Revue des sciences janvier 2017

Pour la Science

Physique, espace, nanos

Climat, écologie, énergie

Biologie, préhistoire, cerveau

Santé

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A part l'examen de ce que l'année 2017 nous réserve, on verra que les femmes ont déterminé l'évolution du sexe des hommes mais aussi que les chimpanzés se reconnaissent par leurs fesses comme nous par les visages ! D'ailleurs, contrairement à ce qu'on disait, les singes pourraient parler, c'est leur cerveau qui ne le peut pas. Le nôtre a beau être très supérieur, il reste bien limité, refusant notamment de changer d’opinions politiques, parties prenantes de notre identité. Malgré sa plasticité, le fonctionnement de notre cerveau serait cependant étonnamment semblable d'un individu à l'autre, ce qui pourrait permettre de deviner à quelle histoire on pense... D'autres anciennes certitudes sont mises à mal - mais toute science en train de se faire demande confirmation - comme le fait que les continents n'auraient émergé qu'au Cambrien quand ils sont devenus plus légers, provoquant une explosion des formes de vie. Enfin, une des nouvelles les plus importantes sans doute, c'est qu'on a réussi à rendre le vieillissement cellulaire réversible.


- Economie et social

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2016 a été incontestablement un tournant (celui de la post-vérité ?), 2017 s'annonçant encore plus agité. Les inégalités atteignent des sommets et, depuis le Brexit ou l'élection de Trump, on ne voit plus l'avenir en rose, faisant plutôt le compte de tout ce qui pourrait nous tomber dessus l'année prochaine entre guerre nucléaire et terrorisme biologique, si ce n'est l'éruption d'un supervolcan (les champs Phlégréens près de Naples). Bloomberg craint même un éclatement de l'Europe, ce qui n'est effectivement pas impossible (sans être pour l'heure probable), et même une sécession de la Californie, beaucoup moins crédible (bien qu'ils y pensent). Rien n'est joué car tout peut dépendre d'événements comme la multiplication des actes terroristes après la chute du califat mais pour l'instant la victoire du Front National évoquée aussi par l'agence n'est pas vraiment à l'ordre du jour. Bien sûr tout dépend de la campagne. Le plus dangereux pourrait se jouer entre les USA et la Chine mais la raison devrait normalement l'emporter ? On est en tout cas de plus en plus réellement intégrés dans une ébauche d'Etat universel malgré le repli souverainiste actuel (soutenu par Moscou), la question est de savoir si cette unification objective du monde ne va pas provoquer avant son achèvement de violents conflits comme la guerre de sécession américaine ? Les bonnes nouvelles ne sont pas exclues pour autant (la fin des guerres en cours) et 2017 pourrait tout aussi bien être catastrophique qu'un nouveau départ.

En fait, l'incertitude est au plus haut (notamment du fait de l'imprévisibilité de Trump). Alors que la prospective à plus long terme se base sur l'évolution des technologies et des processus matériels, il est impossible de faire des prédictions à court terme, trop sensibles à la contingence des événements. On a d'ailleurs eu confirmation des limites de prévisibilité de phénomènes chaotiques ayant une infinité d'attracteurs, après une période où des systèmes chaotiques pourtant sensibles aux conditions initiales s'étaient révélés assez facilement contrôlables par des actions minimes justement. Ce n'est pas le cas d'un grand nombre d'évolutions chaotiques qui ne sont même pas modélisables, leur comportement restant erratique et limitant leur prévisibilité. Il faudrait ajouter les renversements dialectiques qui nous prennent toujours par surprise (Obama/Trump) et témoignent de nos limites cognitives. N'ayant pas accès à la vérité, ce sont deux erreurs qui s'opposent (chacun tenant à ses opinions politiques comme à son identité, ses appartenances) nous balançant de gauche à droite avant que le réel ne tranche brutalement (la démocratie a beau être le régime de la discussion publique, le fantasme de convaincre les autres a toujours été illusoire).

Tout ce qu'on peut faire, c'est d'observer des dynamiques en cours plus ou moins contradictoires et on ne peut pas dire que, malgré les records de la Bourse, ce soit l'optimisme qui domine (entre risques de crise bancaire ou de krach obligataire). L'éventualité d'une année de reprise est pourtant loin d'être à exclure, ce qui provoquerait de grands changements idéologiques sans doute et pourrait rebattre les cartes. Une des surprises du mois a été d'apprendre que la France surclasse tous les pays européens en innovation (94 start-up françaises dans les 500 entreprises innovantes à plus forte croissance en Europe), loin de l'image conservatrice donnée par les politiques. Il y a aussi une étude de la société Accenture intitulée "Pourquoi l’intelligence artificielle est le futur de la croissance" qui montre que "les effets combinés de l’intelligence artificielle, du cloud et du big data vont davantage transformer l’économie que toutes les autres technologies avant elle, y compris internet". Aux États-Unis l’intelligence artificielle génèrerait une croissance de 4,6% du PIB d’ici 2035 (contre 2.6% aujourd’hui), alors que la France pourrait passer de 1,7% de croissance annuelle à 2.9%. Reste la question des emplois perdus, nous promettant une phase d'adaptation difficile avec un chômage frictionnel important, même si ce n'est pas la fin du travail et seulement sa profonde transformation.

Il est très significatif que, malgré tous les progrès en cours, et pour la première fois, le plafonnement puis la légère baisse de l'espérance de vie aux USA s'expliquerait en grande partie à cause des médicaments eux-mêmes, responsables notamment d'addictions et de plus d'accidents de la route, limite où la médecine devient contre-productive. Les progrès de la médecine prédictives ne sont pas non plus sans côtés effrayants comme cette nouvelle qui date en fait d'octobre et ne m'avait pas semblé notable, la fiabilité d'un tel programme de prévision de la date de décès étant sujet à caution, mais je n'avais pas vu comme cette rationalisation, sûrement très rentable, pouvait faire froid dans le dos...

Le fonds d’investissement GV (ancien Google Ventures) vient d’injecter 32 millions de dollars dans Aspire Health, une startup qui a développé un algorithme qui peut prédire exactement lorsqu’un malade va décéder dans les douze mois qui suivent. Ces prédictions concernent les personnes qui sont dans leur dernière année de vie.

