'ajoute les annonces sensationnalistes prématurées, la simple fraude, ou manipulation des résultats, et, bien sûr, la compromission des scientifiques liés à l'industrie, comme pour le glyphosate (qui triple la mortalité des abeilles sauvages) jusqu'aux marchands de doute et une véritable fabrique de l'ignorance. Il y a aussi des biais subjectifs, prophéties autoréalisatrices comme l'augmentation des cancers de la thyroïde après Tchernobyl qui serait surtout due à un surdiagnostic ! Occasion de rappeler que les nouvelles qu'on rapporte ici sont toujours à prendre avec prudence, un certain nombre ne seront pas vérifiées ou reproductibles (en particulier ces études psychosociologiques qui ne feraient que refléter les préjugés des expérimentateurs). On est dans la science en train de se faire avec ses tâtonnements, ses erreurs voire ses tromperies, loin des théories bien établies, avec la difficulté de faire le tri, tant certaines découvertes qui paraissaient absurdes sont désormais reconnues (par exemple l'empathie ou la pensée des singes que le béhaviorisme niait stupidement). Il y faut une certaine suspension du jugement (ce qui ne veut pas dire croire n'importe quoi, tout au contraire). C'est en tout cas l'un des objectifs de ces revues des sciences de défendre cet esprit critique et de nous plonger dans ce qui est notre situation cognitive actuelle ainsi que dans la position originelle d'interrogation du réel et de vigilance qu'invoquait l'ignorance socratique (qui n'est pas scepticisme mais incitation à la recherche). On verra, plus bas, qu'il est aussi important de savoir comment l'ignorance est produite.

Un article de Nature conteste les datations de l'Anthropocène qui se basent sur des données particulières pour dater l'influence de l'homme de périodes lointaines (néolithique, colonisation américaine, débuts de l'industrialisation) alors qu'il faut le dater du moment où l'humanité a déséquilibré toute la biosphère, ce qui ne daterait que de 1945. Une autre étude date pourtant de 1830 les premières traces d'un réchauffement anthropique dû aux émissions de CO2 mais le dérèglement général date sans doute effectivement des 30 glorieuses (on disait que c'était la bombe atomique qui avait déréglé le temps!) et un vote a retenu la date de 1950 mais il reste à définir la signature géologique à prendre en compte pour le changement d'ère (il y en a de nombreuses possibles). L'Anthropocène qui nous rend responsables de notre planète pourrait avoir le bon côté de réguler notre biosphère mais notre impuissance politique réduit jusqu'ici notre rôle à la destruction de nos conditions de vie ! Si on arrivait à surmonter cette impuissance, ce serait donc une nouvelle ère encore, inversant l'entropie humaine et qu'on pourrait appeler Néguentropocène (que Stiegler écrit de façon contestable Néganthropocène). Notons qu'un meilleur argument qu'une douteuse solution au chômage pour la réduction du temps de travail serait une très sensible diminution de la consommation d'énergie et d'émissions du CO2 en passant à la semaine de 4 jours.

Alors que les grandes chaleurs nous font déjà bien souffrir, ce n'est plus une information, répétée mois après mois, mais Juillet 2016 a été le mois le plus chaud jamais mesuré alors même que le phénomène du courant chaud du Pacifique El Nino est terminé (voir aussi Futura-Sciences). Du coup, le passage du Nord-Ouest est ouvert, emprunté déjà par de gros paquebots. Comme on le craignait, il faut s'attendre à ce que le dégel du permafrost amplifie le réchauffement de 10 à 40%. Malgré tout, après nous avoir dit que les nuages augmentaient le réchauffement, voilà qu'on nous dit qu'ils le réduisent, du moins les nuages intermédiaires sur les tropiques... Il est difficile d'évaluer à quelle rapidité nous allons à la catastrophe mais on y va ! Il n'y aurait d'ailleurs que 90 sociétés responsables de la presque totalité des émissions de CO2 (la plupart sont très logiquement des sociétés pétrolières). Comme les biocarburants sont pires que le pétrole, le seul espoir qui reste avec les énergies renouvelables, c'est la capture du CO2 malgré les sceptiques. On a, en tout cas, confirmation que le stockage dans les carbonates est la façon naturelle de réguler le CO2 et il y a de plus en plus de procédés pour produire de l'énergie avec du CO2. Sinon, la plupart des émissions de méthane du sud des USA viendraient de la production de gaz naturel, que ce soient les puits de gaz, les réservoirs de stockage, les pipelines ou les usines de transformation. Heureusement, le solaire semble avoir gagné la partie et la Chine serait déjà en surcapacité solaire (entre autres), ce qui est loin d'être le cas d'une France à la traîne. Au Chili, le coût du photovoltaïque est tombé à moins de 30 dollars le mégawattheure (l'éolien à 38$) alors qu'on arriverait désormais à des taux de conversion de 35% et qu'on aurait bientôt six fois plus de capacité pour les batteries lithium-ion. La compagnie d'Elon Musk, SolarCity, mise beaucoup sur les toits solaires (au lieu de mettre des panneaux photovoltaïques sur les toits) mais d'autres ont déjà échoué sur ce créneau. Ses entreprises audacieuses suscitent autant d'admiration que de craintes, n'ayant fait pour l'instant que perdre de l'argent... Ce n'est pas encore pour tout de suite mais la fusion devrait finir par être opérationnelle avec la découverte qu'on pourrait supprimer par des champs magnétiques les instabilités du plasma dans les tokamaks. Par contre, un baril de plutonium a explosé dans un site de stockage de déchets nucléaires, cela parce qu'on avait voulu, semble-t-il, économiser sur le matériel en utilisant de la litière à chats pour éponger les liquides. L'accident pourrait coûter près d'un milliard !

A noter enfin que les îles artificielles se multiplient, visant leur complète autonomie en cas de catastrophe écologique mais suscitant l'inquiétude à Singapour et une levée de boucliers contre un méga-projet d'îles artificielles à Bali (12 îles artificielles sur 700 hectares).

- Sciences

Alors que les menaces s'amoncellent, y compris par les progrès des biotechnologies, et qu'on fait preuve de l'impuissance politique à y faire face (pas de progrès cognitif de ce côté), on peut malgré tout s'émerveiller qu'on soit à l'époque des voyages interplanétaires et surtout qu'on commence à comprendre les mystères de la vie et de la conscience. Il est beaucoup moins sûr qu'on soit proche de la détection de civilisations extraterrestres même si on s'excite sur le moindre signe, ne serait-ce que parce qu'on pourrait être des précurseurs en la matière. De même, l'annonce de la découverte d'une planète habitable à 4,24 années lumières est à prendre avec prudence car on en sait bien trop peu pour affirmer qu'elle serait vraiment habitable et que la vie aurait pu s'y développer (ce dont on peut douter étant donnée l'activité de son soleil), vie qu'il est bien plus raisonnable d'espérer trouver dans le sous-sol de Mars. Ce qui est pour bientôt, c'est l'exploitation des ressources minières de la Lune par Moon Express et il se pourrait qu'on utilise une bombe atomique en dernier recours contre un astéroïde dangereux (éviter une telle collision justifierait toutes les destructions causées par une civilisation capable d'éviter un tel cataclysme pouvant se révéler bien plus destructeur). Plus énigmatique, la superposition temporelle entre avant et après mérite incontestablement réflexion, manifestant à nouveau nos limites cognitives pour se représenter le monde quantique. En fait, il a fallu, comme pour la relativité, apprendre à ne pas comprendre (là où Poincaré voulait comprendre l'impensable constance de la vitesse de la lumière, Einstein se contente d'utiliser la formule de Lorentz qui en rend compte). On se dit toujours qu'on finira par comprendre (quand la physique sera complète) mais on ne fait que s'habituer au maniement des formules. Sinon, le bruit court, très douteux, de la découverte d'une 5ème force (un nouveau boson neutre).

Lucy, la plus célèbre des australopithèques qui vivait en Afrique il y a 3,18 millions d'années, serait morte en tombant d'un arbre, ce qui la rapproche un peu plus des singes dans nos représentations mais est contesté. De leur côté, les USA autorisent les hydrides humain/animaux pour produire des organes, maintenant la seule restriction des hybrides homme/singe, pour l'instant... La découverte la plus importante du mois est sans doute la nouvelle méthode d'édition de gène qui ne coupe pas l'ADN, ne faisant que provoquer la mutation du gène, ce qui semble a priori plus sûr mais à confirmer. Non seulement on progresse dans la génétique, mais on en est maintenant à l'épigénétique pour traiter le cancer, comme si à chaque étape on découvrait un nouveau champ à explorer. Avec la cartographie de l'axe du stress reliant le corps à l'esprit, ce sont les symptômes psychosomatiques sur lesquels on pourra mieux intervenir.

Parmi les curiosités dont il est difficile d'évaluer la portée, il y a ces expérimentations exploratoires destinées à tester qu'on puisse délivrer des médicaments par la pensée. A la base, il y a des "nanorobots" ADN qui délivrent un médicament lorsqu'ils sont exposés à un champ magnétique. Cela permettrait, par exemple, quand une personne avec TDAH a une baisse de concentration de créer avec son smartphone le champ électromagnétique nécessaire pour libérer une dose de Ritaline. Pour l'instant, c'est avec un casque EEG qu'est déclenchée la production d'un champ magnétique et qu'une substance est finalement délivrée à des cafards...

Sinon, le fait qu'un homme a été réveillé d'un état de conscience minimale en stimulant son thalamus (qui relie les différentes régions du cerveau) avec des ultrasons semble confirmer que c'est bien le centre de la conscience et que celle-ci consiste effectivement à mobiliser toutes les données du cerveau. On se rend compte aussi que le traitement inconscient du langage (des mots à double sens) est influencé par la conscience (il n'y a pas une double personnalité avec un inconscient séparé du conscient). Plus surprenant peut-être, il semble bien, comme le croient leur maître, que les chiens "comprendraient" ce qu'on leur dit, décodant le sens d'un côté et l'intonation de l'autre de façon semblable à la nôtre, sans prêter attention à ce qui n'a pas de sens pour eux.
 

- Numérique

Le langage reste justement le point faible de l'Intelligence Artificielle (un article détaille la difficulté à comprendre le langage qui nous est pourtant si naturel), il suffit de voir la mauvaise qualité des traductions automatiques même si on tente actuellement d'y appliquer le deep learning à partir des messages de Reddit. La planification de mouvements sans heurter les objets autour est aussi très difficile pour les robots mais un nouveau processeur le faciliterait. En tout cas, comme pour le biologique, le talon d'Achille du numérique, ce sont les virus. On a découvert ainsi le "projet Sauron", un logiciel d'espionnage indétectable, capable de visualiser ce qui est tapé sur un clavier, de voler des documents ou des clés de chiffrement et même d'aspirer des données via une clé USB infectée. Ce virus d'origine étatique viserait notamment la Russie, l'Iran, la Chine, la Belgique et la Suède (!!).

