Revue des sciences novembre 2016

• Prospective

• L'évolution est collective
• La cellule virale, rouage de la vie

• La vie extra terrestre
• Les mythes ont aussi un arbre généalogique

• 6 nouvelles particules pour achever la physique
• Mond contre la matière noire
• Un cristal temporel !
• Contact laser établi avec 234 civilisations extraterrestres ?
• Les plans d'Elon Musk pour la colonisation de Mars
• Dans le graphène, les électrons se comportent comme la lumière

• De moins en moins d'oxygène dans l'atmosphère
• Des catalyseurs nanostructurés font de l'éthanol avec du CO2
• Un moteur à combustion avec un seul piston 2 fois plus efficace

• Des bactéries infectées par des virus géants produisent des virus qui en protègent
• Des bourdons apprennent à tirer une ficelle
• Les éléphants d'Asie moins hiérarchisés que ceux d'Afrique
• Des singes produisent par jeu des éclats semblables aux pierres taillées
• Les premiers agriculteurs sédentaires près des zones humides
• La neurodynamique darwinienne de l'apprentissage
• L'homme est loin (derrière les suricates) d'être l'animal le plus meurtrier

• Une greffe d'ovaire de jeunes rajeunirait ?
• Les vitamines A et C effacent les méthylations épigénétiques
• Des isoformes de P53 responsables de cancers et de métastases

• Des motos volantes pour l'armée

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

Pour la Science no 469, le nouveau monde des microbes

La leçon est terrible pour ceux qui ne voulaient enseigner l'écologie que sur le tard, parce qu'elle exigerait d'abord de maîtriser la physiologie, le développement, la reproduction… bref, de connaître la biologie des organismes. Or voilà que les interactions des microbes entre eux et avec l'hôte dessinent la biologie des organismes, qui apparaît donc comme un écosystème complexe.

La notion d'holobionte actualise la notion d'organisme, mais dissimule l'importance des interactions elles-mêmes. La science moderne a transposé une philosophie occidentale fondée sur l'individu en une biologie fondée sur l'organisme. Une vraie rupture donnerait aux interactions la place centrale.

Au début du xxie siècle, une conséquence de cette abondance virale dans la nature est devenue évidente lorsque les microbiologistes de terrain ont commencé à séquencer massivement l'ADN de l'environnement. La majorité de cet ADN est d'origine virale. De ce fait, on peut considérer que la plus grande partie de l'information génétique présente sur notre planète provient des virus. On peut même extrapoler en concluant que, de tout temps, du moins depuis qu'ils existent, les virus ont été les principaux responsables de l'apparition et de la dissémination d'information génétique.

Les virus sont polyphylétiques, c'est-à-dire qu'ils ne descendent pas tous d'un même ancêtre. Il n'existe donc pas de LUCA viral ou plutôt il en existe plusieurs, un à l'origine de chacune des grandes lignées virales, et la plupart de ces LUCA viraux sont certainement apparus avant notre LUCA cellulaire.

Alors que les ribosomes et les enzymes qui synthétisent les molécules d'ARN, les ARN polymérases, se ressemblent dans les trois domaines du vivant, si bien que l'on peut en retracer l'origine chez LUCA, la machinerie de réplication de l'ADN des bactéries d'un côté et celles des archées et eucaryotes de l'autre ne sont pas homologues, c'est-à-dire qu'elles ne dérivent pas d'une machinerie ancestrale commune.

Comment expliquer cette observation, qui a même conduit certains auteurs à penser que le génome de LUCA était peut-être encore constitué d'ARN ? Dans l'hypothèse « out of viruses », il suffit d'imaginer que deux machineries différentes de réplication virale ont été transférées indépendamment aux cellules, l'une à un ancêtre des bactéries, l'autre à un ancêtre des archées et des eucaryotes.

À mon avis, différents types de virions ont pu apparaître à l'époque des cellules à ARN, bien avant LUCA, permettant à certains groupes de gènes de se reproduire et de se multiplier en court-circuitant les mécanismes de division cellulaire, qui devaient être très imparfaits à l'époque.

Si l'utilisation des programmes sur la blockchain n'exigeait aucune contrepartie, on pourrait y faire fonctionner un programme qui tourne indéfiniment et consomme la puissance des ordinateurs du réseau. Sans moyen de freiner cette consommation de puissance, on arriverait à saturation et il serait facile de mettre en panne le réseau tout entier par l'introduction délibérée de programmes exécutant des calculs excessivement gourmands en puissance qu'on ferait fonctionner sans retenue – une attaque par « déni de service ». C'est pourquoi a été prévu un mécanisme qui interdit cela. Lorsqu'on demande à utiliser un programme déposé sur la blockchain, il faut associer à cette demande une certaine somme, très faible, mais cruciale pour le bon fonctionnement de l'ensemble du système.

Ces sommes dépensées par les utilisateurs d'un programme récompensent des membres du réseau, les nœuds principaux ou « mineurs », qui organisent l'évolution et le contrôle de la blockchain.

La Recherche no 517, vie extra terrestre

Le dossier sur les extraterrestres est intéressant bien qu'il n'y ait rien de très nouveau. Les raisons d'y croire sont examinés ainsi que les raisons pour lesquelles on n'en a pas encore vu (équation de Drake, paradoxe de Fermi).

La chimie de la vie est excessivement robuste. C'est pourquoi je pense que si elle est apparue sur Mars, elle est toujours là, sous la surface.