Aspire Health a calculé qu’un quart des frais d’assurance maladie aux Etats-Unis (au total 150 milliards de dollars) est dépensé pour les personnes qui vont mourir en l’espace d’un an. En prévoyant la date exacte du décès d’un malade, la société veut limiter les traitements onéreux (et les désagréments physiques qui y sont liés) et se concentrer sur les soins palliatifs à domicile et le confort du patient.

« Nous pouvons dire quels patients vont mourir dans une semaine, six semaines ou un an », explique le fondateur et chirurgien William Frist. « Nous pouvons dire aux assureurs : Combien vous coûtent ces patients ? Nous pouvons prendre en charge leurs soins pour moins de frais et le malade en sera également plus heureux ».

Aspire Health affirme pouvoir économiser de 8 à 10.000 dollars par patient pendant leur dernière année de vie.

Même s'il y a une sorte de thermostat atmosphérique nous protègeant des tempêtes solaires, et malgré les climato-sceptiques de droite (principalement), il n'y a pas (sauf à très long terme) de thermostat régulant l'augmentation de l'effet de serre, plutôt des emballements possibles. C'est avec un retard inexplicable (dont je m'étonne depuis longtemps) que les émanations de méthane viennent enfin au premier plan à cause d'une forte accélération depuis 2014 des concentrations atmosphériques de ce puissant gaz à effet de serre. Des actions de réduction des émissions sont urgentes, en particulier venant de la fracturation hydraulique qui ramènerait de plus des résidus radioactifs des profondeurs. Il y a sinon déjà près de 700 institutions de 76 pays, gérant pour 5.000 milliards de dollars d’actifs, qui sont sorties des énergies fossiles depuis septembre 2015 et la baisse des investissements dans le charbon en fait monter le prix (en Chine au moins) mais l'Asie (l'Inde, le Japon, la Corée du Sud, le Vietnam et l'Indonésie) consomme de plus en plus de charbon - sa part dans la consommation mondiale est passée de 46% en 2000 à 73% en 2015 alors que l'Europe la réduisait de 22 à 12% et l'Amérique du Nord de 25 à 10%. Heureusement, le solaire est devenu l'énergie la moins chère dans de nombreux pays, et ce n'est pas fini. L'année 2016 a constitué un tournant dans le domaine des énergies renouvelables. C'est plus déterminant sans doute que la COP21 mais ne sera pas suffisant pour nous épargner un réchauffement destructeur, et de plus en plus comptent sur la géo-ingénierie qui a pourtant tant d'inconvénients. Du moins il paraît que des particules de calcite seraient préférables au soufre pour ne pas nuire à la couche d'ozone ! La capture du CO2 me semble la seule voie raisonnable, voire la transformation du CO2 en CO (carburant) grâce à  une  bactérie (Azotobacter) mais on peut se demander si le refroidissement radiatif ne pourrait pas avoir un rôle, transformant la chaleur en rayonnement qui échappe à l'effet de serre et se disperse dans l'espace...

 

- Sciences


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Proxima b

Pour Nature, entre autres, les principales découvertes de 2016 sont les ondes gravitationnelles et l'explosion de l'Intelligence Artificielle (depuis sa victoire au jeu de Go). New scientist y ajoute, entre autres, la neuvième planète... toujours pas découverte ! Il ne faudrait pas oublier l'impact de l'échec de la mission martienne européenne avec le crash de la sonde Schiaparelli qui devrait refroidir un peu la précipitation à envoyer des hommes sur Mars. Les échecs peuvent être aussi importants que les découvertes. En tout cas, Mars One est retardé de 5 ans (au moins), ce projet fou de téléréalité dans l'espace ne trouve pas de financement suffisant et devrait être doublé par le projet de SpaceX... qui lui aussi devrait être retardé. Viser 2030/2040 paraît plus réaliste. C'est quand même une planète très inhospitalière (voir une vidéo de Mars en survol) mais se poser la question des moyens d'y survivre aux rayons cosmiques en restant sous terre mène à vouloir l'appliquer à la colonisation de la Lune dans ses "tubes de lave" (tunnels laissés par l'écoulement de laves). Une autre nouvelle importante qui pourrait révolutionner l'histoire de notre planète - mais demande pour cela à être confirmée - c'est l'hypothèse que les continents n'auraient émergé qu'au Cambrien lorsqu'ils sont devenus assez secs et légers pour surnager à l'océan profond, expliquant alors l'explosion des formes de vie.

La technique qui reste la plus décisive est l'édition de gène CRISPR qui se généralise notamment en médecine (2016 a connu les véritables débuts des génothérapies, notamment contre le cancer). Il y a même des biohackers qui veulent la démocratiser (pour 200$) malgré ses énormes risques... Il y a d'ailleurs d'autres méthodes de modification génétique, notamment avec des acides nucléiques peptidiques (ANP). Grâce à ces progrès, plusieurs tentatives de résurrection d'espèces éteintes seraient en cours. On signale cependant que 40% des publications sur les OGM présentent un conflit d'intérêt financier car menées ou financées, entièrement ou en partie, par les industries de biotechnologies qui développent et vendent ces plantes. Pour les publications présentant un conflit d'intérêt, les conclusions sont plus fréquemment favorables aux intérêts des industries semencières (+50%) que pour celles sans conflit d'intérêt ! Au lieu de modifier les plantes génétiquement, il suffirait pourtant d'un spray contenant une molécule appelée "sugar trehalose 6-phosphate" (T6P) améliorant l'utilisation des sucres par la plante et produisant des blés 20% plus gros (d'autres plantes pourraient en profiter). Sinon, le projet Cell Atlas de la Fondation Zuckerberg vise à établir la carte d'identité épigénétique de toutes les cellules en détectant les gènes qui y sont activés ou désactivés. La métagénomique tente, elle, de visualiser l'ensemble des génomes d'un environnement. Elle pourrait cependant rater les microprotéines méconnues jusqu'ici.

Il est assez amusant de constater que les chimpanzés se reconnaissent par leurs fesses comme nous par les visages mais, contrairement à ce qu'on pensait, les singes pourraient parler, c'est leur cerveau qui ne le peut pas ! Il manque une sorte d'automatisme qui nous fait parler sans y penser. Une autre surprise, nous concernant cette fois, c'est que la mémoire d'une même histoire est très semblable d'un cerveau à l'autre malgré la plasticité du cerveau qui faisait penser que chaque cerveau serait unique. On touche donc à un nouvel universel mais en même temps à la possibilité de lire dans les pensées. Il est aussi à noter que la grossesse modifie le cerveau en modifiant les aptitudes sociales.