Il y a un autre problème de sécurité très important : cent millions de voitures seraient piratables ! En effet, les fermetures électroniques des portières de voitures ne sont pas fiables, notamment celles du groupe Volkswagen, mais pas seulement. On devrait les améliorer mais on ne reviendra pas en arrière pour autant. Avec les voitures autonomes ou connectées, les dangers sont encore plus grands mais l'innovation ne peut se faire à risque zéro. Ainsi, à vouloir une autonomie complète et absolument sûre, ce qui serait pour certains spécialistes tout simplement impossible, Google pourrait perdre son avance avec les Google cars face à une concurrence qui se multiplie et se contente d'une autonomie partielle. Tesla change de système de vision de l'autopilot suite à l'accident mortel et désactive l'autopilot si le conducteur ne met pas les mains sur le volant pendant trop longtemps mais s'il y a eu un mort, l'autopilot sauve aussi des vies (menant à l'hôpital un homme malade). De son côté, l'ancien fournisseur de l'autopilot s'oriente vers des kits pour automatiser n'importe quel véhicule. Uber (avec Volvo), BMW et Ford annoncent pour leur part des véhicules complètement autonomes pour 2021, mais sans doute limités à une petit nombre de routes ? Pour que les voitures autonomes puissent rouler partout, elles ont effectivement besoin de cartes détaillées à jour, ce à quoi les autres véhicules pourraient participer en envoyant continuellement les données de leurs parcours. Même si Uber fait des pertes abyssales (1,27 milliards au premier semestre), cela n'empêche pas que les voitures autonomes d’Uber prendront leurs premiers passagers ce mois-ci à Pittsburgh (avec un chauffeur devant le volant, le temps de tester leur fiabilité). La société nuTonomy les a d'ailleurs devancées à Singapour et planifie son service de taxis autonomes pour 2018.

Sinon, des lunettes à réalité augmentée sont déjà utilisées pour la maintenance des trains à Boston et l'on pourra même avoir bientôt la réalité augmentée dans des lentilles de contact (pour jouer à Pokémon go qui booste le domaine?). Ce n'est pas complètement nouveau mais il est envisagé aussi de pouvoir s'identifier par notre empreinte sur les ondes wifi, ce qui serait utile notamment pour la surveillance du domicile ou la domotique - mais pourrait dépendre des vêtements portés par exemple (voir aussi Numerama) ? Enfin, Google a bon espoir d'arriver à construire un ordinateur quantique de 50 qubits et au lieu de stocker l'information dans l'ADN, on pourrait la stocker de façon plus durable et compacte dans de courtes chaînes de polymère (plastique) mais il reste à prouver que ce soit opérationnel...
 

Pour la Science no 437, Grothendieck

Grothendieck est l'un des mathématiciens les plus importants et féconds, surtout en géométrie algébrique (descendante de la géométrie analytique fondée par Descartes) et se caractérisant par un très grand degré d'abstraction qui rend difficile d'en rendre compte. Ce dossier ne fait pas cependant que répéter ce qu'on a déjà pu en dire mais rend compte de ses inédits exhumés récemment, notamment de ses oeuvres littéraires.

"Le thème du topos […] est ce «lit », ou cette « rivière profonde », où viennent s'épouser la géométrie et l'algèbre, la topologie et l'arithmétique, la logique mathématique et la théorie des catégories, le monde du continu et celui des structures « discontinues » ou « discrètes » [...]. Il est ce que j'ai conçu de plus vaste, pour saisir avec finesse, par un même langage riche en résonances géométriques, une « essence » commune à des situations les plus éloignées les unes des autres, provenant de telle région ou de telle autre du vaste univers des choses mathématiques".

Vers la fin des années 1980, Grothendieck présente des symptômes de délire religieux. Il annonce le Jugement dernier pour le 14 octobre 1996 et proclame que Dieu l'a chargé d'en informer l'humanité ; il s'identifie à une nonne stigmatisée et considère son père adoptif comme la réincarnation de Jésus.

- Grothendieck écrivain, p38

Très imagé, tantôt rêveur ou même extatique, tantôt ironique – c'est là que l'on voit percer une rare pointe d'humour –, tantôt plus direct, presque pédagogique, Grothendieck a un style bien à lui, plein de tournures particulières et d'une rare originalité due à sa spontanéité.

"Les auteurs que j'ai aimés, ou qui m'ont impressionné à certaines époques de ma vie, dans mon enfance notamment, étaient-ils inspirés ? J'évoque tout d'abord Sigrid Undset, Kristin Lavransdotter et Olev Audunssøn, sûrement inspirés, puis l'Olympe russe de mon enfance : Dostoïevski, Tolstoï, Gogol, Tourguénieff, Gorki, enfin Knut Hamsun (qui fut le grand parmi les grands pour sa mère), et Selma Lagerlöf (de Gösta Berling). L'impression se dégage que tous ces auteurs, à part sûrement Gorki et peut-être Selma Lagerlöf, ont été inspirés dans au moins certaines de leurs œuvres (Souvenirs de la Maison des Morts, Âmes Mortes, Victoria, Faim…)".

"Aussi loin qu'elle regardait en arrière, toujours et à tout moment, il y avait eu l'Autre. Son regard était là, fasciné, la fouillant jusque dans les mouvements les plus déliés et les plus reculés de son âme, comme pour étreindre et pour prendre possession de ce qui pourtant, mystérieusement et inexorablement, toujours lui échappait. Même quand elle se donnait à lui, et même dans ces moments entre tous où toute réserve, toute prudence en elle s'était évanouie, effacées par cet élan d'amour se donnant tout entier - même en ces rares moments, le meilleur pourtant toujours lui échappait".

L'attirance érotique entre le masculin et le féminin, et l'impossibilité pour l'un de jamais atteindre ou posséder entièrement l'autre, voilà pour Grothendieck la source profonde de toutes les souffrances.

« C'est surtout ça, la “misère humaine” dont je parle, votre misère : cette impuissance-là à reconnaître en soi, ne serait-ce que le moindre bout de vanité, de ridicule, de mensonge. »

L'inspiration – ses idées, le fruit d'une réflexion intense et concentrée, le plus souvent nocturne – lui semblait soufflée de l'extérieur. Ce qui lui parvenait ainsi n'était pas en soi un renseignement ou une observation, mais plutôt la capacité d'y voir clair, d'observer sans déformation, de s'affranchir de la peur ou des forces de l'ego ; et il sentait qu'il était la voie par laquelle ces vérités devaient éclater au grand jour. Selon les différentes périodes de sa vie, Grothendieck a attribué la source de cette compréhension à Dieu, aux anges ou au fait que lui-même était un mutant, et il a appliqué cette même écoute aux mathématiques, au sort de la planète, à la société ou à la psychologie humaine.

Il est amusant de voir le même mois on parle d'un autre mathématicien de génie (d'une portée bien moindre que Grothendieck), Srinivasa Ramanujan, qui attribuait lui aussi ses formules à une déesse dans son sommeil !

- Il est important de savoir comment l'ignorance est produite, p14

L'ignorance peut renvoyer à des attentes vis-à-vis d'une connaissance que personne ne possède encore, mais dont on pense qu'elle pourrait être produite et qu'elle serait utile pour trancher des questions ou conforter des revendications. Tout programme de recherche est, en ce sens, une délimitation d'ignorance intéressante (« Où est la matière noire ? », « À quoi la pandémie actuelle d'obésité est-elle due ? »...).

Stuart Firestein, neurobiologiste à l'université Columbia, a ainsi proposé de voir dans l'ignorance le moteur de la science. Le sociologue Scott Frickel, de l'université Brown, et ses collègues ont montré comment des collectifs, par exemple des riverains de sites de production chimique, pouvaient unir leurs efforts pour en appeler à une science qui n'est pas faite (undone science), par exemple celle de l'effet d'une exposition à des pics brefs mais intenses de pollution. La mobilisation se déroule autour d'une absence de connaissance, d'une ignorance, que l'on regrette.

L'un des fronts les plus passionnants de la recherche actuelle en sciences humaines se concentre autour de la question de l'intention : dans quels cas sommes-nous fondés à estimer qu'une ignorance résulte d'une stratégie plutôt que d'effets structurels et institutionnels ? Et quelle est notre responsabilité à l'égard de ces angles morts de la connaissance ?

Les sciences humaines, l'histoire, la sociologie, l'épistémologie, par l'éclairage fin qu'elles donnent des mécanismes de production d'ignorance, peuvent être d'un précieux secours pour les sciences de la nature et les sciences réglementaires face aux instrumentalisations possibles, tout comme elles fournissent des repères décisifs pour le débat public et citoyen autour des sciences.

Remarquons qu'il ne cite pas la psychologie...

- Comment le cerveau évacue ses déchets, p58

Ce que nous avons vu confirme l'existence d'un système de drainage cérébral. Les battements artériels propulsent effectivement de grandes quantités de LCR dans les espaces périvasculaires. En utilisant les astrocytes comme conduits, le liquide irrigue ensuite le tissu cérébral. Après s'être chargé de déchets, il entre dans l'espace périveineux, qui entoure un réseau de veines. Il passe ainsi au contact de veines de plus en plus grandes, qui atteignent finalement le cou. Les déchets entrent ensuite dans le système lymphatique puis dans la circulation sanguine, où ils se mélangent à ceux des autres organes et arrivent finalement dans les reins ou le foie.

Nous avons nommé « système glymphatique » ce mécanisme d'évacuation des déchets cérébraux, car il s'appuie sur les cellules gliales (dont les astrocytes sont un exemple) et fait penser au système lymphatique.

On sait que dans diverses pathologies du cerveau (par exemple, dans les maladies d'Alzheimer ou de Parkinson), des protéines s'accumulent jusqu'à former des agrégats qui entravent la transmission des signaux électriques et chimiques dans le cerveau et contribuent au processus pathologique. Ce phénomène ne pourrait-il pas être dû à une défaillance du système de drainage ? Cela signifierait que dans les cerveaux sains, les protéines sont bien éliminées par ce tout-à-l'égout cérébral.