Scientifiquement, il y a toutes les raisons de penser que non seulement la vie extraterrestre existe, mais aussi qu'elle est abondante et diverse. Tellement de données vont dans le même sens. Les éléments de base de la vie telle que nous la connaissons sont abondants, sans parler de la vie telle que nous ne la connaissons pas. Pour moi, la question est de savoir où nous allons la trouver en premier. C'est seulement une question de temps.

La reconstruction suivante, datant a minima de la sortie de l'Afrique de l'homme moderne, est donc très probable : « les serpents mythiques gardent les points d'eau, ne libérant cet élément que sous certaines conditions. Ils peuvent voler et forment un arc-en-ciel. Ils sont géants et possèdent des cornes. Ils peuvent produire la pluie et/ou l'orage; enfin, ils sont à l'origine de la première mort, et/ou s'opposent aux être humain comme des êtres immortels grâce a leur mue. »

Pour sa part, le mythe de l'émergence (ou de l'arbre) disait que les humains et animaux originels surgirent directement d'un trou dans le sol, et que cette sortie du monde inférieur eut pour conséquence la brièveté de la vie. Ce lien avec la mort s'explique du fait que, chez les peuples véhiculant ce récit, le domaine souterrain et celui des défunts, lesquels réunissent d'une part les humains primordiaux qui n'ont pas réussi à sortir du monde souterrain originel, et d'autre part ceux qui retournent sous terre à leur décès.

La démonstration de l'existence du mythe de l'émergence au paléolithique supérieur (entre 40 000 ans et 10 000 ans avant notre ère) offre un éclairage inédit au phénomène des grottes ornées : si le décor de celles-ci est en partie lié à une mythologie, comme le pensent généralement les préhistoriens, alors ce mythe-ci, prédominant à l'époque des peintres et graveurs, aurait pu motiver la plupart des images animalières et humaines qu'ils y ont réalisées.

Brèves et liens

Physique

L'étude de 153 galaxies de formes et de masses variées conclut que leurs mouvements semblent difficilement réconciliables avec le modèle standard de la matière noire. En revanche, ils s'expliquent bien dans le cadre de la théorie Mond (la théorie de la dynamique newtonienne modifiée, en anglais Modified Newtonian dynamics), qui propose des modifications de la physique newtonienne : sa mécanique et sa loi de la gravitation censées être valables avec de faibles vitesses et accélérations.

Les chercheurs ont créé un système d'ions ytterbium en forme d'anneau dont le spin peut pointer vers le haut ou vers le bas.

De même que, dans un cristal, il y a répétition d'une configuration spatiale régulière, dans un cristal de temps il y a répétition dans le temps d'une même configuration à intervalles réguliers.

Avec un laser le spin d'un ion est basculé d'un quart de tour, ce qui fait interagir le spin de chaque ion sur les autres. L'expérience a été répétée à intervalles réguliers de modifier les ions puis de les laisser interagir. Les ions font en moyenne un tour complet pour revenir à leur état d'origine en deux fois l'intervalle de temps pour faire un demi-tour.

La découverte, c'est que les spins sont revenus à leur orientation initiale à un rythme identique même s'ils étaient un peu en retard à mi-chemin, ce qui montre que le système d'ions privilégie une période régulière d'une manière similaire aux atomes dans un cristal qui s'arrangent en réseaux parfaitement espacés.

La réalisation d'un tel cristal temporel (qui était déclarée impossible) est particulièrement importante du fait que la rupture spontanée de symétrie est un concept fondamental dans de nombreux domaines de la physique.

Ils ont cherché dans les spectres d'étoiles de types solaires des caractéristiques qui trahiraient des impulsions laser destinées à la communication interstellaire.

Borra et Trottier ont finalement trouvé des signaux étonnants venant de 234 étoiles. Ils pensent avoir écarté plusieurs biais possibles qui pourraient expliquer naturellement ces signaux. Leurs collègues du Breakthrough Listen, quant à eux, ne sont pas du tout convaincus, comme ils l'expliquent dans un communiqué. Pour eux, il s'agit très probablement d'erreurs instrumentales.

Un vaisseau Heart of Gold (nom du vaisseau de transport interplanétaire développé par SpaceX et dont le nom est inspiré du film « Le Guide du voyageur galactique ») sans pilote devrait être envoyé à la surface de Mars pour y déposer les premiers ouvriers de la planète : des robots.

Ces derniers auront la lourde tâche de creuser les fondations de cette colonie, des tunnels, ainsi que des espaces souterrains pressurisés adaptés à des activités industriels. Bien sûr, les missions suivantes devraient amener le premier équipage humain, composé d'ingénieurs, scientifiques, et autres experts qui assureront la supervision de l'opération.

Finalement, à l'arrivée des premiers habitants, tout devrait être en place pour qu'ils puissent habiter dans un espace prenant la forme d'un grand dôme géodésique.

Aussi, plutôt que de lancer une fusée depuis le sol, le concept développé par l'entreprise américaine Vulcan Aerospace consiste à l'attacher sous un avion géant. Un monstre de presque 120 mètres d'envergure qui, poussé par 6 moteurs est capable d'emporter dans les airs des charges de presque 590 tonnes. Comme son nom l'indique, ce véhicule appelé Stratolaunch System peut atteindre la stratosphère. L'engin est ainsi capable de déposer en orbite basse une charge utile de 450 kilos.