On s'est aperçu que l'utérus manquait dans le clonage, expliquant le nombre d'échecs (vers un utérus artificiel ?). En tout cas, sans doute une des nouvelles les plus importantes du mois, c'est que le vieillissement cellulaire est réversible et qu'on peut retrouver la peau de la jeunesse ! Il y a sinon une polémique sur la e-cigarette et la dangerosité de la nicotine, niée par certains alors qu'on sait que cela favorise les cancers par la fragilisation de P53, ce qui n'empêche pas qu'il vaut mieux vapoter que fumer. La polémique sur les vaccins n'est pas nouvelle mais, en fait, le BCG protègerait d'autres affections que la tuberculose (autres infections respiratoires, parasites, asthme, cancers) en augmentant la glycolyse des monocytes du système immunitaire inné. Au lieu de vouloir vacciner tout le monde, il suffirait cependant de vacciner 60% de la population en ciblant les personnes les plus au contact des autres.

Masao et al. eLife 2016;5:e19568. DOI: 10.7554/eLife.19568Les femmes préfèrent bien les hommes grand et forts avec un grand sexe, ce serait même la raison pour laquelle le sexe de l'homme est bien plus grand que celui des singes (le gorille dominant a toutes les femelles et n'a pas besoin d'un grand sexe, utile seulement quand il y a une sexualité plus libre avec compétition de fécondation). Les hommes seraient donc bien sélectionnés par les femmes selon leurs préférences. Pour sa part, Claudine Cohen qui a fait un très beau livre sur les femmes préhistoriques et prétend que "ce qui nous différencie avant tout du singe, ce qui est la marque première de l'humanité, ce n'est ni l'outil, ni le langage, ni la conscience, ni la religion : c'est le sexe" (et les bonobos ?), remarque que le dimorphisme sexuel s'est accentué à partir du Néolithique, ce qu'elle met après d'autres sur le compte d'une mauvaise nutrition mais cela pourrait tout aussi bien résulter de la sélection sexuelle ou même de la sélection naturelle si le fait d'avoir moins de besoins nutritionnels a pu être un facteur de survie dans les périodes difficiles. Même s'il y a bien une sélection sexuelle (comme pour les plumes des oiseaux ou les bois des cerfs), faire de l'évolution un processus intentionnel (du Mâle universel) est une erreur de débutant, retour au finalisme au lieu de la pression environnementale. Ce serait comme dire que si les virus attaquent plus les hommes que les femmes qui les transmettent, ce serait parce qu'elles veulent du mal aux mâles ! La découverte de traces de pas d'un Australopithèque d'une taille de 1,65 mètres, semble d'ailleurs indiquer un dimorphisme sexuel important (et la polygamie qui va avec)... il y a 3,66 millions d'années (sur de si longues périodes, il peut y avoir bien sûr toutes sortes de variations). Enfin, plus qu'au sexe lui-même, les stéréotypes sexuels seraient liés à l'exposition à la testostérone du foetus, ce qui se manifeste par la différence de longueur entre index et annulaire (dont on a parlé à plusieurs reprises).

 

- Numérique

Quelles seront nos techno. dans 10 ans ?

Sans parler de la guerre de la désinformation sur les réseaux menée par les Russes, intervenant dans la campagne électorale américaine (voire dans la primaire de la droite française !), les fausses nouvelles ayant un impact même quand on les sait fausses paraît-il, on est par contre entré vraiment dans la cyberguerre avec la guerre ukrainienne et la France va s'y mettre. Certains croient que la prochaine menace pourrait venir de la "poussière intelligente", des nano-ordinateurs de la taille d'un grain de poussière, pouvant aussi bien servir d'interface avec le cerveau que de capteurs environnementaux ou d'armes pour les militaires. Je suis assez dubitatif. Pour l'année prochaine, en dehors des blockchains, on attend plutôt la généralisation des chatbots (commandes vocales interactives exécutant des actions relativement complexes, en premier lieu des achats...). Ce qui est sûr, c'est que l'intelligence artificielle domine de plus en plus le numérique, on est enfin arrivé au stade de l'intelligence après celui des données. Le DGX-1, un superordinateur dédié au deep learning, rencontre un bon succès malgré son prix de 129 000$. Même l’autoconsommation solaire devrait être l’un des terrains de jeu favoris du machine learning et de l’analyse de données. Malgré tout, si Google veut utiliser l'IA pour modérer les trolls et messages agressifs, la barrière du langage en limite l’efficacité tant que manquera la véritable compréhension de ce qui est dit en fonction du contexte. Ce qui est remarquable cependant, c'est de présenter l'IA comme pouvant nous sauver de nous-mêmes et de notre bêtise trop humaine ! Le problème, c'est qu'on se rend compte que le deep learning et tous les apprentissages automatiques sont assez faciles à tromper, tout apprentissage pouvant être dirigé (on avait déjà vu qu'une intelligence artificielle était devenue raciste). On pourrait utiliser une autre intelligence artificielle pour éliminer ces biais artificiels mais dans ce jeu entre systèmes d'apprentissage, nous voilà effectivement hors jeu.

Le premier magasin automatisé d'Amazon a fait grand bruit, identifiant les clients par leur smartphone mais, alors qu'Amazon a fait sa première livraison par drone, la Poste a été autorisée à livrer des colis par drone une fois par semaine sur un couloir aérien de 15 kilomètres dans le Var (voir aussi Sciences et Avenir). Ceci dit, au lieu de drones, des robots pourraient livrer plus facilement des colis en ville. Plus faciles à automatiser que les transports routiers, on pourrait assez vite connaître la fin des bateliers avec les bateaux autonomes tout comme des mines sans mineurs travaillant de façon autonome 24h/24. Par contre, la Californie a refusé l'expérimentation des taxis autonomes par Uber qui, du coup, se rabat sur l'Arizona ravie de se présenter en champion de l'innovation contre la bureaucratie californienne mais il reste quand même pas mal de gros défis à relever. A noter que la nouvelle Google car comporte 6 places désormais, ce n'est plus un véhicule individuel, visant plutôt les taxis autonomes.

besson troll
Microsoft Murphy, illustre des phrases par des fusions d'images,
ici "Luc Besson est un troll" !

 



Pour la Science no 471, Tétraquarks et pentaquarks


Pour la Science

Pas grand chose dans les revues de nouveau pour nous, ou qui vaille qu'on on en parle ici.