Un grand nombre de malades d'Alzheimer souffrent de troubles du sommeil longtemps avant que leur démence ne se manifeste. Ce mauvais sommeil contribue-t-il au processus pathologique ? Plusieurs expériences le montrent.

La quantité de LCR dans le système glymphatique baisse considérablement lorsque les souris sont éveillées, et augmente de façon significative dès qu'elles s'endorment. En outre, l'évacuation de la protéine bêta-amyloïde est deux fois plus efficace chez les souris endormies.

L'espace entre les cellules cérébrales (dit interstitiel) s'élargit de plus de 50 % quand les souris s'endorment, ce qui facilite la propulsion de liquide à travers le tissu cérébral. Cet élargissement est en outre contrôlé par un neurotransmetteur, la norépinéphrine : lorsque ses concentrations sont faibles, c'est-à-dire durant le sommeil, l'espace interstitiel du cerveau de la souris s'agrandit. L'inverse se produit quand les souris sont éveillées.

On avait déjà vu tout cela mais il est important de confirmer le rôle du sommeil pour se protéger de l'Alzheimer. De plus, les Big data montrent aussi que l'Alzheimer commencerait par une réduction du débit sanguin dans le cerveau. Cela n'empêche pas que la cause déclenchante pourrait être une inflammation due à une infection.
 

La Recherche no 515, Résistance aux antibiotiques

- Pour juger de l'intelligence d'une espèce, il faut s'imaginer à sa place, p5

Né aux Pays-Bas, Frans de Waal a passé la plus grande partie de sa carrière de primatologue aux États-Unis, notamment au Yerkes National Primate Research Center d'Atlanta. Ses recherches l'ont amené à défricher une série de mécanismes cognitifs essentiels chez les grands et les petits singes : stratégies d'alliance, consolation, partage, culture, altruisme... Dans son dernier livre, il montre comment l'homme peine à appréhender ce qui se passe dans la tête des autres espèces. Empêtré dans ses idéologies, aveuglé par ses préjugés, ivre d'un incurable complexe de supériorité, il a en plus bien du mal à éviter de faire une lecture anthropocentrée de ses observations.

En fait, dès qu'on commence à l'admettre, il est on ne peut plus naturel de partager notre empathie avec les animaux. Ce qu'il est bon de rappeler, c'est à quel point on niait l'évidence, de Descartes jusque dans les années 70, notamment avec la domination du behaviorisme qui se voulait irréprochable épistémologiquement !

Sous l'influence notamment de B.E. Skinner, un psychologue de l'université Harvard très influent dans les années 1950 et au-delà, le comportement des animaux est essentiellement interprété en terme de stimulus-réponse. Ce sont des automates, guidés par leurs seuls instincts. On a une conception minimaliste de leurs capacités. Et toute interprétation d'observations qui pourrait déboucher sur la description d'un processus mental un tant soit peu élaboré doit être proscrite. Pas question d'envisager qu'un animal, même proche cousin de l'homme, puisse avoir des émotions ou des intentions.

En 1963, Konrad Lorenz avait publié un livre, "L'agression, une histoire naturelle du mal", qui allait marquer l'époque, au moins pour notre discipline. L'ouvrage connu un grand succès. Son auteur y désigne la caractéristique essentielle attribuée alors aux animaux : l'agressivité. Tout naturellement, au début des années 1970, à l'université d'Utrecht, aux Pays-Bas, je choisis comme premier sujet de recherche le comportement agressif du macaque à longue queue. Je remarque alors très vite qu'ils se battent rarement et brièvement. En fait, durant 95% du temps, ils sont pacifiques, jouent ensemble et s'épouillent les uns les autres. Et je note que les position hiérarchiques, loin d'être souvent contestées, sont au contraire régulièrement réaffirmées à l'aide de signaux.

Cette question de l'agressivité avait été justement à l'origine de la constitution du "groupe des dix" (dont le GRIT était la continuation) par Henri Laborit, Edgar Morin, Jacques Robin et un homme politique important de l'époque. Non seulement cette identification de l'animal (en nous) à l'agressivité était extrêmement réducteur mais il est tout-à-fait faux d'identifier les guerres à une pulsion agressive alors qu'elles procèdent de toutes autres causes et finalement d'un jeu de puissance. La spécificité humaine n'est pas tant biologique mais se situe à l'extérieur, dans la civilisation (langue, culture, techniques) plus que dans nos pulsions ou notre cerveau (qui s'y sont adaptés). S'il faut reconnaître notre animalité et tout ce qu'on partage avec les chimpanzés notamment, il faut aussi reconnaître ce qui nous sépare de notre nature et nous fait devoir dépasser cette animalité.

- Le glyphosate en sursis, p16

L'article est très intéressant par son analyse des conclusions opposées du Circ (Centre international de recherche sur le cancer) et de l'Efsa (Autorité européenne de sécurité des aliments) car il montre les biais de l'organisme européen qui prend en compte les données des entreprises et pas seulement les études universitaires certifiées. Cela témoigne certes d'une dangerosité modérée mais qui s'aggrave par une omniprésence. Il ne suffit pas cependant de l'interdire, il faut que les produits qui le remplacent ne soient pas pires. C'est tout un système de culture à réinventer.

- Cancer : vers une thérapie sur mesure, p55

La cancérologie tend vers la mise au point de thérapies personnalisées. On observe en effet une grande hétérogénéité des tumeurs d'un individu à l'autre, de sorte qu'en définitive, le cancer d'un patient a ses caractéristiques propres. D'importants efforts de caractérisation génétique des tumeurs sont déployés afin de les classer de façon fine. Toutefois, on sait à présent qu'un autre pan des mécanismes impliqués dans les cancers doit également être pris en considération : tout ce qui se passe autour de l'ADN et qui peut l'influencer. C'est le territoire de l'épigénétique.

Ce qui est passionnant, c'est de voir qu'on passe déjà de la génétique à l'épigénétique. Notamment parce que des protéines anti-cancer peuvent être inhibées par la méthylation de leur gène et que des tests permettent désormais d'identifier la méthylation de l'ADN dans la salive ou dans le sang. Du coup, l'environnement prend le pas sur l'hérédité, ce qui devrait privilégier aussi le "traitement métabolique", notamment en réduisant les sucres.

- Une vie à écrire des formules, p60

Ce qui est fascinant chez le jeune mathématicien Srinivasa Ramanujan sur lequel un film vient de sortir, c'est qu'il donne des séries de formules mathématiques sans les expliquer et qu'il dit simplement les avoir rêvées, ou plutôt que "la déesse familiale lui apporte en songe les solutions qu'il découvre à son réveil".

- Les papyrus d'Herculanum livrent leurs secrets, p68

Il est assez extraordinaire qu'on arrive à lire par rayons X des rouleaux de papyrus carbonisés, par le Vésuve en 79, sans les défaire. Cela grâce au fait qu'il y avait du plomb dans l'encre. On arrive ainsi à déchiffrer un livre d'un philosophe épicurien de l'époque (40) : Philodème de Gadara, "Sur la musique".

- Pourquoi l'électron ne colle-t-il pas à son noyau ?, p98

Ce que l'on appelle "l'énergie globale" de l'onde est en fait la somme de l'énergie potentielle, liée à l'attraction du noyau, et de l'énergie cinétique liée à la longueur d'ondes. Cette somme n'est pas constante : elle varie selon le volume occupé par l'onde. Lorsque l'onde est confinée dans un petit espace, sa longueur donc diminue, ce qui augmente son énergie cinétique. Son énergie potentielle quant à elle diminue. Toutefois, l'énergie cinétique augmente plus vite que l'énergie potentielle ne diminue. Résultat : plus l'onde est confinée (plus elle se rapproche du noyau), plus son énergie globale augmente.

En résumé, l'électron et le noyau ne sont pas collés car cela leur demanderait trop d'énergie !

Brèves et liens

Physique

cosmologie, physique quantique, nanotechnologies

- La gravité serait si faible à cause de particules invisibles

C'est une hypothèse très spéculative : de nombreuses familles de particules invisibles n'interagissant pas entre elles expliqueraient la faiblesse de la gravité par rapport aux autres forces. Il faut cependant pour cela introduire 10¹⁶ nouvelles particules, issues d'un seul type à l'origine, appelé reheaton, qui se serait désintégré dans cette multitude de particules avec des masses différentes du boson de Higgs pour chaque famille, la nôtre étant le plus léger !

- Une galaxie faite de matière noire à 99,99%

A peu près de la même masse que la voie lactée, la galaxie Dragonfly 44 qui fait 100 000 années lumières de diamètre n'a qu'une étoile sur 100 par rapport à notre galaxie et elle n'a pas sa forme en spirale ni celle d'un disque plat.

- NOvA détecte une anomalie dans l'oscillation des neutrinos

L'expérience NOvA semble mettre en évidence qu'une des 3 formes de neutrino pourrait ne pas avoir des parts égales de muon et tau.

- Pas de neutrinos stériles détectés

- Des voiles solaires approchant la vitesse de la lumière déchiquetées par les débris spatiaux ?

- Un train solaire qui ne s'arrête jamais

L'idée, qui est loin d'être aboutie, c'est qu'on a besoin de beaucoup d'énergie pour accélérer mais que si on ne s'arrête pas, il en faut peu pour garder une vitesse de 1% de la vitesse de la lumière. Il suffirait donc de détacher ou d'y rattacher des wagons (cylindriques). Le système de propulsion est supposé être un moteur ionique mais en tirant partie aussi de la gravité. Tout cela est très spéculatif et a peu de chance de voir le jour...

- Une planète habitable à 4,24 années lumières ?

Voir aussi Futura-Sciences et Sciences et Avenir. Ce serait surtout la possibilité d'y détecter la vie ce qui reste malgré tout hasardeux étant donné l'activité de son soleil, une condition essentielle pas assez prise en compte étant d'être protégé des catastrophes cosmiques.

L’exoplanète se trouve bien dans la zone d’habitabilité de sa naine rouge, c'est-à-dire que l’existence d’eau liquide y est en théorie possible. Toutefois, la composition de son atmosphère, qui est inconnue, pourrait bien faire d’elle un enfer, comme c’est le cas de Vénus qui subit un effet de serre important. En outre, en raison de sa distance à Proxima Centauri, l’exoplanète pourrait bien être en rotation synchrone, présentant toujours la même face à l’étoile, ce qui pose des questions pour le développement d’une forme de vie. Enfin, les naines rouges comme Proxima Centauri sont très actives au début de leur existence, émettant beaucoup de rayonnement dans le domaine X et ultraviolet, ce qui peut au moins conduire à une lente, mais inéluctable, érosion de son atmosphère.