Le véhicule décolle verticalement comme une fusée et atterrit sur la piste automatiquement. Il fonctionne avec du méthane liquide et de l'oxygène liquide.

La version de 100 tonnes, avec une envergure de 12 mètres, pourrait emmener 20 personnes à 130 kilomètres à Mach 8, donnant 4 minutes d'apesanteur. Ce vaisseau spatial réutilisable 50 fois est capable de mettre de petits satellites en orbite avec l'aide d'une fusée supplémentaire. Et cette capacité de charge utile réduira les prix des billets touristiques (entre 200 000 $ et 250 000 $).

L'observation dans le graphène d'une réfraction négative des électrons passant à travers la frontière entre deux régions dans un matériau conducteur, effet prédit en 2007, démontre que les électrons dans les matériaux atomiquement minces se comportent comme des rayons lumineux, qui peuvent être manipulés par des dispositifs optiques comme des lentilles ou des prismes.

Il pourrait être utilisé dans une grande variété d'applications, par exemple des actionneurs microscopiques comme des pinces pour robots chirurgicaux ou les micro-miroirs des systèmes de télécommunications optiques, ou encore pour des cellules solaires et photodétecteurs plus efficaces.

L'équipe de Panchapakesan a créé des films minces composées d'une à trois couches de disulfure de molybdène enrobées dans du caoutchouc. En exposant ces nanocomposites à différentes longueurs d'onde de lumière ils ont découvert que le polymère se dilatait ou se contractait selon la longueur d'onde utilisée. Cette propriété photo-mécanique a été exploitée pour fabriquer des petites pinces qui s'ouvrent et se ferment en réponse à des impulsions lumineuses.

Ils ont en effet nourri des vers du mûrier, les fameux bombyx spécialement élevés pour leur soie, avec des solutions aqueuses contenant 0,2 % en poids de nanotubes de carbone ou de graphène.

• La soie renforcée de carbone s'avère deux fois plus résistante que la soie classique.
• La soie renforcée conduit l'électricité ce qui n'est bien sûr pas le cas de la soie classique.

Climat

L'idée dominante que le continent africain a été progressivement plus sec au fil du temps est contestée par une nouvelle étude qui conclut que la sécheresse a en fait diminué au cours des 1,3 derniers millions d'années et que le continent connaît un cycle de 100.000 ans entre périodes humides et sèches liées aux glaciations. Ces nouveaux résultats remettent en cause l'hypothèse de la savane à l'origine de l'évolution humaine, la sécheresse en Afrique étant supposée avoir conduit nos ancêtres préhumains à migrer des forêts aux prairies.

Du soleil et de l'eau de mer, c'est tout ce qu'il faut à la société australienne Sundrop Farms pour produire dans le désert 15 000 tonnes de tomates par an. Sa ferme de 20 hectares, située dans la région aride de Port Augusta, dans le sud du pays, a été inaugurée le 6 octobre 2016. Elle représente une véritable prouesse technique : pour la première fois dans le monde, des légumes sont cultivés à grande échelle dans le désert et de façon durable.

L'eau douce nécessaire à la ferme est fournie grâce au dessalement de l'eau de mer effectuée dans une unité de distillation. Elle irrigue 180 000 plants de tomates, mais sert aussi à chauffer les serres en hiver et durant les nuits plus froides.

L'électricité, quant à elle, provient essentiellement de l'énergie solaire transformée par une centrale thermique à concentration.

A partir de l'étude de carottes de glace du Groenland, une équipe de chercheurs de l'université américaine de Princeton ont détecté une lente érosion des teneurs en oxygène dans l'atmosphère qui s'est brutalement accélérée au siècle dernier.

Lors des 800 000 dernières années, l'oxygène a connu une baisse de 0,7%. Pas de quoi s'affoler, sauf que lors du dernier siècle, cette diminution s'est notablement accélérée pour atteindre 0,1%. Cette accélération a une cause anthropique certaine. « En effet, la combustion qui est à la base de nos moteurs est une réaction d'oxydoréduction qui consomme de l'oxygène », rappellent les auteurs.

La couche supérieure brune de pérovskite capture des ondes lumineuses de faible énergie, et la couche de pérovskite rouge capte les ondes de haute énergie.

Le catalyseur est constitué de nanoparticules de cuivre enrobés dans des pointes de carbone. Avec une tension électrique appliquée sur ce catalyseur nanostructuré qui comporte de multiples sites de réaction, une solution de dioxyde de carbone dissout dans de l'eau est transformée directement en éthanol avec un rendement de 63%.

Le principal inconvénient traditionnel des batteries à flux redox est le caractère corrosif de l'électrolyte utilisé, source de pollution potentielle et impliquant donc d'importants coûts en matière de maintenance et sécurité. Kemwatt l'a remplacé par une solution alcaline où baignent des molécules organiques.

Bien qu'organiques, elles ne sont en effet en rien bio-sourcés, mais produites synthétiquement à partir du pétrole.

Contrairement aux tentatives précédentes, utilisant des matériaux relativement coûteux (céramiques ou métaux), celui-ci est de faible coût, renouvelable et biodégradable.

Pour le faire, les chercheurs ont extrait les nano-fibres de cellulose du bois et les ont séparées en deux couches, l'une a été traitée chimiquement pour devenir chargée positivement. Ils ont ensuite assemblé les deux couches pour en faire une planche.