- Une boussole dans les cellules, p62

Si les cellules s'alignent si bien dans les tissus de l'organisme, c'est grâce à un petit groupe de gènes qui les informent sur l'orientation de leurs voisines.

Les organismes dont les cellules ont une boussole bénéficient d'un avantage évolutif : leurs tissus n'ont pas besoin d'être symétriques dans toutes les directions. Certaines parties peuvent se spécialiser.

Lorsque le vivant invente un outil qui fonctionne, il le garde. À l'instar des gènes codant nombre de protéines régulatrices, ceux qui codent les protéines de polarité planaire sont très similaires chez des espèces pourtant très éloignées d'un point de vue évolutif. Par exemple, les versions que l'on trouve chez les mammifères ressemblent à celles découvertes chez les insectes.

Le système de polarité planaire contrôle l'orientation des cellules via des signaux à courte portée et n'a pas besoin d'un signal précis distribué sur de longues distances – un gradient chimique, par exemple – pour déterminer la bonne orientation des poils.

L'étude de souris mutantes dépourvues d'un ou plusieurs de ces gènes a ainsi révélé que la voie de signalisation frizzled intervient dans des aspects très variés du développement tels que le guidage axonal, la croissance vasculaire, le développement de l'oreille interne, la fermeture du tube neural, le développement des reins et l'orientation du pelage. Ce qui soulève toujours plus de questions : cette voie de signalisation interviendrait-elle encore ailleurs ? Comment fonctionne-t-elle ?

C'est intéressant pour ne pas surestimer l'auto-organisation dans le processus de développement d'un organisme, processus très dirigé au contraire.

- Pourquoi les nazis n'ont pas eu la bombe, p70

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Hitler n'a pas eu la bombe. Par manque de moyens, disent certains historiens ; parce que ses physiciens l'ont sciemment évitée, selon d'autres. L'examen des textes et des actes des chercheurs avec un œil de physicien nucléaire suggère que la vérité est intermédiaire.

La question est fondamentale puisque c'est par peur de la bombe nazi qu'on s'est permis d'en fabriquer. L'équilibre de la terreur qui a suivi était sans doute bénéfique mais nous ne sommes pas à l'abri pour autant d'une guerre nucléaire, la prolifération multipliant le risque, avec des dirigeants incontrôlables capables de l'employer.

On apprend que non seulement les nazis étaient loin de savoir comment faire une bombe atomique mais les physiciens allemands n'y ont pas travaillé sérieusement, se concentrant uniquement sur la conception de centrales nucléaires. Heisenberg, un des grands fondateurs de la mécanique quantique, était soupçonné de collaboration poussée avec les nazis, au point d'en faire un nazi lui-même alors qu'il était considéré par les nazis comme un partisan de la science juive (mais peut-être a-t-il dû se montrer du coup un nazi zélé ?). En tout cas, il n'a pas travaillé sur la bombe ou très peu, et il n'y avait pas de moyens suffisants qui étaient dédiés à ce projet jugé peu faisable par les intéressés eux-mêmes. Lorsque Heisenberg à la nouvelle d'Hiroshima compris que c'était donc possible, il ne lui faudra pas plus d'une semaine pour résoudre la question...

À l'été 1945, les Alliés enfermèrent les physiciens les plus importants de l'Uranverein dans cette grande maison rurale afin de les écouter parler à leur insu. Leurs réactions à l'annonce de l'explosion de la bombe de Hiroshima sont significatives : certains, tels Otto Hahn, furent immensément soulagés de ne pas avoir construit la bombe ; d'autres furent affligés dans leur patriotisme de constater que la physique nucléaire allemande était dépassée.

Pendant les jours qui suivirent, ces physiciens essayèrent fébrilement de comprendre le fonctionnement de la bombe, mais la faiblesse du contenu de leurs échanges frappe. Interrogé par Hahn, Heisenberg reconnaît ne jamais avoir calculé la masse critique, ce qu'il a effectué à Farm Hall. Lors de sa première tentative, il commet d'énormes erreurs de calcul et obtient une masse critique d'une tonne… En écoutant l'enregistrement, les deux grands experts de la bombe atomique de l'époque qu'étaient Edward Teller (souvent présenté comme le père de la bombe à hydrogène) et Hans Bethe, le directeur du département théorique du Projet Manhattan, conclurent que Heisenberg tentait ce calcul pour la première fois, de sorte qu'il commettait toutes les erreurs de débutant par lesquelles eux aussi étaient passés. Les tentatives des chercheurs allemands pour deviner les sections efficaces de la fission de l'uranium 235 remplissent de nombreuses pages de transcription de Farm Hall. Elles prouvent leur ignorance.

Une semaine après ce premier exercice, Heisenberg avait progressé. Dans un exposé, il explicita tous les points essentiels de la physique d'une bombe nucléaire, s'interrogeant en particulier sur la question de sa puissance, qu'il sous-estima encore.

- Vers le calcul sans coût énergétique, p78

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De nouvelles expériences confirment qu'un minimum d'énergie est nécessaire pour effectuer de petits calculs. Mais la maîtrise du calcul réversible pourrait rendre caduc cet obstacle thermodynamique.

Ce n'est pas la première fois que Jean-Paul Delahaye s'égare, comme un certain nombre de physiciens, dans la confusion entre énergie et information. Il est d'ailleurs conscient que cette conception puisse être contestée : "Parfois encore, c'est l'idée d'un lien entre réversibilité thermodynamique et la réversibilité logique qui est apparue inconcevable ou même absurde". C'est du moins une illustration des égarements de la recherche, car, même si toute information a un support matériel, il est vraiment absurde de vouloir nier le dualisme du hardware et du software, du matériel et de l'information, information qui n'existe pas en soi. Le principe de Landauer n'y peut rien ("toute opération irréversible de calcul entraîne une dissipation de chaleur dans l'environnement"). Déjà en 1950, Léon Brillouin avait calculé le coût énergétique minimum de toute information mais en tirer la conclusion qu'il suffirait que le calcul soit réversible (les états précédents mémorisés) pour qu'il n'y ait pas de dépense d'énergie et une entropie réversible semble bien délirant. Bien sûr, ce qu'il y a de bien avec les sciences, c'est qu'on peut toujours se tromper, c'est sans doute que je n'y comprends rien, car ceux qui prétendent de telles énormités sont des chercheurs éminents qui ont même leurs congrès...