- Un signal extraterrestre à 95 années lumières ?

C'est le buzz du mois et il est bien excitant de penser que ce serait un message radio d'extraterrestres mais c'est plus que douteux, le signal étant isolé. Reste que c'est une anomalie difficilement explicable par des événements cosmologiques habituels.

C'est en quelque sorte comme si l'on avait entendu un gros "BIP" de deux secondes, puis le retour du silence.

Le chercheur se rappelle en d'un signal observé il y a quelques années par un télescope qui n'était autre... que celui du four à micro-onde dans la pièce d'à côté, ayant émis un tout petit signal, lors de l'ouverture de la porte, qui avait été enregistré par les instruments.

- Une bombe atomique en dernier recours contre un astéroïde dangereux

Aujourd'hui, une telle expérience est interdite mais on peut raisonnablement penser que l’imminence d’une collision aux conséquences catastrophiques à l'échelle de l'humanité entière conduirait à lever cette interdiction.

Pour leurs travaux, ils se sont basés sur un cas concret et ont choisi l’astéroïde Apophis dont la dangerosité est avérée. La trajectoire de cet objet coupe celle de la Terre et il est impossible de la prédire au-delà de 50 à 100 ans. Lors de son prochain passage à proximité de la Terre, en avril 2029, le risque de collision sera nul mais notre planète sera tout de même survolée à seulement 38.000 kilomètres de distance par ce corps de près de 50 millions de tonnes. Sa surveillance est une priorité car son orbite peut être modifiée par des effets gravitationnels. Le cas a déjà été observé : en 1992, la comète Shoemaker-Levy 9 avait subi une forte attraction gravitationnelle lors de son passage près de Jupiter, planète sur laquelle elle s'était écrasée deux ans plus tard, en juillet 1994.

Les chercheurs russes ont montré que pour détruire partiellement cet objet, la puissance de l’explosion nécessaire doit être équivalente à une mégatonne de TNT, être déclenchée à l’arrière de l’astéroïde et, bien évidemment, le plus loin possible de la Terre. Une partie de l’astéroïde sera vaporisée et l’autre fragmentée en une multitude de morceaux dont la taille n’excédera pas 10 mètres, avec des orbites très différentes de celle de l’astéroïde. Les chercheurs estiment que, dans les dix années qui suivront l'explosion, seulement un petit nombre de ces fragments, avec des niveaux de radioactivité faibles, tomberont sur Terre. Ils concluent à l'intérêt de la bombe dans au moins deux cas : quand une méthode plus douce est impossible et quand des objets risquent de revenir plusieurs fois en trajectoire de collision avec notre planète.

Nous avons d'ailleurs été frôlé par un astéroïde de moins de 50 mètres qui aurait pu faire quelques dégâts (ou non!).

- Moon Express, première société privée à exploiter la Lune

Fondée en août 2010 par Bob Richards, Naveen Jain et Barney Pell, Moon Express prévoit le lancement en 2017 d’un petit atterrisseur, MX-1, dont le principal objectif est de chercher des ressources susceptibles d’être utilisées à des fins commerciales. Ce projet vient de recevoir une autorisation officielle, de la part du gouvernement.

Gerard O’Neill (physicien qui a théorisé la colonisation de l'espace) estimait que trois millions de tonnes de matériaux sont extractibles, auxquels ajoutent notamment un million de tonnes d’hélium-3 (élément convoité, parfois présenté comme l’énergie du futur) et de nombreux autres éléments rares sur Terre.

- Deep Space Industries veut exploiter des astéroïdes

À la différence de Moon Express qui vise la Lune, DSI, qui bénéficie du soutien du gouvernement luxembourgeois, pense à l’exploitation minière d’astéroïdes. En 2017, elle lancera autour de la Terre un nanosatellite de 10 kilogrammes de type CubeSat. Prospector-X, c'est son nom, n’ira donc pas forer un astéroïde mais son rôle dans la stratégie de DSI est important. Il s'agit d’une mission de démonstration de technologie de réduction du risque pour l'exploration d'astéroïdes à l’aide de petits satellites.

Pour produire une poussée, Prospecter-X expulsera de la vapeur d’eau surchauffée. Ce satellite cartographiera la surface et le sous-sol de son astéroïde dans le visible et dans l’infrarouge pour en déterminer la valeur marchande et réaliser un inventaire des réserves en eau.

L’eau pourrait en effet être le premier élément issu de l’exploitation d’un astéroïde. Si Deep Space Industries démontre la faisabilité technique de son système et parvient à le maîtriser, la société américaine pourrait mettre en place un service de ravitaillement en eau dans l’espace.

- Des bombes à plasma pour améliorer les communications par ondes courtes ?

Le principal atout de l'ionosphère est qu’elle permet aux ondes courtes, par réflexion sur le sol, de parcourir des distances plus grandes que la simple ligne de vue (la courbure de la Terre arrête la plupart des signaux radio au sol). Un système de communication certes simple et peu onéreux mais très instable.

La couche ionosphérique est sujette à des modifications jour-nuit et saisonnières. De plus, les conditions de la propagation ionosphérique sont fortement perturbées par l'activité solaire. En clair, d’une heure à une autre, cette couche peut considérablement dégrader les ondes qu’elle réfléchit, voire les expédier dans l’espace. Par ailleurs, à certaines fréquences, il est possible de communiquer avec une très grande clarté la nuit sur des centaines de kilomètres, mais impossible de faire de même le jour.

Pour ne pas perdre de temps à attendre le bon créneau horaire pour communiquer, et aussi pour améliorer la qualité de sa communication, l’armée américaine veut densifier l’ionosphère et la rendre plus réfléchissante aux ondes radio. Comment ? Tout simplement à l’aide d’une flottille de CubeSats (de petits satellites de 10 centimètres carrés), qui s’en irait la bombarder de gaz ionisé !

- Superposition temporelle entre avant et après !

Deux scénarios apparemment contradictoires sont en superposition. "Si vous mettez ensemble la mécanique quantique et les relations causales, survient une situation dans laquelle il n'y a pas d' ordre causal pré-défini".

L'expérience consiste à envoyer un photon à travers deux dispositifs optiques, appelés Alice et Bob. Ces dispositifs transforment l'état quantique du photon de façons différentes, de telle sorte que passer par Alice, puis Bob produit un résultat différent de passer par Bob, puis Alice. "Le fait que A est appliqué avant B ou B est appliqué avant A change effectivement les résultats".

Un commutateur quantique contrôle par quel chemin le photon va passer, et donc l'ordre dans lequel il ira d'Alice à Bob ou vive versa. Pour jouer avec la causalité, c'est ce commutateur qui est mis dans une superposition quantique, ce qui fait que dans un sens, les deux sont en premier (et en dernier).

- Couper un photon en deux

D'après la physique quantique, les photons sont indivisibles. En d'autres termes, ils ne se comportent pas comme des petits paquets d'ondes électromagnétiques qui pourraient se diviser dans une lame semi-réfléchissante. Ce n'est pas faux mais ce n'est pas tout à fait vrai... Un seul photon pourrait tout de même être absorbé par deux atomes à la fois, démontre une étude récente.

La superposition des états y autorise que, quelquefois, une particule semble se trouver dans deux endroits à la fois. Elle n'est pas si magique, en fait. Les transitions atomiques dans les deux atomes, par exemple lorsqu’un électron saute de son état de plus basse énergie à un état plus élevé, peuvent en effet être telles que la somme des énergies de transition soit égale à celle du photon. C’est donc un peu comme si malgré tout un photon pouvait, dans certaines situations, se diviser.

L’analyse de ce nouveau processus fait intervenir les fluctuations électromagnétiques du vide quantique. Il émergerait de ces fluctuations un photon dit virtuel, car jamais directement observable et n’existant qu’une fraction de seconde. Il provoquerait l’intrication d’un photon réel avec les deux atomes. Mais ce n’est pas tout, l’état quantique obtenu serait la superposition d’un état où les deux atomes ont absorbé le photon réel et sont donc excités avec deux électrons sur des niveaux d’énergie plus élevés, et un état où l’absorption ne s’est pas produite. L’état quantique évolue alors pour donner une seule de ces deux possibilités, en accord avec les probabilités quantiques calculées.

- Lier un photon avec un électron

Il est possible, avec des isolants topologiques, de créer une nouvelle forme de lumière liée à un seul électron, combinant les propriétés des deux.

Le couplage lumière-électron, qui fusionne certaines des propriétés de la lumière et des électrons, pourrait conduire à des circuits qui fonctionnent avec des photons au lieu d'électrons.

Normalement, les électrons se déplacent le long de matériaux, tels que les circuits électriques, mais s'arrêtent devant un défaut. Cependant, l'équipe du Dr Giannini a découvert que, même s'il y avait des imperfections dans la surface de la nanoparticule, l'électron serait en mesure de continuer son chemin avec l'aide de la lumière.

De quoi faire des circuits photoniques qui seraient plus robustes et moins vulnérables aux perturbations et imperfections physiques.

Cela permettrait aussi de visualiser au niveau macroscopique et à température ambiante des phénomènes quantiques.

- Un commutateur liquide pour coupler électronique et optique

Les chercheurs ont construit un commutateur électro-optique miniature qui peut changer le spin - ou moment cinétique - d'une forme liquide de la lumière en appliquant des champs électriques à un dispositif semi-conducteur d'un millionième de mètre de taille. De quoi combler l'écart entre la lumière et l' électricité, ce qui pourrait permettre le développement de circuits plus petits et rapides.

Pour cela des condensats de Bose-Einstein sont générés par le piégeage de la lumière entre des miroirs espacés de seulement quelques millionièmes de mètre de distance, et interagissent avec de fines plaques d'un matériau semi-conducteur, créant un mélange mi-matière mi-lumière qu'on appelle des polaritons.

Mettre beaucoup de polaritons dans le même espace peut induire la formation d'un fluide lumière-matière qui tourne soit dans le sens horaire (spin-up) ou antihoraire (spin-down). En appliquant un champ électrique à ce système, les chercheurs ont été en mesure de basculer le spin du condensat entre haut et bas.

Alors que le prototype fonctionne à des températures cryogéniques, les chercheurs développent d'autres matériaux qui devraient fonctionner à la température ambiante, de sorte que le dispositif puisse être commercialisé.

"Nous avons fait un interrupteur à effet de champ qui peut combler le fossé entre l'optique et l'électronique".

- Des métaux liquides programmés pour former des circuits

Vers des circuits souples et dynamiquement reconfigurables.