Sous la pression des pas, les deux couches de cellulose entrent en contact et échangent des électrons. Lorsque le pied se lève, les électrons reviennent mais en passant à travers un circuit externe, produisant de l'électricité .

Un seul pas sur le plancher produit entre 10 et 30 volts, ce qui est capable d'allumer 35 LEDs vertes.

Composé de moins de 20 pièces, le moteur d'Aquarius remplace les multiples pistons à poussée verticale par un piston unique se déplaçant latéralement.

C'est un grand filtre industriel, de huit mètres de long, fait d'acier, qui serait placé au-dessus de bâtiments, à proximité de zones industrielles.

Ce "système innovant" est capable d'aspirer de l'air dans un rayon de 300 mètres et jusqu'à une hauteur de sept kilomètres, de traiter 800.000 m3 d'air par heure et de filtrer 100% des particules PM 10 (de diamètre inférieur à 10 microns) et 2.5 (inférieur à 2.5 microns) et 95% des particules ultra-fines (ou nanoparticules) présentes dans l'air.

Une collaboration européenne animée par le CEA-Liten développe un concept de véhicules électriques légers et compacts qui peuvent être "emboités".

Jusqu'à huit véhicules ESPRIT peuvent être imbriqués pour former un "train routier", sept d'entre eux étant remorqués par le véhicule de tête, pour une redistribution efficace et peu couteuse des flottes.

L'année dernière à la Rail Transit Technology Exhibition, la Chine dévoilait son intention de bâtir un réseau de monorails suspendus futuriste. Aujourd'hui, la première ligne avec des trains alimentés par une « simple » batterie lithium-ion a été dévoilée et testée à Chengdu, dans la province de Sichuan. Le train a pu atteindre la vitesse de 100 km/h sur le tronçon de 300 mètres mis en place.

Cette petite invention permet de collecter jusqu'à 37 litres d'eau par jour, et ce, même dans les régions les plus arides du monde, sans qu'aucune source extérieure d'énergie ne soit nécessaire !

La Water Seer (c'est le nom de cette machine) repose sur un principe assez simple. À son sommet trône une éolienne. Cette éolienne aspire l'air environnant qui est alors propulsé par une hélice le long d'un tube métallique enterré sous terre. Dans ce tube protégé de la lumière et de la chaleur, la température est si fraiche que l'air, sous l'effet de la condensation, se transforme alors en eau !

Le concept de la City in the Sky, comprenez la ville dans le ciel, a été imaginé par l'architecte bulgare Tsvetan Toshkov comme une oasis de calme et de tranquillité au-dessus de la ville stressante et polluée de New York. Le concept s'inspire de la fleur de lotus dont la pureté peut émerger, même d'eaux troublées.

Biologie

Le fossile, trouvé dans le Yunnan, en Chine, comporte deux os de la mâchoire supérieure et un de la mâchoire inférieure, comblant les lacunes sur la façon dont la mâchoire des vertébrés a évolué. Ce poisson de 20cm, appelé Qilinyu rostrate, d'apparence proche d'un poisson-chat, a 423 millions d'années et fait partie du groupe des placodermes.

Le fossile a des os à mi-chemin entre une ancienne mâchoire placoderme et une mâchoire de poisson moderne.

Des bourdons ont pu apprendre une technique complexe : tirer sur une corde pour attraper de la nourriture autrement inaccessible (un liquide sucré). Jusque-là, seuls des oiseaux et quelques mammifères étaient censés avoir cette capacité. Mieux, ce savoir-faire a été transmis à d'autres bourdons, qui ont observé leurs congénères savants. L'apprentissage, par un individu et au sein d'un groupe, est donc bien plus répandu dans le monde animal qu'on ne l'imaginait.

La présence de motifs à contraste élevé, tels que des bandes noires et blanches, ne cache pas un animal, mais peut l'aider à éviter de se faire capturer. Le design contrasté, appelé éblouissement du mouvement, peut semer la confusion chez les prédateurs en altérant leur perception du mouvement, de la vitesse et de la trajectoire de leur proie.

Comment expliquer ce phénomène ? Les scientifiques ont déduit que l'écologie des habitats des deux espèces jouait sur la différence d'organisation sociale. En effet, les conditions environnementales sont beaucoup plus rudes en Afrique qu'en Asie. Les pluies y sont plus rares et la pression exercée par les prédateurs bien plus forte ; l'ancienneté d'un éléphant a donc beaucoup plus de valeur concernant la survie d'un groupe. En Asie, les ressources sont abondantes et prévisibles, et les prédateurs peu nombreux. Cela expliquerait que les éléphants d'Asie puissent prendre leurs propres décisions et évoluer sans respecter un modèle hiérarchique précis.

Le gène, appelé FOXP2, est un des gènes les plus étudiés impliqués dans l' évolution du cerveau humain. Il a été découvert dans les années 1990 dans l'étude d'une famille britannique qui avait 16 parents qui avaient du mal à faire certains mouvements de la bouche et des sons complexes, le gène étant indispensable, semble-t-il, pour le contrôle inconscient des lèvres et de la langue

Le gène agit sur d'autres gènes dont il provoque l'expression ou l'inhibition. Alors que FOXP2 était resté pratiquement inchangé tout au long de l'évolution des mammifères, il y a eu deux mutations dans le gène nous séparant de nos plus proches parents, les chimpanzés.