En 1973, Charles Bennett, chercheur chez IBM, montra que l'on pouvait concevoir des machines à calculer générales, à la fois logiquement réversibles (comme celles de Lecerf) et thermodynamiquement réversibles. Par conséquent, à chaque fois que l'on programme un calcul, il est possible en théorie de le réaliser physiquement de manière réversible. Si l'on accepte la validité du principe de Landauer, on pourra donc réaliser tout calcul à un coût énergétique aussi faible que souhaité.

 


La Recherche no 519 ou 507S, les 10 découvertes de l'année


Il y a un cafouillage sur le numéro qui est normalement 519 (comme sur leur site) alors que la revue papier indique 507S !

Ils s'inquiètent eux aussi de "la trop facile manipulation du génome humain" mais ce qui m'a intéressé le plus, c'est un publi-reportage avec l'ADEME qui ne fait pas vraiment partie de la revue mais qui aborde une question cruciale à mes yeux d'une réappropriation publique de l'économie collaborative avec les collectivités territoriales organisant l'autopartage, p94.

Le développement de nouveaux services à la mobilité est indissociable de la participation active des collectivités territoriales (régions, départements, municipalité, etc.). Leur contribution revêt des modalités très variées : mise à disposition d'espace public pour ces services, subventions, création de plate-formes de mise en relation, définition des aires de covoiturage, etc.

 



Brèves et liens


Physique


cosmologie, physique quantique, nanotechnologies

- La géométrie non-commutative d'Alain Connes

Si on veut se frotter à la poésie de théories qui défient notre compréhension (et montrent l'étendue de notre ignorance), Futura-Sciences a fait une série de 3 articles sur la géométrie non-commutative d'Alain Connes qu'on peut illustrer par une feuille à 2 côtés (recto/verso) au lieu d'imaginer des dimensions supplémentaires comme Kaluza-Klein.

Derrière cette géométrie se trouve une théorie qui ressemble à celle de Kaluza-Klein. Mais elle en diffère dans le sens où, au lieu d'ajouter en chaque point de l'espace-temps une dimension spatiale supplémentaire continue, par exemple un cercle, on considère qu'il existe en réalité deux points formant un ensemble discret. Ces points sont éloignés dans un certain sens, mais il n'existe pas d'espace entre les deux. Tout se passe comme si l'on avait deux feuillets d'espace-temps à quatre dimensions. Cet ensemble de points est décrit par une algèbre qui implique la présence d'une géométrie non commutative modifiant les champs de Yang-Mills, de sorte que le champ de Brout-Englert-Higgs apparaît comme une des manifestations de ces champs.

On constate que miraculeusement, tous les aspects du Modèle standard émergent de la géométrie courbe de l'espace avec la gravitation couplée à la matière moyennement quelques hypothèses. Techniquement parlant, il existe une formule « d'action » universelle qui, appliquée uniquement à la partie commutative de la géométrie, donne les équations de la relativité générale mais appliquée à la géométrie riemannienne non commutative, elle donne en plus les équations du Modèle standard, y compris celles du champ de Higgs.

Ce n'est pas encore une théorie unifiant les forces du Modèle standard mais ce modèle s'incorpore très bien dans une GUT très prometteuse qui, elle, le fait à partir d'une seule constante de couplage et un seul groupe de gauge : SO(10).

- La chute libre de deux ondes de matière en micropesanteur

Il s'agit d'atomes qui, refroidis pratiquement au zéro absolu, se comportent comme des ondes.

À bord d'un Airbus A310 zero-G, l'expérience a montré que des atomes de rubidium et de potassium en microgravité chutent à la même vitesse, malgré une différence de masse d'un facteur deux.

Constater une différence, même infinitésimale, ouvrirait la porte aux théories qui violent le principe d'équivalence, comme la théorie des cordes.

- La fusion froide était une transmutation par émission de neutrons lents

En Octobre, on a observé la production de tritium et de neutrons, les émissions de neutrons et la production de de tritium étaient corrélées temporellement.

La théorie de Widom-Larsen n'a rien à voir avec la fusion; les étapes clés sont basées sur les interactions faibles, expliquant comment des réactions nucléaires peuvent se produire à température ambiante par création de neutrons très peu énergétiques et le processus de capture ultérieure de ces neutrons. Ces neutrons ont une très grande longueur d'onde de DeBroglie , ce qui explique pourquoi si peu de neutrons sont détectés. Le phénomène ne peut s'expliquer que par des réactions quantiques collectives indispensables pour avoir l'énergie nécessaire à la création de neutrons.

- L'étoile Gliese 710 fonce sur nous et nous frôlera dans 1 million d'années

Dans 1,35 million d'années, nos descendants, s'il y a encore des êtres humains sur Terre, devront se préparer à détourner des comètes venues s'aventurer en nombre dans le Système solaire.

Cette étoile de type naine orange, presque deux fois plus petite que notre Soleil (60 %), perturbera gravitationnellement, plusieurs millions d'années durant, la population des comètes massées sagement, pour l'essentiel depuis des milliards d'années, dans le nuage d'Oort.

Pour l'instant, Gliese 710 est encore loin : 64 années-lumière.

- Alpha Centauri : trois soleils pour le système solaire le plus proche

Tracé de l'orbite de Proxima montrant sa position par rapport à Alpha Centauri au cours des prochains millénaires (les graduations sont en milliers d'années).

L'orbite calculée de Proxima a une très longue période de 550 000 ans. Proxima se trouve actuellement à 13 000 fois la distance Terre-Soleil d'Alpha Centauri.

Proxima, l'étoile la plus proche du Soleil, est donc liée gravitationnellement à ses deux voisines Alpha Centauri A et "B". Notre plus proche voisine constituant ainsi une étoile triple.

Alpha Centauri et Proxima sont nos plus proches voisines stellaires, à respectivement 4,37 et 4,24 années-lumières, soit un peu plus de 40,000 milliards de kilomètres. Alpha Centauri est composée de deux étoiles similaires au Soleil (A et B) orbitant en 80 ans. Proxima est une naine rouge de très faible masse (1/8ème de la masse du Soleil, et 1/6ème de son rayon) autour de laquelle orbite une planète tellurique tout juste découverte dans sa zone habitable.

Voir aussi Futura-Sciences.