En plus d'être incroyablement malléable, toute goutte de métal liquide contient un noyau métallique hautement conducteur et une mince couche externe d'oxyde semi-conducteur - tous les éléments essentiels nécessaires à la fabrication de circuits électroniques.

En manipulant finement la chimie de l'eau on pourrait faire se déplacer et changer de forme ces gouttelettes de métal liquide, sans aucun besoin d'actions mécaniques, électroniques ou optiques externes.

"Grâce à cette découverte, de métaux liquides automoteurs entraînés par la composition du fluide environnant, nous avons pu créer des objets en mouvement, des commutateurs et des pompes qui pourraient fonctionner de manière autonome."

"En utilisant les principes de base de cette découverte, on pourrait même imaginer qu'il soit possible de construire un humanoïde de métal liquide en 3D sur demande - comme le T-1000 Terminator" !

Climat

climat, énergies, écologie

- Nous devons notre niveau d'oxygène aux mousses ?

L'air de la Terre serait respirable aujourd'hui parce que des mousses ont colonisé la terre, il y a 470 millions d'années.

La mousse a non seulement enrichi l'atmosphère d'oxygène mais a déclenché un cycle qui a maintenu ces niveaux, ouvrant la voie à la vie complexe.

L' oxygène dans sa forme actuelle est apparue sur Terre il y a 2,4 milliards d' années au moment de ce qu'on appelle la Grande Oxydation.

Mais jusqu'à il y a environ 400 millions d'années, l'oxygène était loin des niveaux actuels.

Cependant, les niveaux d'oxygène auraient été de 10,9% il y a 800 millions d'années, soit 5 fois plus que ce qu'on croyait (et équivalent à la moitié de la teneur actuelle, de 20,9 %), une autre étude expliquant l'oxygénation par des bactéries sulfato-réductrices...

- Le stockage dans les carbonates est la façon naturelle de réguler le CO2

En étudiant une période où la Terre a subi un réchauffement climatique ressemblant à celui que nous vivons, des chercheurs ont trouvé dans les sédiments marins des preuves de l'action d'une sorte de thermostat naturel lié au cycle du carbone qui a contribué à refroidir la Terre. Après un certain temps, cependant.

Les premières études concernant le PETM, il y a 56 millions d'années, ont montré que les températures mondiales auraient alors augmenté d'environ 6°C en seulement 20.000 ans. Cette augmentation s’est accompagnée d'une hausse correspondante du niveau des mers, en même temps que l'ensemble des océans se réchauffait. Le Groenland méritait bien son nom de pays verdoyant à cette époque qui voyait de plus, l’apparition des premières baleines, des premiers chevaux et des premiers primates. Une quantité de carbone à peu près aussi importante que celle contenue dans les gisements actuels de charbon, de pétrole et de gaz naturel aurait alors été injectée dans l’atmosphère à ce moment-là. Certes, le réchauffement s’est produit en un temps beaucoup plus long que l'actuel.

Il est apparu que juste après le PETM, on constate la formation d’une couche de carbonate dans les sédiments. Ces carbonates n’étaient pas présents avant. Pour interpréter ce fait, il faut admettre qu’un processus de régulation du climat s’est enclenché qui a conduit à un puits de carbone. Le gaz carbonique dont la concentration avait brutalement augmenté dans l’atmosphère, causant l’acidification des océans, a finalement été piégé sous la forme de ces carbonates, ramenant progressivement le climat à des températures plus clémentes.

Ce n’est pas vraiment une surprise car le phénomène était théorisé depuis longtemps par le géochimiste de l’université de Yale, Robert Berner (1935-2015). En effet, une atmosphère plus chaude et plus riche en CO2 conduit à une érosion des roches plus importantes, en particulier des silicates de calcium et de magnésium. Le processus absorbe du gaz carbonique atmosphérique et le cycle de l’eau va entraîner les ions calcium et magnésium dans l’océan où ils pourront réagir pour former finalement des carbonates stockant sous forme solide le carbone atmosphérique. Plusieurs paramètres vont entrer en jeu pour décider de l’importance de cette séquestration mais elle peut être suffisamment grande pour jouer le rôle d’un thermostat avec le climat. Il semble que c’est bien ce qui s’est produit avec le PETM. Mais le processus a pris beaucoup de temps.

Il ne s'agirait donc que d'accélérer un phénomène naturel.

- Produire de l'électricité avec du CO2

Cette pile à combustible en aluminium utilise l'oxygène pour à la fois séquestrer le dioxyde de carbone et produire de l'électricité. L'aluminium fait office d'anode alors que CO2 et oxygène forment la cathode. Les réactions électrochimiques entre l'anode et la cathode séquestrent le CO2 dans des composés riches en carbone tout en produisant de l'électricité et un oxalate valorisable comme sous-produit (utilisé par de nombreuses industries). Le système produirait une puissance 1,4 volts avec une intensité de 13 ampères/heure par gramme de carbone.

- Produire du méthanol avec du CO2 grâce à des nanocristaux de silicium hydrogéné

Les chimistes canadiens ont ainsi étudié dans leurs travaux la capacité de nanocristaux de silicium hydrogéné à pouvoir briser des molécules de gaz carbonique en absorbant de l’énergie solaire dans les bandes de longueur d’onde de l’infrarouge et de l’ultraviolet. En passant du dioxyde de carbone (CO2) au monoxyde de carbone (CO), on obtient un composé chimique très réactif qui peut rentrer dans différentes voies de synthèse, en particulier de molécules carbonées comme le méthanol et, donc, dans la production de carburant.

- Produire de l'hydrogène et de l'acétate d'éthyle avec du cobalt et de l'éthanol

- Des piles à combustibles à base d'ammonium quaternaire et d'acide phosphorique

Ces piles à combustibles à base de polymère sont très prometteuses.

- Hydrostor stocke l'énergie sous la mer

Cœur du système, un compresseur d'air, qui utilise l'électricité à stocker pour produire de l'air comprimé. La chaleur relâchée est même récupérée et conservée dans des réservoirs d'eau, ce qui accroît l'efficacité du système. L'air comprimé est ensuite envoyé, via de gros tuyaux, dans des ballons fixés sous la mer. Lorsque l'énergie stockée doit être utilisée, l'air est relâché: la pression de l'eau la repousse alors via les tuyaux vers la centrale. La chaleur stockée au début du processus est réutilisée à ce moment pour chauffer l'air. En passant à travers un expanseur qui commande un générateur, l'air produit de nouveau de l'électricité.

Six ballons d'une capacité de 100 mètres cubes chacun sont fixés à 50 mètres de profondeur et à 2,5 km de la côte du lac Ontario. Mis en place en soutien d'une centrale éolienne, le dispositif est déjà en mesure d'alimenter 330 maisons et les coûts seraient inférieurs de la moitié à ceux des batteries au lithium.

Selon Hydrostor, sa solution pourrait être la panacée des pays insulaires, "les seuls territoires qui adopteront de l'énergie renouvelable à 100% et qui auront donc particulièrement besoin de la stocker".

- Une tornade de feu pour dépolluer les mers

Ces tornades qui apparaissent le plus souvent lors des grands incendies de forêts ou, selon les circonstances, en milieu urbain. Généralement, elles adoptent une teinte jaunâtre qui témoigne de la combustion de particules de suie qui se forment lorsqu'il n'y a pas assez d'oxygène pour brûler complètement un carburant. Mais lors de leurs derniers essais les scientifiques ont obtenu une forme particulière de feu : un tourbillon bleu, signant une combustion sans production de suie et donc sans fumées et beaucoup moins polluante.

Pour obtenir ce tourbillon bleu, les chercheurs ont enflammé une casserole d'eau recouverte de carburant et utilisé des tubes de quartz pour pomper l'air froid vers le haut de la zone d'essai. Ils ont ainsi observé le développement du feu qui a d'abord évolué pour former un tourbillon jaune avant de virer au bleu. Cette structure, plus petite qu'un tourbillon jaune, est restée stable pendant près de huit minutes, tant que les chercheurs l'alimentaient avec du carburant. Et ce carburant a brulé pratiquement sans générer de résidus de combustion. Pour le moment, les scientifiques s'interrogent encore sur les conditions exactes pouvant produire ce phénomène et surtout s'il est reproductible à plus grande échelle. Auquel cas, ce type de feu pourrait être utilisé pour lutter contre les marées noires.

- Des bioréacteurs de copeaux de bois et bactéries pour dénitrifier l'eau

Des bactéries présentes dans le sol peuvent convertir les nitrates issus de l'agriculture en azote gazeux.

Ces bioréacteurs dénitrifiants pour les fermes sont étonnamment simples. Il suffit de creuser des tranchées entre les champs et les points où l'eau s'écoule dans les fossés ou les ruisseaux. Nous les remplissons avec des copeaux de bois, qui sont colonisés par des bactéries indigènes du sol environnant, puis avec l'eau issu du drainage agricole qui va dans les tranchées. Les bactéries "mangent" le carbone des copeaux de bois, "respirent" le nitrate de l'eau, et "expirent" de l'azote. Cela pourrait réduire la pollution aux nitrates d'une ferme entre 15% et 90%.

- Ce minuscule appareil purifie l’eau en quelques minutes

Ce minuscule appareil est fait d’une couche de disulfure de molybdène, mesurant seulement quelques atomes d’épaisseur. Lorsqu'il reçoit la lumière du Soleil, le disulfure de molybdène émet des électrons et la couche de cuivre agit comme catalyseur pour la production de peroxyde d’hydrogène qui est un désinfectant.

Selon les chercheurs, cet appareil expérimental peut déjà éliminer en 20 mn trois types de bactéries (mais pas des polluants chimiques) juste en le mettant dans l'eau au soleil.

- Des petits ARN régulateurs pour améliorer le rendement des céréales

Nous pouvons utiliser ces technologies nouvellement développées pour modifier l'expression des gènes de manière contrôlable et précis, afin d'améliorer la tolérance au stress et de modifier les processus de reproduction, tels que le moment de la floraison pour éviter les contraintes environnementales.

- Les pesticides triplent la mortalité des abeilles sauvages

Dans un premier temps, le colza fournit aux abeilles de quoi butiner, mais ce bienfait ne compense pas la toxicité des pesticides. Au contraire. « Nous estimons que, depuis 2002, l’usage de néonicotinoïdes est à lui seul responsable d’une perte supérieure à 20 % pour cinq espèces », affirment les auteurs. La même cause suscite un déclin de 10 % chez vingt-quatre espèces, de plus de 15 % pour onze autres, voire de 30 % chez les plus touchées.