On pense que ces mutations nous ont permis d'acquérir des capacités vocales supérieures. Mais on ne sait pas exactement comment il affecte la parole.

En tout cas, les chants de la souris avec un FOXP2 muté étaient plus courts et moins complexes que ceux des souris normales.

Des éclats de quartz tranchants, retrouvés au Brésil, remettent en question l'histoire de l'origine des outils reconstruite par les anthropologues.

Ces éclats ressemblent aux premiers outils de pierre fabriqués par des homininés en Afrique de l'Est, il y a quelque 2,5 millions d'années. Mais ils ont été retrouvés au Brésil, ne remontent pas à plus de deux ans et ont été produits par de petits singes du genre Cebus.

Ces singes de l'espèce Sapajus libidinosus – sapajous à barbe ou capucins à barbe en anglais – cassent volontairement de gros cailloux, ce qui produit des éclats qui ont l'aspect des premiers outils de pierre façonnés.

Ce qui est surprenant, c'est que les sapajous à barbe ne se servent pas des outils de quartz qu'ils fabriquent. Ils les laissent à terre. Le seul usage qu'ils semblent faire des pierres fracturées consiste à renifler et à lécher la poussière de quartz.

Les primates seraient capables d'anticiper les réactions d'êtres humains en se mettant à leur place, y compris lorsque ces réactions reposent sur des informations erronées (attribution de fausses croyances).

Africains et Européens diffèrent dans l'amplitude de leur réponse immunitaire, notamment pour certains gènes impliqués dans les réponses inflammatoire et antivirale. Ce résultat fournit ainsi des pistes pour mieux comprendre la sensibilité de certaines populations à des maladies comme le lupus, dont l'incidence est plus importante en Afrique qu'en Europe.

Les chercheurs ont ensuite pu démontrer que la sélection naturelle avait favorisé certaines de ces mutations génétiques, aidant chacune de ces populations à mieux s'adapter à son environnement. De manière frappante, selon des processus indépendants jouant sur des gènes différents, la sélection naturelle a abouti, chez les populations d'Europe et d'Afrique, a un même résultat: diminuer la réponse inflammatoire. Cet exemple d'évolution, dite convergente, vient confirmer que bien que protégeant efficacement des infections, une réponse immunitaire trop forte, comme dans le cas des allergies ou des maladies autoimmunes, est à éviter.

L'étude révèle ainsi que Néandertal a en effet transmis aux Européens des mutations d'importance pour le contrôle de la réponse immunitaire, et notamment des mutations qui modulent l'expression génique suite aux infections virales. Ces mutations régulatrices ont conféré un avantage aux populations qui en ont hérité, ce qui explique aujourd'hui leur fréquence élevée parmi la population européenne.

Une sépulture mise au jour près d'un sanctuaire dédié au dieu grec Zeus ravive les débats sur la pratique de rites sacrifi ciels dans cette civilisation antique réputée éclairée.

Le squelette d'un jeune homme, retrouvé plus de 3000 ans après son inhumation au coeur de ce célèbre sanctuaire dédié à Zeus, dieu suprême du panthéon grec, interpelle les archéologues. Étendu dans une fosse bordée de dalles de pierre, le corps de l'adolescent reposait parmi les cendres d'une importante quantité d'animaux immolés… Cette trouvaille sans précédent évoque un rite sacrificiel mentionné dans différents textes grecs. Ainsi, dans La République de Platon, Socrate interroge Adimante à propos de rumeurs sur des scènes de cannibalisme qui se seraient déroulées sur le Lykaion, la "montagne des loups". Plusieurs siècles après, Pausanias, géographe du 2e siècle de notre ère, écrit que "des sacrifices secrets à Zeus Lykaion" auraient eu lieu sur cette montagne. Le philosophe Porphyre rapporte à son tour dans De Abstinentia qu'au cours des fêtes "lycéennes", des sacrifices humains avaient lieu en Arcadie.

"Les similarités profondes entre la pensée et l'évolution nous conduisent à supposer que des adaptations cognitives (accomplies par la sélection naturelle 'neuronale') ont lieu en temps réel dans les réseaux neuronaux du cerveau humain au cours de la vie", explique Szathmáry. "Nous appelons ce processus la neurodynamique darwinienne".

Le projet INSIGHT a fourni des preuves visant à soutenir cette théorie en utilisant des simulations informatiques, des robots, des examens de cultures cellulaires et des expériences de psychologie humaine et de neuro-imagerie. Par exemple, des neurones murins ont été stimulés pour apprendre les modèles temporels d'activité, qui ont été enregistrés et ensuite reproduits sur un réseau naïf pour voir si les informations apprises pourraient être copiées. Les robots ont été nourris d'algorithmes de sélection naturelle conçus pour créer une exploration autonome créative illimitée, et ont été testés pour voir s'ils pouvaient, en effet, créer leur propre objectif.

"Contrairement à la sélection artificielle, qui dit 'voilà ta fonction, 'c'est à partir de là que tu dois évoluer', nous avons trouvé qu'un robot pouvait développer son propre jeu", explique Szathmáry. "À terme, ces robots pourraient générer leurs propres valeurs et désirs, et en un sens, avoir leur raisonnement propre". Afin de tester cette hypothèse, le projet a mis au point une nouvelle boîte à outils robotique évolutionnaire, appelée Robogen, qui permet à quiconque possédant un ordinateur de créer des corps et cerveaux de robots dans des simulations fondées sur la physique, d'imprimer en 3D des parties évoluées du corps, d'assembler le robot entier et d'observer son comportement dans le monde réel. Le projet a également fait des progrès en cartographiant la façon dont la dynamique darwinienne du cerveau est importante pour le traitement du langage.