- Coloniser la Lune dans ses "tubes de lave"

Avec son faible champ de gravité, la Lune pourrait abriter des tubes de lave larges de plusieurs kilomètres dont certains ont peut-être déjà été repérés par les missions lunaires en orbite. Véritables boucliers contre les radiations pour les colons lunaires, ils pourraient aussi les protéger des changements de températures spectaculaires en surface, et abriter des biosphères miniatures.

Déjà en 1969, un groupe de spécialistes en géosciences avait suggéré que plusieurs des crevasses lunaires parfois longues de plusieurs centaines de kilomètres pouvaient être des tunnels de lave effondrés comme ceux que l'on rencontre sur l'île d'Hawaï ou en Islande, et qui sont laissés en place par un fleuve de matière en fusion dont le niveau a baissé lorsque l'éruption lui ayant donné naissance s'est arrêtée. Certaines de ces rainures lunaires avaient plusieurs kilomètres de large.

C'est le projet de coloniser Mars, notamment dans des tubes de lave, qui relance celui de coloniser la Lune.

- Les continents n'auraient émergé qu'au Cambrien ?

Nouvelle théorie étonnante contredisant semble-t-il l'étude de roches plus anciennes mais qui prolonge la découverte que les continents flotteraient sur un océan interne. L'idée, c'est que lorsque la Terre était trop chaude, les continents étaient plus lourds et qu'il sont devenus plus légers en refroidissant, ce qui leur aurait permis d'émerger dans une période qui correspond à l'explosion cambrienne, la tectonique des plaques ayant été favorable à une diversification rapide.

- Eau de graphène : une méthode de fabrication « révolutionnaire »

La méthode de fabrication imaginée par des chercheurs français permet d’obtenir des dispersions de graphène monocouche à des concentrations de 400 m2 par litre. En rouge et blanc sur l'illustration, les ions OH- et en mauve, les ions K+. © Alain Pénicaud, Centre de recherche Paul Pascal (CNRS — Université de Bordeaux)La méthode de fabrication imaginée par des chercheurs français permet d’obtenir des dispersions de graphène monocouche à des concentrations de 400 m2 par litre. En rouge et blanc sur l'illustration, les ions OH- et en mauve, les ions K+.

Dans cette eau de graphène donc, les ions OH- se fixent à la surface du matériau et chargent ainsi électriquement ces feuillets. De quoi éviter qu'ils ne se réaggrègent en graphite.

L'eau de graphène est présentée comme la première formulation de graphène en couche unique, sous forme de dispersion aqueuse stable à l'air et facilement manipulable. Le graphène ainsi obtenu devrait pouvoir être exploité de la même façon que du graphène classique . Avec l'avantage de taille d'être plus économique et plus simple à produire...

Ils sont partis du constat que bien que l'eau et l'huile soient non miscibles, il était possible d'obtenir une émulsion en utilisant de l'eau dont on avait simplement retiré le gaz naturellement présent. Ils ont alors injecté leur solution de "graphènure" dans de l'eau dégazée. Ils ont ainsi obtenu une eau de graphène dans laquelle les ions OH-, naturellement présents dans l'eau, s'adsorbent à la surface à la place des molécules de gaz puisqu'elles ont été préalablement ôtées de l'eau. Les feuillets de graphène se retrouvent chargés électriquement par l'adsorption des ions OH- et se repoussent entre eux, comme tous objets de même charge électrique.

Voir aussi Techno-Science. Il y a une autre méthode de production de masse de graphène.

- Des fils de 3 atomes assemblés par des nanodiamants

En saisissant divers types d'atomes pour les assembler, un peu comme un LEGO, cette nouvelle technique tirant parti des forces de van der Waals qui attirent les nanodiamants entre eux, pourrait être utilisée dans la production de fils minuscules pour une large gamme d'applications, comme des tissus qui produisent de l'électricité, des dispositifs optoélectroniques, des matériaux supraconducteurs, etc.

L'animation montre comment le nanofil s'allonge grâce aux blocs de construction moléculaires qui se collent aux extrémités. Chaque bloc est constitué d'un nanodiamant attaché à des atomes de soufre et de cuivre (sphères jaunes et brunes). Comme des pièces de LEGO, elles s'emboîtent sélectivement en fonction de leur taille et leur forme. Les atomes de cuivre et de soufre forment le fil conducteur au milieu et les nanodiamants forment une enveloppe externe isolante.

Researchers use world's smallest diamonds to make wires three atoms wide

 

Climat


climat, énergies, écologie

- Un thermostat atmosphérique nous protège des tempêtes solaires

Les éjections de masse coronale du soleil créent des ondes de choc, comme pour le mur su son. Alors que ces ondes de choc transfèrent de l'énergie dans la haute atmosphère terrestre qui se dilate et s'échauffe, ils provoquent également la formation d'oxyde nitrique (monoxyde d'azote ou NO) qui provoque le refroidissement et la rétraction rapide de la haute atmosphère impactée.

- Ecolab, un simulateur de climats

Ces mobil-homes sont en fait des laboratoires où l'atmosphère et la luminosité sont rigoureusement contrôlées. Ils permettent d'étudier, pendant une durée variable, jusqu'à trois ans, comment réagissent les constituants des écosystèmes (flore, microflore, microfaune et micro-organismes) soumis à certains climats ou à des variations plus ou moins brusques. © Cesbron

Comment prévoir les réactions d'un écosystème à des variations du climat ? En fabriquant une machine capable de réguler à convenance la température, le vent, l'hygrométrie, la composition de l'air... C'est ce que fait Ecolab, une installation mobile conçue à l'initiative du CNRS.

Ces mobil-homes sont en fait des laboratoires où l'atmosphère et la luminosité sont rigoureusement contrôlées. Ils permettent d'étudier, pendant une durée variable, jusqu'à trois ans, comment réagissent les constituants des écosystèmes (flore, microflore, microfaune et micro-organismes) soumis à certains climats ou à des variations plus ou moins brusques.

L'ensemble de ce qui définit un climat est simulé par quatre fonctions :

  • Générateur de climat aérien : la température peut être réglée entre -13 et 50 °C ; le vent est programmable en force ; l'hygrométrie est contrôlée et la pluie peut tomber.
  • Générateur gazeux : l'atmosphère est enrichie ou appauvrie en oxygène, en méthane, en gaz carbonique et en azote.
    Contrôle de la luminosité : le système de 7.000 LED reproduit à convenance l'éclairage par le soleil et peut simuler des passages nuageux.
  • Milieu aquatique : des bassins permettent de reproduire un écosystème aquatique, pour y faire pousser des plantes, par exemple.