Au total, les espèces sauvages friandes de colza traité aux néonicotinoïdes déclinent trois fois plus que les autres, observent-ils.

Voir aussi Futura-Sciences.

- Boire du lait de cafard ?

Des chercheurs indiens ont trouvé qu'une espèce de cafard vivipare produit une substance très calorique qui pourrait être introduite dans l’alimentation humaine. Ce « lait », qui sert à nourrir les petits cafards, n’aurait pas mauvais goût…

La femelle Diploptera punctata sécrète du lait après avoir donné naissance à ses petits. Ces derniers se nourrissent et grandissent grâce à cette substance produite dans l'intestin de la mère. Le lait de cafard contient aussi bien des protéines, que du sucre et des lipides.

- Evaptainer, un réfrigérateur à évaporation sans électricité

Le bac alimentaire est en caoutchouc imperméable alors que la couche extérieure est constituée d'un tissu semi-perméable. L'eau versée dans l'espace entre les couches intérieure et extérieure s'évaporent à travers le tissu, en refroidissant la cuve intérieure.

Biologie

évolution, génétique, éthologie, anthropologie, neurologie

- Selon une étude (contestée) nous serions parmi les premières formes de vie complexe

Selon une étude publiée récemment par des astrophysiciens de l'université d'Harvard et de l'université d'Oxford, la vie aurait 1.000 fois plus de chance d’apparaître dans un futur relativement lointain que de le faire aujourd’hui. Les êtres humains se présenteraient donc un peu comme des prématurés. Ceci ne signifiant pas pour autant – comme le précisent les chercheurs – que nous soyons les seuls prématurés auxquels notre univers aurait pu donner naissance.

Pour les astrophysiciens américains, la probabilité pour assister à l'apparition de la vie aujourd'hui, quelque part dans le cosmos, n’est que de 0,1%. Un résultat qu’ils ont obtenu en compilant de nombreuses informations comme le nombre d’étoiles dans notre univers et leurs caractéristiques, la probabilité de trouver une planète habitable autour d’une étoile donnée ou encore, le temps nécessaire à la vie pour se développer lorsque des conditions favorables se présentent.

Ces calculs sont contestables, la probabilité de la vie pouvant être beaucoup plus faible (car de nombreux facteurs sont ignorés comme les catastrophes cosmiques, la lune, la tectonique des plaques, la couverture magnétique, etc.) comme beaucoup plus élevée (si l'on prend en compte la vie souterraine).

- Le milieu nécessaire à la phosphorylation des composants de l'ARN

L'ion phosphate est pratiquement insoluble et quasiment inactif. Alors, comment ces ions phosphates ont initialement été incorporés dans les ribonucléotides, les blocs de construction de l' ARN ?

Le mélange de l'urée, du formiate d'ammonium et de l'eau peut servir à la fois en tant que milieu pour la phosphorylation et la mobilisation du phosphate minéral, permettant ainsi la phosphorylation de sources minérales. En outre, lors du chauffage du formamide est formé, qui est un co-solvant et pourrait améliorer la phosphorylation à partir de sources minérales. Leurs expériences ont conduit à la phosphorylation efficace de nucléosides lorsque chauffé à des températures modérées.

"Ces expériences suggèrent qu'un environnement riche en ammoniac, en petites molécules organiques telles que l'urée ainsi que du formiate, du sulfate de magnésium et du phosphate  constituerait l'endroit idéal pour la synthèse des organophosphorés prébiotiques".

- Une nouvelle méthode d'édition de gène qui ne coupe pas l'ADN

Il serait possible de modifier une fonction génétique en induisant à l'endroit ciblé des mutations à un taux très efficace. La mutation ponctuelle est obtenue par le système CRISPR dont la nucléase (Cas9) a été supprimée et remplacée par une enzyme désaminase exprimée dans les levures et les cellules de mammifères.

Par rapport au système précédent, la cytotoxicité aurait été significativement réduite en modifiant l'ADN sans le couper.

- Une bactérie reprogrammée avec 4 nouveaux acides aminés pour échapper aux virus

Une bactérie E. coli est complètement reprogrammée avec un code génétique différent de tous les autres organismes, comportant quatre acides aminés artificiels supplémentaires, ce qui nécessite plus de 62.000 modifications à son génome, ce qui ne peut se faire par modifications génétiques. Au lieu de cela, le génome a été conçu par ordinateur, puis l'ADN a été synthétisé en courtes séquences d'environ 2000 lettres.

Cet organisme modifié comporte plusieurs avantages, d'abord d'être résistant à tous les virus existants et capable de produire de nouvelles protéines que celles trouvées dans la nature mais surtout de ne pouvoir survivre à moins d'être nourri avec ces acides aminés artificiels, donc ne pouvant se répandre dans la nature. "Le bioconfinement est notre priorité numéro un".

- Rendre les corps (morts) transparents pour les étudier

La technique consiste à utiliser un solvant pour nettoyer toute l'eau du corps d'un animal mort, et une grande partie de sa graisse aussi, sur trois ou quatre jours. Cela laisse le tissu restant, y compris les os, transparents, ce qui permet d'avoir des images au microscope beaucoup plus claires et nettes.

La couleur verte ici provient de l'ingénierie génétique de la souris exprimant une protéine fluorescente verte. Pour visualiser les cellules nerveuses ou les cerveaux des personnes après la mort, des anticorps fluorescents qui collent aux cellules et les rendent visibles pourraient être appliquées.

- Un requin qui vit 400 ans

 
La seule créature à vivre plus longtemps est un mollusque comestible faisant partie des praires, le quahog, qui a une espérance de vie de 507 ans.

Voir aussi Sciences et Avenir.

- Les dauphins parlent à leur bébé avant leur naissance

La mère a commencé à augmenter ses sifflets deux semaines avant la naissance - apparemment destiné au bébé à naître.

Un comportement similaire a été trouvé chez les femmes : "Nous voyons effectivement que les bébés humains développent une préférence pour la voix de leur mère dans le dernier trimestre".

- Les bébés singes sourient plus que les bébés humains dans leur sommeil

Des macaques japonais âgés de 4 à 21 jours souriaient pendant le sommeil REM (rapid eye movement), associé à des états de rêve, et pas dans les autres phases de sommeil

Les bébés macaques auraient souri 41 fois par heure de sommeil paradoxal. En comparaison, les bébés humains sourient deux fois par heure, tandis que de jeunes chimpanzés ne souriraient qu'une seule fois en 5 heures de sommeil paradoxal.

Voir aussi Sciences et Avenir.

- Les chiens "comprendraient" ce qu'on leur dit !

Une nouvelle étude montre que les chiens utilisent l'hémisphère gauche de leur cerveau pour traiter le sens des mots, et le côté droit pour l'intonation - exactement de la même manière que les humains procèdent pour le langage.

Voir aussi Sciences et Avenir. Le plus intéressant, c'est que non seulement les chiens n'activent pas le centre de récompense quand le ton n'y est pas mais surtout qu'ils n'utilisent pas l'hémisphère gauche quand ce qu'on dit n'a pas de sens. Il n'est pas possible de supposer qu'ils maîtrisent la grammaire, ne faisant sans doute qu'associer des mots ou phrases avec des intentions ou actions, mais ils ne sont pas hors langage et il n'est pas si absurde de leur parler (pour les chats, c'est plus douteux).

- L'orgasme féminin, lié à l'origine à l'ovulation

Il aurait joué un rôle prépondérant dans le déclenchement de l'ovulation chez nos très lointains ancêtres avant de perdre cette fonction pour devenir uniquement une source de plaisir.

Il y a 60 à 65 millions, la libération réflexe d'hormones (prolactine et ocytocine) lors de l'orgasme jouait un rôle dans l'ovulation chez la plupart des femelles mammifères, selon Gunter Wagner. Mais par la suite, certains mammifères ont évolué vers une ovulation cyclique, comme chez la femme, rendant l'orgasme superflu du point de vue reproductif.

Les chercheurs ont également découvert que la position du clitoris s'était éloignée du vagin chez les mammifères à ovulation spontanée comme l'être humain, rendant la stimulation plus difficile lors du rapport sexuel. "Ceci peut expliquer pourquoi certaines femmes parviennent à l'orgasme grâce à la masturbation ou à la stimulation clitoridienne".

Ceci expliquerait donc plutôt que sa persistance pourquoi l'orgasme est devenu plus difficile pour les femmes et pas toujours présent.

- Les humains plus amicaux avec les étrangers que les autres primates

Les humains montrent peu de conflits inter-groupes par rapport à d'autres primates.

Ce serait une façon de se protéger contre les risques et d'améliorer l'accès aux ressources, tels que la nourriture, des vêtements, des abris, ou simplement des informations utiles.

C'est étonnant mais pas nouveau, on sait que c'est une caractéristique des Sapiens qui a été déterminante dans notre conquête du monde, ce qui n'empêche pas de très nombreux conflits inter-ethniques, seulement beaucoup moins qu'entre des bandes de singes.

- Les premiers américains sont venus par la côte pacifique

C'était une hypothèse déjà envisagée mais cette étude montre que les premiers habitants n'ont pas pu venir par la terre avant 12 600 ans car même si les glaciers avaient commencé à fondre, cet itinéraire n'était pas viable avant. En venant par les côtes, ils pouvaient par contre se nourrir facilement.

- La reprogrammation des cerveaux par l’optogénétique

Lorsque des neurones ont déchargé en même, il suffit ensuite d'exciter un des neurones pour provoquer un influx nerveux dans les autres. C'est ce qui permet de reproduire une situation donnée mais aussi ce qui permettrait de reprogrammer facilement des cerveaux de souris grâce à l'optogénétique puisqu'il suffit d'exciter en même temps plusieurs neurones pour les lier entre eux.

- Un premier scanner PET portable

Pour la première fois, il va être possible d'étudier le fonctionnement du cerveau en mouvement grâce à ce scanner TEP (Tomographie par Émission de Positrons) qui va s'intéresser d'abord aux autistes qui ont des talents exceptionnels.

- La sensation de déjà-vu expliquée

Le sentiment de déjà-vu est provoqué expérimentalement par la lecture d'une série de mots apparentés à une même thématique qui, elle, n'est jamais dite : "Oreiller", "lit", "nuit", "couverture", "rêve"... sans jamais prononcer le mot "sommeil" donc, explique le chercheur au New Scientist qui relaie ces travaux encore non publiés mais ayant fait l'objet d'une présentation au congrès international de la mémoire à Budapest (Hongrie) en juillet 2016. La suite du protocole est traître : dans un premier temps, on demande aux volontaires s'ils ont entendu un mot commençant par la lettre "S". La réponse est non. Mais ça se complique lorsque, dans un second temps, on leur demande s'ils ont entendu le mot "sommeil". Là, les participants savent que ce mot n'a pas pu être prononcé, puisqu'il commence par un "S", et pourtant... ils ont l'impression vivace de l'avoir entendu. C'est le déjà-vu expérimental.