Les processus évolutionnaires qui ont lieu au niveau cérébral pourraient être encore plus puissants qu'à l'état sauvage, étant donné qu'ils sont modifiés et guidés par l'apprentissage. Alors qu'une grande partie de ces hypothèses reste spéculative (et qu'une amélioration des modèles est requise), le projet INSIGHT a commencé à donner corps à une théorie qui pourrait un jour conduire à des machines capables d'apprendre par elles-mêmes, à une traduction plus intelligente du langage et révolutionner l'enseignement et la résolution de problèmes.

La palme revient au petit suricate : près de 20% des morts analysées par des chercheurs chez cette espèce sont le fait de violences intra-spécifiques (pour la plupart des infanticides, commis par des mères…).

Parmi les grands singes, les gorilles de l'est seraient les plus meurtriers, avec un taux de 5% contre 0,14% pour les gorilles de l'ouest. Les chimpanzés atteignent 4,49% contre 0,68% pour les bonobos.

Selon leurs modèles, la violence aurait augmenté peu à peu.  En remontant dans le temps, les chercheurs spéculent ainsi que le taux de meurtre intra-spécifique était de 1,1% pour les ancêtres des primates et des rongeurs, de 2,3% pour l'ancêtre commun des primates et de 1,8% pour l'ancêtre des grands singes. La hausse pourrait être liée à celle de la démographie et à des questions de territoire.

Chez notre espèce, le taux de meurtres entre congénères atteindrait 2%. Cela parait peu... sauf que l'agression intra-spécifique serait responsable de 0,3% seulement de la mortalité chez l'ensemble des mammifères. Les chercheurs en concluent que si les humains ne sont pas les plus meurtriers des mammifères, ni même des primates, leur violence prend bien sa source dans leur famille animale (sauf que chez les humains, le taux d'homicides varie de 0 à 65% selon les populations!).

Santé

Pour les quatre pays qui ont le plus grand nombre de « supercentenaires » (personnes dépassant 110 ans), à savoir la France, le Japon, le Royaume-Uni et les États-Unis, l'âge maximum enregistré a atteint un plateau vers 1995. Et le record établie en 1997 par Jeanne Calment n'a pas été battu. Il a peu de chance de l'être prochainement : selon les calculs des chercheurs, la probabilité de voir en France ou dans un autre pays un âge record au-dessus de 125 ans est de moins de 1 sur 10.000. Et la limite naturelle de la vie humaine se situerait autour de 115 ans.

On a enlevé les ovaires de 10 souris qui étaient âgés de 12 mois et avaient passé l'oestropause, une transition similaire à la ménopause humaine. Ils ont été remplacés par les ovaires prélevés sur des souris âgées de 60 jours - à peu près équivalent à nos 20 ans en terme de vieillissement.

Les résultats confirment les travaux antérieurs de son équipe ayant déjà constaté que les souris transplantés à l'âge mûr avec de jeunes ovaires vivaient environ 40% de plus avec un cœur plus sain.

Des enzymes appelées TET, pour ten-eleven translocation enzymes, sont capables d'enlever ces méthylations : elles jouent donc un rôle dans l'effacement de la mémoire cellulaire. Ces enzymes ont besoin d'ions Fe²⁺ pour leur activité. Les chercheurs ont trouvé que la vitamine A favorise l'effacement de la mémoire dans des cellules souches embryonnaires en augmentant les quantités d'enzymes TET. La vitamine C agit différemment : elle favorise l'activité des enzymes TET en agissant sur le fer cellulaire, permettant une meilleure activité de l'enzyme.

Les vitamines A (rétinol ou acide rétinoïque) et C (acide ascorbique) sont des molécules chimiquement bien différentes, mais qui agissent en synergie, par des mécanismes complémentaires, pour diminuer la méthylation de l'ADN. Elles pourraient ainsi permettre aux cellules de redevenir pluripotentes.

Le traitement de souris avec de la "prégabaline", un médicament qui agit sur le mécanisme d'inhibition de croissance, a provoqué la régénération des connexions nerveuses endommagées.

A la base, il y a un gène, connu sous le nom Cacna2d2, qui joue un rôle important dans la formation et la fonction synaptique, en d'autres mots pour combler l'écart final entre les cellules nerveuses. "Notre étude montre que la formation des synapses agit comme un interrupteur puissant qui freine la croissance axonale et que cet effet peut être contrôlé par un médicament disponible".

Une recherche précédente ayant suggéré que le gène PGC-1a pouvait empêcher la formation de plaques amyloïdes, l'équipe de recherche s'y est intéressé. Les chercheurs ont injecté le gène directement dans le cerveau (hippocampe et cortex cérébral) de des souris qui se trouvaient aux premiers stades de la maladie d'Alzheimer. Celles-ci n'ont développé aucune plaque et leurs résultats aux tests faisant appel à la mémoire étaient aussi bons que ceux des souris en bonne santé après quatre mois.