- Le méthane en augmentation dans l'atmosphère

Les concentrations en méthane dans l’atmosphère sont deux fois et demie plus fortes que ce qu’elles étaient avant le début de la révolution industrielle. Après une stabilisation au début des années 2000, elles sont reparties à la hausse depuis 2007, avec une nette accélération en 2014, confirmée en 2015.

L’agriculture et le traitement des déchets représentent environ 60 % des émissions liées aux activités humaines – dans les deux cas, il s’agit de méthane issu de la méthanogenèse. Les troupeaux à eux seuls (émissions liées à la digestion des ruminants, mais aussi à la fermentation des fumiers) représentent 30 % des émissions d’origine anthropique et la culture du riz, basée sur l’inondation des parcelles, 10 %. L’exploitation et le transport des énergies fossiles (charbon, gaz naturel, pétrole) participent également à la libération du méthane fossile présent dans le sous-sol. Quand on exploite un puits de pétrole par exemple, il se dégage toujours du gaz en même temps que l’huile qu’on va pomper.

Voir aussi Futura-Sciences.

- Des particules de calcite contre le réchauffement et pour l'ozone

Le calcite est relativement abondant sur Terre, où il se trouve sous plusieurs formes naturelles avec des traces de manganèse, fer, aluminium etc. Surtout, il ne se contenterait pas d'être inoffensif pour la couche d'ozone : des particules à base de calcite agiraient en fait comme une sorte d'antiacide pour la stratosphère et la couche d'ozone. À la surface de ces particules, des réactions chimiques actives s'y produiraient qui neutraliseraient les composés soufrés acides menaçant les molécules d'O3.

Le calcite serait donc bien meilleur que le soufre, cela ne change rien aux autres inconvénients de la géo-ingénierie (effets climatiques différenciés selon les pays, baisse de la luminosité, etc).

- Géothermie de 500°C à 5km sous terre en Islande

- La fracturation hydraulique ramènerait des résidus radioactifs des profondeurs

En plus de l'uranium-238 et du radium-226, les échantillons analysées contenaient des niveaux élevés d'uranium-234, de thorium-230, de plomb 210 et de polonium-210.

Ce n'est qu'une première étude qui en appelle d'autres pour évaluer vraiment le problème.

- Des cellules solaires en graphène

Le projet GO-NEXTS (Graphene doping and texturing in efficient electrodes for organic solar cells), financé par l'UE, a structuré des électrodes de contact en graphène, afin qu'elles se comportent comme des cristaux photoniques. Les cristaux photoniques sont des structures périodiques diélectriques, avec une bande interdite bloquant la propagation de certaines longueurs d'ondes.

Ces cristaux peuvent être comparés à la bande d'énergie interdite entre les électrons de valence et de conduction dans les semi-conducteurs. Ces propriétés permettent un contrôle très fin sur les rayonnements électromagnétiques, impossible à obtenir par une optique classique. Elles conduiront à des améliorations sans précédent du rendement et des performances des cellules solaires à hétérojonction de masse.

- Charger son smartphone avec son t-shirt

Des fils souples en pérovskite servent de cellules solaires produisant de l'électricité stockée dans de petits supercondensateurs. La quantité d'électricité produite est modeste, juste suffisante pour un smartphone, et le tissus chauffe d'autant plus qu'il y a de soleil...

- Un supercondensateur en plastique 10 000 fois plus puissant !

Potentiellement disruptif mais à confirmer...

- Une batterie au tritium pour alimenter un smartphone plus de 10 ans ?

Batterie Tritium

C’est au cours du Sikorsky Challenge 2016, une grande compétition internationale pour des projets de recherche, que Kiselev a dévoilé son prototype de batterie, de la taille d’une boite d’allumettes, affirmant qu’elle alimentait des appareils depuis plus d’un an et continuerait à le faire pour les onze prochaines années.

La raison de cette incroyable autonomie : la batterie de Kiselev ne se contente pas de stocker de l’énergie, elle en produit. Les cellules électrochimiques utilisées pour son dispositif, basé sur le tritium, sont pourtant loin d’être nouvelles puisqu’elles sont utilisées en Ukraine depuis les années 30. Personne n’avait jamais réussi à les utiliser pour la production d’énergie.

- Le stockage électrique à grande échelle par le froid

cold storage

C'est uniquement pour les puissance supérieures aux 10MW, l'installation actuelle étant plutôt entre 200MW et 1000MW (6 heures d'une ville).

- Le refroidissement radiatif

Radiative cooling

On avait déjà parlé du refroidissement radiatif consistant à envoyer la chaleur dans l'espace à des fréquences de 8 à 13 micromètres qui ne sont pas absorbées par l'atmosphère quand il n'y a pas de nuages. Ce nouvel émetteur thermique pourrait réduire la température jusqu'à 40°C !

 

Biologie


évolution, génétique, éthologie, anthropologie, neurologie

- Rôle de l'utérus dans le clonage

Il existe une différence d'expression pour plus de 5 000 gènes entre des embryons clonés et ceux issus d'insémination artificielle (IA) au moment de l'implantation dans l'utérus. Des chercheurs de l'Inra et de l'Université de Californie (Etats-Unis) mettent en évidence l'importance de cette étape clef pour la survie des embryons clonés chez les bovins.

Chez les bovins, le clonage par transfert du noyau d'une cellule adulte dans un ovocyte (ou clonage somatique) aboutit à la naissance de veaux en bonne santé dans seulement 5 à 15 % des cas (contre 30 à 60 % pour la fécondation in vitro).

Ils ont montré comment l'utérus est un tissu dynamique et actif, capable de reconnaître, par un mécanisme de régulation très fin, le type d'embryon avec lequel il établit un contact au moment de l'implantation selon que cet embryon soit issu de clonage, de fécondation in vitro ou d'insémination artificielle.

Leurs résultats révèlent des effets majeurs associés aux embryons clonés dès le 18e jour de gestation: une expression différentielle pour plus de 5 000 gènes par rapport aux tissus des embryons contrôles (issus d'IA). Parmi eux, plus de 250 gènes sont associés chez la souris, à des phénotypes létaux (provoquant des défauts de développement embryonnaire ou extra-embryonnaires). Ces travaux suggèrent une forte perturbation des signaux qui régissent les interactions entre l'embryon cloné et l'utérus et bouleversent le déroulement de la gestation.