Ce sont des zones impliquées dans la prise de décision et la résolution des conflits qui se sont activées au niveau du lobe frontal. Il s'agit donc d'un "conflit entre une sensation subjective de familiarité et une sensation objective que cette familiarité ne peut pas être correcte". Autrement dit, le déjà-vu ne serait pas le résultat d'un dysfonctionnement du cerveau, mais au contraire l'outil par lequel celui-ci vérifie que la situation présente est bel et bien différente de ce qu'on a l'impression d'avoir déjà vécu.

- Le traitement inconscient du langage (des mots à double sens) influencé par la conscience

Lorsque le mot polysémique (mot du milieu du triplet) était consciemment visible, un effet d'amorçage n'était présent que pour la signification cohérente avec le mot contextuel présenté au début de chaque essai (mot 1). Par exemple, lorsque l'on présentait le triplet: TRACTEUR – GRUE – CHANTIER, on retrouvait un amorçage du mot CHANTIER par le mot GRUE, alors que cet effet était absent dans les triplets tels que: OISEAU – GRUE – CHANTIER. L'analyse de l'activité électrique cérébrale confirma et précisa ce résultat. L'absence d'amorçage pour la signification non contextualisée du mot polysémique indique que cette dernière n'était tout simplement pas analysée par les sujets. Le traitement sémantique conscient est donc bien influencé par le contexte conscient.

Le résultat central de ce travail réside dans la découverte qu'il en va de même pour la perception inconsciente des mots polysémiques. Lorsque le mot polysémique (mot 2) était présenté de manière subliminale, les auteurs retrouvèrent des effets d'amorçage sémantique comparables à ceux observés dans la condition de lecture consciente: seules les significations du mot polysémique subliminal cohérentes avec le mot contextuel étaient inconsciemment analysées.

Cette série d'expériences démontre ainsi que la cognition inconsciente est non seulement très complexe, puisqu'elle peut atteindre le niveau de la sémantique (le sens des mots), mais également qu'elle se montre extrêmement sensible aux influences conscientes. A chaque instant, notre posture consciente influence la nature des opérations mentales qui se déroulent en nous inconsciemment.

Il y a sans doute un problème de définition de la conscience qui est forcément basée sur le résultat de nombreuses évaluations qui ne sont pas conscientes, comme le processus de perception n'est pas conscient mais seulement le perçu - ce qui fait que l'inconscience domine largement. La conscience n'est effectivement requise que lorsque les données sont insuffisantes et que l'action exige réflexion plutôt qu'une réaction automatique mais il n'y a pas de séparation entre conscience et inconscient, pas de double personnalité. Bien sûr, cet inconscient procédural dépasse l'inconscient freudien (qui procède du refoulement de la conscience) mais lui laisse toute sa place.
 

Santé

traitements, nutrition, hygiène

- L'axe du stress relie le corps à l'esprit

« L’axe du stress » est une notion connue depuis longtemps. On sait qu’en cas de situation d’urgence, le cerveau envoie un signal vers les glandes surrénales - petites structures coiffant les reins - qui sécrètent alors du cortisol. Celui-ci va provoquer des réactions physiques, accélération du rythme cardiaque, dilatation des pupilles, sudation, comportement d’attaque ou de fuite, etc. jusqu'à ce que le cerveau le freine, une fois le danger passé. On soupçonnait jusqu'à présent qu'une seule, voire deux régions du cortex cérébral, à la localisation incertaine, contrôlaient la glande surrénale. Aujourd’hui, grâce à une nouvelle méthode de traçage qui révèle les longues chaines de neurones interconnectés, on a découvert de multiples zones corticales liées anatomiquement aux glandes surrénales.

"Cela vient apporter une nouvelle lumière sur la manière dont le stress, la dépression et les autres états mentaux peuvent altérer la fonction des organes, et montre qu’il y a une réelle base anatomique pour les maladies psychosomatiques".

On découvre ainsi que les plus grandes zones de connexions "esprit-corps" sont celles impliquées dans la cognition et l’affect. Ce qui expliquerait notre mode de fonctionnement : grâce à ces connexions multiples, le cortex nous donnerait la possibilité de répondre au stress de façon un peu plus subtile (combattre ou fuir) qu’une créature primaire.

Autre surprise : certaines zones du cortex moteur (bande de cortex qui contrôle nos mouvements) sont aussi connectées aux glandes surrénales. Entre autres, une portion du cortex moteur primaire impliquée dans le contrôle de l’axe du corps et de la posture. Ce qui pourrait expliquer, selon les auteurs, pourquoi les exercices de recentrage du corps (Pilates, yoga, Taï-chi...) sont si efficaces dans la gestion du stress.

Enfin, lorsque nous ressentons un conflit, ou lorsque nous avons commis une erreur, certaines zones cérébrales s'activent. Et bien, l’étude des PNAS démontre, que ces zones influencent également la glande surrénale. Il serait donc possible que se remémorer une erreur, ou se culpabiliser, réactivent ces zones qui, via un un signal descendant, génère de nouveau un stress, comme l’événement initial. Cela pourrait ouvrir de nouvelles pistes pour les thérapies du stress post traumatique.

On a l'impression qu'ils tirent un peu vite beaucoup de conséquences de leur découverte...

- Un traitement génique du Parkinson ?

Le traitement par L-Dopa perd son efficacité à mesure que le cerveau perd une enzyme appelée acide L-aminé aromatique décarboxylase ou AADC (ou DOPA décarboxylase) qui est nécessaire pour convertir la L-Dopa en dopamine.

Le traitement consiste à injecter dans le cerveau des virus portant le gène d'AADC, une approche destinée à "remonter le temps" de sorte que la L-Dopa recommence à être aussi efficace qu'au début pendant la "lune de miel".

Une première expérimentation a été décevante, une autre avec des doses plus élevée semble bien plus positive, des tests sont en cours. C'est en tout cas, un axe intéressant de recherche si ce n'est pas encore un traitement abouti.

- Du prozac pour les mongoliens ?

En fait, c'est surtout la bumétanide (médicament pou le coeur) qui améliorerait les connexions du cerveau en bloquant une molécule (NKCC1) mais le prozac aussi améliorerait la mémoire, tout ceci au conditionnel.

- Une protéine responsable du manque de cocaïne

Une protéine (SMAD3) à été découverte dans le centre de récompense du cerveau, le  noyau accumbens , qui régulerait les gènes responsables du besoin de cocaïne après une période de sevrage en interagissant avec BRG1 qui est un remodeleur de la chromatine.

- Découverte des neurones du sommeil (chez la mouche)

Lorsqu'un petit groupe de neurones est actif, il provoque le sommeil. Ce serait le manque de dopamine qui activerait cet interrupteur.

- Dreem, un bandeau connecté pour améliorer le sommeil

Le concept de Dreem repose sur un système d'algorithmes et de capteurs électroniques qui peuvent analyser l'activité électrique du cerveau. Un sommeil profond engendrant une meilleure récupération, le bandeau analyse les phases de sommeil profond, de la même façon qu'un casque électro-encéphalogramme, et stimule le cerveau pour que le sujet dorme moins, mais plus profondément. Pour cela, Dreem émet des "bruits roses", qui ne sont autre que des petites stimulations envoyées aux fréquences adéquates. Le casque émet des sons par conduction osseuse, de telle sorte que l'utilisateur soit le seul à les ressentir. Depuis l'application dédiée, l'utilisateur peut suivre l'évolution de la qualité de son sommeil et observer l'état de ses performances cognitives. Par ailleurs, il est possible de paramétrer le casque pour qu'il réveille son utilisateur tout en douceur.

- Un bandeau pour améliorer le sommeil et réduire le stress post-traumatique

Le BRAINtellect2 est en forme de bandeau sur la tête. Les capteurs intégrés lisent les ondes cérébrales de l'utilisateur, puis, "le logiciel les traduit en tonalités musicales". Selon le site de l'entreprise, ces tonalités rythmiques paraîtraient familières au cerveau le mettant dans un état de relaxation.

- Un antidouleur plus efficace que la morphine

Une molécule contre la douleur mise au point à l'université de Stanford pourrait se révéler plus efficace et beaucoup moins addictive que la morphine et autres opiacés.

Sur les souris, la molécule PZM21 induit des effets anti-douleur comparables à ceux de la morphine, mais qui durent plus longtemps, et sont pratiquement dépourvus d'effets indésirables sur la respiration. Elle pourrait, en outre, engendrer moins d'accoutumance que la morphine et les produits apparentés.

La fixation des opiacés sur les récepteurs "μ" (mu) présents au niveau de la membrane de cellules du cerveau et de la moelle épinière, déclenche différentes voies de signalisations et de réactions cellulaires. Les chercheurs ont activé le récepteur "μ", mais pas les autres récepteurs opioïdes (Δ , K ) et stimulé la bonne voie de signalisation, celle de l'anti-douleur.

- Les cannabinoïdes améliorent la vision nocturne

L'activation de la signalisation des cannabinoïdes dans des têtards a en fait accru l'activité des cellules ganglionnaires de leur rétine (CGR), lesquelles transmettent de l'oeil au cerveau l'information concernant la détection de la lumière. Selon les conclusions d'études précédentes, en règle générale les cannabinoïdes ont pour effet de réduire la neurotransmission, et non de l'accroître.

Une classe de récepteurs cannabinoïdes, les CB1R, joue un rôle dans la suppression du transport du chlorure dans les CGR. Lorsque les récepteurs sont activés, les taux de chlorure diminuent, ce qui cause l'hyperpolarisation de la cellule et la rend capable de décharges à des fréquences plus élevées quand elle est stimulée.

Chez les têtards, cela signifiait qu'ils arrivaient à discerner des objets moins clairs en contexte de faible luminosité, davantage que lorsqu'ils n'avaient pas été exposés à des taux accrus de cannabinoïdes.

"Nos travaux fournissent un mécanisme potentiel intéressant pour la régulation par cannabinoïdes de la décharge de neurones. Il sera bien sûr important de confirmer que des mécanismes similaires jouent aussi un rôle dans les yeux de mammifères".