Le taux de bactéries Rothia mucilaginosa et Haemophilus parainfluenzae étaient plus élevé chez ceux présentant des céphalées, sans pour autant que la distribution des autres espèces bactériennes de la bouche soit différente. Or Rothia mucilaginosa et Haemophilus parainfluenzae ont la particularité de réduire les nitrates, présents dans notre alimentation (chocolat, vin, charcuterie, légumes verts...) mais aussi dans des médicaments. Cette réaction chimique permet de transformer les nitrates en nitrites et en oxydes nitriques, des éléments essentiels pour le bon fonctionnement du système cardio-vasculaire (les oxydes nitriques améliorent la circulation sanguine et réduisent la pression artérielle). Une transformation que le corps humain ne peut pas faire sans ces bactéries.

Le gène p53, considéré comme l'archétype du suppresseur de tumeurs, génère des formes protéiques promotrices de l'invasion cancéreuse, s'opposant ainsi à la fonction suppresseur de tumeur de sa forme canonique.

Il est en effet le gène le plus fréquemment muté dans les tumeurs humaines.

Les travaux de l'équipe montrent qu'une isoforme favorise la transition épithélio-mésenchymateuse qui prélude à la formation de métastases. L'équipe a aussi validé cette isoforme comme biomarqueur pronostique de l'évolution métastatique d'un cancer primaire du sein par la mise au point d'un test robuste et reproductible, basé sur l'analyse de l'ARN de l'isoforme.

Les résultats ont montré que c'était le cas plus particulièrement pour le cancer du poumon (+133%) ou du sein (+77%).

Une équipe de chercheurs allemands annonce avoir mis au point un traitement vaccinal permettant d'éliminer n'importe quel type de tumeur cancéreuse en dopant le système immunitaire du patient.

Dans des nanoparticules lipidiques, ils ont inséré du matériel génétique de cellules cancéreuses de l'ARN tumoral portant le code de fabrication de plusieurs antigènes présents à la surface des cellules cancéreuses.

Ces nanoparticules ont été ensuite administrées aux souris. Leur système immunitaire a alors réagi comme s'il avait affaire à une attaque virale, confondant des particules extrêmement petites avec des virus.

Serait-il alors possible de développer un vaccin dit universel pour combattre tout type de cancer ? En théorie, oui. Il faudrait cependant, pour cela, avoir identifié pour chaque tumeur la combinaison optimale d'antigènes tumoraux. C'est-à-dire être capable de déterminer ceux capables de provoquer de la part du système immunitaire une forte réponse antitumorale.

Le récepteur androgène, protéine qui rend possible l'action de l'hormone dans l'organisme humain, présente la particularité unique chez les récepteurs hormonaux dit "nucléaires", d'avoir un long domaine N-terminal "désordonné", c'est à dire sans structure tridimensionnelle unique.

Ce domaine "désordonné" possède la propriété étonnante de former rapidement et de façon réversible des fibres amyloïdes, via une structure conservée chez tous les vertébrés. Du fait de leur accumulation irréversible dans les cellules, de telles fibres sont généralement rencontrées dans le contexte pathologique d"amyloidoses", maladies neurodégénératrices (Alzeimer), mais aussi maladies des reins, du pancréas (diabète de type 2), ou même de la peau (purpura). Cette découverte suggérait que la formation de fibres amyloïdes pouvait être impliquée dans les mécanismes d'action "naturels" et non-pathologiques du récepteur androgène.

En utilisant la Résonance Magnétique Nucléaire on voit que le BisPhenol A, ainsi que ses dérivés, interagissent de façon spécifique avec les fibres amyloïdes formées par le motif caractéristique du récepteur androgène. La découverte de ce mode d'interaction inédit ouvre la voie à de nouveaux développements thérapeutiques pour les formes graves de cancer de la prostate, et contribue à une meilleure compréhension du phénomène de formation des fibres amyloïdes en général.

Des chercheurs de deux universités américaines ont développé une méthode pour "réparer" des gènes défectueux détectés dans un fœtus, en corrigeant ces derniers via des injections dans le liquide amniotique d'acides nucléiques (appelés oligonucléotides antisens) ciblant certains gènes.

Concrètement, les chercheurs ont développé un film hydrogel qui permettrait de reconstituer entièrement la cornée. Pour y parvenir, ils prélèvent en amont un échantillon de cellules de cette même cornée, qu'ils cultivent en laboratoire ensuite en créant une couche de cellules supplémentaires.

Ces dernières sont intégrées au très mince film hydrogène (50 micromètres, soit moins qu'un cheveu) qui est implanté sur la surface intérieure de la cornée du patient via une petite incision. Selon les chercheurs, ce processus rend la membrane à nouveau transparente, sans risques de complications : le fil hydrogel se détériorerait naturellement au bout de deux mois, et permettrait même à l'oeil de s'humidifier à nouveau. Le patient se retrouverait donc avec la nouvelle couche de cellules souches, et un oeil quasi neuf.

Des chercheurs de l'université d'Harvard, aux États-Unis, ont créé un tissu cardiaque humain intégrant une puce associée à des capteurs. Imprimé en 3D, l'ensemble permet de simuler des dysfonctionnements et d'analyser l'efficacité et les conséquences d'un traitement médical sur la durée.

Le tissu cardiaque est constitué d'un polymère souple et translucide imprimé avec une résolution de l'ordre du micromètre, avec six encres spécifiques. L'ensemble a la particularité d'intégrer l'équivalent d'un réseau de canaux sanguins et de cellules. Incrustée à ce tissu, la puce sert à lui appliquer des contraintes physiques pour simuler la pression des poumons sur le cœur ou d'autres organes, mais aussi à lui donner les propriétés de cellules malades. Les capteurs intégrés relèvent les données en continu sur l'ensemble du tissu cardiaque. Ils récupèrent, par exemple, les variations des pulsations et la puissance du battement.