Voir aussi Sciences et Avenir. Par ailleurs, le nombre total d'adultes consommateurs de marijuana est passé de 21,9 à 31,9 millions, soit une augmentation de 10 millions entre 2002 et 2014 avec un nombre d'usagers quotidiens atteignant les 8,4 millions en 2014 contre 3,9 millions en 2002, parmi les Américains âgés de 18 ans ou plus.

- Un bain chaud réduit la glycémie des diabétiques

Un bain chaud réduit les niveaux de sucre dans le sang de 10% de plus qu'une heure de vélo et augmente les niveaux de dépenses d'énergie de 80%.

"Nous pensons que la raison en est que le bain peut favoriser la libération de protéines de choc thermique qui peuvent améliorer le niveau d'insuline".

- Le gingembre réduit en nanoparticules contre l'inflammation de l'intestin et du côlon

- Des batteries comestibles pour des dispositifs médicaux

On peut alimenter un appareil 5 milliwatts pendant 18 heures en utilisant 600 mg de mélanine (des cheveux) en tant que cathode.

Voir aussi Sciences et Avenir.

- Philips sort une gamme d'appareils médicaux connectés

En avril dernier, Philips profitait de l’IFA pour présenter sa montre connectée Health Watch, approuvée par la Food and Drugs Administration américaine. Aujourd’hui, le Hollandais présente une balance connectée, un moniteur de pression sanguine thermomètre auriculaire connecté.

Technologie

biotechnologies, informatique, robotique

- Des combinaisons qui respirent avec des nanotubes sans laisser passer les virus

Des canaux de nanotubes de carbone alignés dans le revêtement servent de pores pour permettre à la peau de respirer.

Les tubes font cinq nanomètres de large, ce qui est 5000 fois plus petite que la largeur d'un cheveu humain. Ces minuscules pores ont pu repousser les agents pathogènes viraux comme la dengue au cours des tests, car ce type de bactérie fait 10 nanomètres, ce qui est donc trop grand pour passer à travers les mailles du filet.

- Des bactéries pour solidifier le sol et les fondations d'une maison

L’équipe a en effet travaillé sur la réponse de bactéries à des pressions modérées, entre 0,1 et 1 Mpa (mégapascal), dans un dispositif expérimental où un hydrogel simule le sol. Les biologistes pouvaient ainsi voir la réaction des micro-organismes en trois dimensions. Un modèle informatique leur a par ailleurs permis de relier l’expression génétique aux caractéristiques des différents types de sols expérimentaux, avec leurs contraintes mécaniques et les gradients de pression.

Leur prochaine étape, expliquent-ils, est d’utiliser cette sensibilité à la pression pour déclencher la biominéralisation. Ils soulignent que des chercheurs de l’université de Delft (Pays-Bas) ont déjà réussi à rendre un béton autocicatrisant grâce à la biominéralisation de la calcite par des bactéries. Il suffirait alors d'appliquer une certaine pression sur le sol ensemencé avec des micro-organismes génétiquement modifiés pour le solidifier et former ainsi les fondations d'un bâtiment.

- Octobot, un robot entièrement mou

Fabriqué par impression 3D, le robot-pieuvre Octobot conçu à l'université d'Harvard est dépourvu d'électronique et de batterie. Il se déplace sous l'effet d'une réaction chimique qui libère un gaz mis sous pression pour servir de propulseur.

En fait, l'Octobot est mu par une réaction chimique provoquée par le contact entre du platine et du peroxyde d'hydrogène qui libère un gaz, lequel circule à travers des chambres pneumatiques dans le corps du robot pour actionner ses huit tentacules qui le propulsent dans l'eau. Un circuit microfluidique contrôle la diffusion du peroxyde d'hydrogène stocké dans un réservoir qui assure entre 4 et 8 minutes d'autonomie à ce prototype.

Pour le moment, l'Octobot ne peut pas changer de direction, mais les chercheurs d'Harvard travaillent sur l'incorporation de capteurs qui lui permettront de détecter son environnement pour pouvoir ramper et nager.

- Un robot-chenille contrôlé par la lumière

Éclairé par une lumière verte, ce mini-robot constitué d’élastomères de cristaux liquides se met à se contorsionner et à ramper. Mais la créature ne s’arrête pas en si bon chemin puisqu’elle est capable de grimper le long de parois verticales, de se faufiler dans des anfractuosités ou encore de pousser des objets jusqu’à dix fois plus lourds et volumineux que lui.

Les élastomères en cristaux liquides sont des réseaux de longues chaines de polymères présentant des phases intermédiaires entre la phase solide cristalline et la phase liquide. Ils réagissent à la lumière en se contractant dans une direction privilégiée.

- Onion Omega2, le mini-ordinateur à 5 dollars

Pour 5 dollars, pour mettez la main sur une configuration équipée d’un processeur 580 MHz, de 64 Mo de RAM et de 16 Mo de mémoire interne. Et pour 4 dollars de plus, vous pouvez même vous offrir l’Omega2 Plus, doublant la RAM et la capacité de stockage.

- Le Li-Fi, quand la lumière remplace le Wi-Fi

Avec la technologie Li-Fi, les LEDs ont trouvé un nouvel avenir. Désormais, leur lumière offre la possibilité d’accéder à une connexion sans fil économe, rapide et sécurisée. Depuis 2011, une équipe du CEA de Grenoble développe cette technologie.

- Manipuler de façon réaliste et interactive des éléments d'une vidéo

Une équipe de chercheurs du Massachusetts Institute of Technology a mis au point une technique destinée à la réalité augmentée qui permet d'interagir avec des objets présents dans une vidéo. Tout cela se fait avec une simple caméra et des algorithmes et cette curieuse fonctionnalité est applicable sur n'importe quelle vidéo. En outre, ce système serait particulièrement bien adapté pour rendre le jeu Pokémon Go encore plus vivant.

La Vidéo dynamique interactive (Interactive Dynamic Video ou IDV), qui date de 2015, est révolutionnaire dans la mesure où elle s'appuie sur des algorithmes et une technologie vidéo déjà existante - et non sur un équipement de pointe très coûteux. Les chercheurs ont obtenu des résultats à partir de simples vidéos YouTube. Ils indiquent également que leur technologie pourrait faire des merveilles avec le jeu de réalité augmentée Pokémon Go, en permettant aux créatures d’interagir plus étroitement avec le monde physique. Par exemple, au lieu de flotter au-dessus d’un buisson, un Pikachu pourrait bondir dessus et faire bouger ses branches (voir cette vidéo YouTube). « Cette technique permet de capturer le comportement physique des objets, ce qui offre la possibilité de les manipuler dans un espace virtuel ».

Les images en mouvement émettent des vibrations quasi-invisibles. L'algorithme des chercheurs peut capter ces minuscules mouvements et utiliser cette information pour prédire comment l'objet se comporterait dans d'autres circonstances.

- Rendre différentes textures sur nos écrans tactiles avec des ultrasons

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Les vibrations ultrasonores peuvent réduire le frottement d'un doigt humain sur une plaque de verre de plus de 95%. En observant directement le contact entre le doigt et la plaque, Michael Wiertlewski à l'Institut des sciences du mouvement et ses collègues de l'université Northwestern (USA) montrent que cette réduction est causée par le rebond du doigt sur une couche d'air piégée entre la peau et le verre. Cette étude publiée dans la revue PNAS, ouvre la voie à l'enrichissement de l'interaction avec les écrans tactiles par des formes et des textures virtuelles perceptibles par le toucher.

C'est ainsi que les chercheurs ont pu observer que la peau ne flotte par au dessus de la plaque de verre mais qu'elle est en mouvement. Elle oscille tellement rapidement que l'air piégé entre les empreintes et la plaque de verre, ne peut pas s'échapper et agit comme un ressort. Le doigt est propulsé par les vibrations et quand il redescend vers l'écran de verre, son impact est amorti par un coussin d'air. Le coussin d'air réduit le frottement et produit la sensation que la plaque de verre est glissante.

- Des robots pilotes pour rendre les avions autonomes sans les modifier

- Airbus travaille sur les drones du futur

Le plan qu'Airbus a mis en ligne évoque trois projets en développement, qui semblent un peu fous mais sur lesquels la société semble parier.

Le premier n'est autre qu'un véhicule volant autonome individuel, dont le nom de code est Vahana. Airbus affirme que ses équipes travaillent déjà sur un prototype qui devrait faire son premier vol d'ici fin 2017.

Il y a un autre projet de "plateforme électrique pour plusieurs passagers". Nom de code: CityAirbus. Présenté comme une sorte de drone gigantesque avec de multiples hélices, ce taxi du futur sera au départ dirigé par un pilote professionnel, puis sera rendu autonome quelques années plus tard quand la législation le permettra. La société imagine notamment des transports d'un aéroport jusqu'au centre-ville.

Enfin, le but de "Skyways" (ci-dessus) est de démocratiser le déplacement de marchandises par drone. D'ici l'été 2017, Airbus va pouvoir tester un système global de livraison par drone au sein du campus de l'université nationale de Singapour. Pour ce faire, la société est en train de créer un drone autonome et toute une infrastructure permettant sa circulation.

L'idée n'est bien sûr pas de faire parcourir des centaines de kilomètres à des drones, mais de couvrir le "dernier kilomètre", la livraison du dernier lieu de dépôt jusqu'au client, qui représente un coût important. Airbus a imaginé des "corridors aériens" par lesquels les drones passeraient afin de livrer différentes marchandises.

- Airlander 10, le plus grand aéronef du monde

L'Airlander 10 d’Hybrid Air Vehicles, que l’on pourrait classer comme dirigeable ou avion en raison d’une enveloppe de 38.000 m3 remplie d’helium et de quatre moteurs de 325 chevaux chacun.

Avec ses 92 mètres de long, une largeur de 44 mètres et une hauteur de 26 mètres, cet aéronef est le plus gros au monde (l'Airbus A380 ne fait que 72 mètres).

Cette famille d'aéronefs vise les marchés de transport de fret de point à point à destination de régions difficiles d’accès ou inaccessibles par les moyens de transport traditionnels. En raison de sa capacité à atterrir et décoller depuis des sites non préparés et sa grande autonomie de vol — 5 jours pour la version habitée (deux pilotes et un ingénieur de vol) et jusqu’à 3 semaines à vide —, l’Airlander 10 pourra ravitailler des stations au sol situées aux pôles, dans des déserts. Autre exemple, les régions pétrolifères et minières du Canada et de l'Australie, actuellement ravitaillées par les plus gros poids lourds du monde, pourraient l’être par ces aéronefs. [ceci dit il s'est crashé dans les essais...]

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