Baptisé Nightingale, il se présente sous la forme de deux petits haut-parleurs à positionner dans votre chambre à coucher. Ils produisent alors des couvertures sonores qui s'adaptent à l'architecture et même à la décoration de votre chambre (nature du sol, présence de tapis, etc.). Des couvertures sonores qui masquent alors de manière totalement uniforme les bruits ambiants, aussi bien ceux venus de l'extérieur que ceux produits à l'intérieur de la maison.

Neuromodulation Technologies B.V affirme que le Lucid Dreamer permet de stimuler notre cerveau afin d'augmenter nos chances de vivre un rêve lucide. Pour ce faire, l'appareil émet de faibles impulsions électriques via des électrodes posées sur les tempes du dormeur. Ces impulsions ont pour vocation de modifier notre activité cérébrale et d'atteindre « l'activité gamma » : le moment particulier où nous pouvons rêver tout en étant conscient.

Technologie

Ce fil composite étirable -- jusqu'à 4 fois sa longueur -- et dont la rigidité varie en fonction de la température est composé d'un alliage métallique conducteur encapsulé dans un tube de silicone. Porté à une température dépassant les 62 °C -- grâce à l'application d'une tension électrique de faible voltage -- le cœur métallique fond et le fil se ramollit. Lorsque sa température redescend en dessous de 62 °C, l'alliage se solidifie et le fil retrouve une rigidité 700 fois supérieure à celle qu'il affichait à peine 10 secondes plus tôt.

Parce qu'il est extrêmement simple à fabriquer -- et à exploiter -- et qu'il se présente sous la forme d'un fil, ce nouveau matériau pourrait servir bien des applications. Ainsi les chercheurs de l'EPFL estiment qu'il pourrait permettre de transformer des drones en voitures robotiques. Car les moteurs pouvant être utilisés aussi bien comme des hélices que comme des roues en fonction d'une position qui pourrait être ajustée grâce à leurs fils composites à rigidité variable [???].

En ouvrant sa «bouche» en polymère souple, le robot peut aspirer eau et matières organiques dans son intestin artificiel - une pile à combustible microbienne (MFC) - rempli de microbes qui décomposent la biomasse et convertissent l'énergie chimique en énergie électrique qui alimente le robot. Les déchets digérés sont ensuite expulsés à l'arrière

Pour cela, ils ont eu recours à une technique d'impression 3D par frittage laser sélectif pour fabriquer un squelette en aluminium capable de « transpirer ». Plus précisément, en faisant varier la densité du laser, ils ont réussi à influer sur la perméabilité du métal afin de créer des structures proches de celle d'une éponge, susceptibles de laisser passer de l'eau.

Chaque pièce en aluminium du squelette de Kengoro a ainsi été conçue avec des zones plus perméables chargées de diriger l'eau vers les points ayant besoin d'un refroidissement. Mais il fallait faire bien plus. Pour obtenir un véritable phénomène de transpiration et d'évaporation, l'équipe du professeur Inaba a créé plusieurs couches dont la porosité allait croissante jusqu'à la surface extérieure des pièces.

Résultat, le système ne se réduit pas à faire suinter de l'eau, il la canalise avec précision puis la filtre progressivement vers l'air libre afin de provoquer l'évaporation au contact des zones qui subissent une chauffe.

Son originalité c'est sa conception en biplan sans queue, son rotor central et les deux moteurs aux extrémités des ailes qui lui permettent de pivoter à 90° et d'effectuer toutes les manœuvres de transition.

Grâce à cette configuration, le DelftAcopter peut voler comme un avion jusqu'à près de 100 km/h. Ses concepteurs annoncent qu'il dispose d'une autonomie d'une heure.

Pour l'instant, ce robot a été testé sur un simulateur de vol, sur un avion bimoteur à pistons (un Diamond DA42, comme celui montré dans l'image au-dessus de cet article) et, récemment donc, sur un turbopropulseur Caravan. L'entreprise annonce un prochain essai sur un hélicoptère, et veut ainsi démontrer qu'Alias peut être adapté à n'importe appareil, au prix d'un logiciel spécifique, et facilement retiré. Selon l'entreprise, le robot pourrait être configuré en moins d'un mois pour « apprendre » à piloter un nouvel aéronef.

Le concept le plus surprenant de cette machine est que, comme on peut le constater dans le film de présentation, le pilote n'a plus besoin d'un casque. La raison ? La présence d'un dispositif "d'auto équilibrage" (dont la nature n'est pas précisée) qui maintient la moto stable dans les virages comme à l'arrêt. En effet, un "compagnon numérique", une sorte d'intelligence artificielle gère les moindres paramètres de la moto et pallie, si besoin, les défaillances du pilote. Le casque, désormais inutile (car dans le futur, la chute n'est plus qu'un lointain souvenir), est remplacé par une visière en réalité augmentée, sur laquelle s'affichent toutes les informations nécessaires au pilote (itinéraire, vitesse, images d'une caméra à l'arrière en guise de rétroviseur, etc).

De la taille d'une moto de tourisme, la monoplace Zaxon utiliserait deux gros moteurs à l'avant, et deux plus petits à l'arrière.

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