Par ailleurs, une femme qui avait dû subir une chimiothérapie dans son enfance et dont les ovaires avaient été retirés et cryogénisés a pu concevoir un enfant grâce à la transplantation de ses ovaires préservés.

- Thérapie génique avec des acides nucléiques peptidiques (ANP)
Pna.PNG

Les ANP se présentent sous la forme d’une courte séquence de bases puriques et pyrimidiques (les A, G, T, C de l’ADN) conçue pour reconnaître et se fixer sur la séquence cible de l’ADN cellulaire à modifier. Branchés sur des supports artificiels consistant en une succession d’unités de glycine, ceux-ci se comportent comme des nanoparticules et sont capables de pénétrer plus facilement dans les cellules que ne savent le faire les CRISPR.

Ils n’ont réussi à muter le gène défectueux que dans 7 % des cellules visées. Pourtant, cela a suffi à contrecarrer durablement la maladie chez les rongeurs. "En théorie, cette approche s’applique à d’autres maladies, tout particulièrement les affections sous le contrôle d’un seul gène".

- Les blobs seraient capables de transmettre leurs apprentissages par fusion

Ni animal, ni plante, ni champignon, le "blob" (Physarum polycephalum) est un curieux être rampant composé d'une unique cellule géante. Bien que dépourvu de cerveau, il est capable d'apprendre de ses expériences, comme on l'avait déjà vu. Les mêmes chercheurs ont fait un pas de plus en prouvant qu'il peut transmettre ses apprentissages à un congénère en fusionnant avec lui.

Ainsi, après avoir appris à passer outre des substances répulsives mais inoffensives (café, quinine ou sel) pour atteindre leur nourriture, il pourrait transmettre son apprentissage à l'un de ses congénères. Afin de vérifier qu'il y avait bien eu transfert d'information, l'expérience a été refaite en séparant les blobs une heure ou trois heures après leur fusion. Seuls les blobs naïfs qui étaient restés en contact trois heures avec un blob expérimenté ignoraient le sel, les autres montrant une forte aversion. Le blob naïf avait donc bel et bien reçu l'information. Au microscope, les chercheurs ont remarqué qu'une veine se formait entre les blobs à l'endroit même où ils fusionnaient, et qu'elle nécessitait trois heures pour s'établir. C'est sans doute par ce biais que circule l'information.

Voir aussi Futura-Sciences.

- Un dinosaure à plume de 99 millions d'années

Une représentation possible d'un coelaosaure, petit dinosaure du Crétacé qui n'appartient pas à la lignée ayant conduit aux oiseaux. Mais il avait déjà un joli plumage. © Chung-tat Cheung et Yi Liu

Une représentation possible d'un coelaosaure, petit dinosaure du Crétacé qui n'appartient pas à la lignée ayant conduit aux oiseaux. Mais il avait déjà un joli plumage conservé dans l'ambre.

- Un fossile de 90 millions d'années d'un oiseau à dents

Une représentation possible de Tingmiatornis arctica, un oiseau du Crétacé supérieur qui vivait en Arctique à l'époque où il y faisait chaud. © University of Rochester, Michael Osadciw

Une représentation possible de Tingmiatornis arctica, un oiseau du Crétacé supérieur qui vivait en Arctique à l'époque où il y faisait chaud.

La région connaissait des minimas de températures hivernales de 14 °C mais les températures de l'eau douce étaient comprises entre 18 °C et 25 °C au fond des lacs, les eaux de surface pouvant atteindre 35 °C.

On a trouvé aussi des dinosaures, ancêtres des oiseaux, qui perdaient leurs dents à l'âge adulte, sans doute parce qu'ils étaient carnivores petits puis herbivores.

- Un requin-fantôme ou chimère bleue à nez pointu

Requin-fantôme ou chimère bleue à nez pointu (Hydrolagus cf trolli)

Le requin-fantôme, ou encore la chimère bleue à nez pointu, vient d’être filmé pour la toute première fois au large d’Hawaï et de la Californie, à 1641 mètres de profondeur, alors qu’il n’avait été aperçu jusqu’alors que dans l’hémisphère Sud.

Enfin, ce poisson possède… un pénis rétractable entre ses deux yeux.

- L’évolution des baleines, de la succion à la filtration

Baleine à bosse (Megaptera novaeangliae) actuelle à fanonsUn fossile d’un ancêtre de baleines a permis à des chercheurs australiens de mieux comprendre l’évolution des cétacés. Initialement dotés de dents, ils utilisaient un système de succion qui s’est peu à peu transformé en la filtration que l’on peut observer de nos jours.

Ce mammifère primitif aspirait alors les proies, souvent de petits poissons, en sortant sa langue puis en la rentrant rapidement afin de créer un courant rapide vers l’intérieur de la cavité buccale. "Beaucoup d’animaux à dents utilisent l’aspiration une partie du temps pour attraper la nourriture – si vous êtes à la poursuite d’un poisson qui est un peu en avance sur vous, vous pouvez aspirer l’eau et l’attraper en quelques minutes. Ainsi, cette méthode a quelques avantages, mais seulement si la proie est assez petite".

Les dents ayant de moins en moins d’utilité, celles-ci auraient alors régressé pour laisser place à des fanons et à un système d’alimentation par filtration. "Les baleines à fanons profitent d’une source alimentaire surabondante : le planton. Les essaims de plancton représentent l’une des plus grandes sources alimentaires les plus concentrées au monde, et les fanons leur permettent donc de capturer d’énormes quantités de nourriture".

- Un python avec 3 chevreuils dans son estomac !

Le python birman - trouvé avec trois cerfs dans son intestin
Les pythons birmans sont une espèce envahissante en Floride.

- Les chimpanzés se reconnaissent par leurs fesses comme nous par les visages

Les visages humains et les derrières de chimpanzés ont beaucoup de points communs : ils sont apparents, symétriques, et jouent un rôle dans l'attirance sexuelle. Ils auraient évolué de façon à permettre une identification rapide : l'absence de poils révèle les contours et les couleurs. Les fesses de chimpanzé et les visages humains peuvent changer de couleur pour envoyer un signal : quand les femelles chimpanzés ovulent, leurs fesses sont gonflées et rougissent dans la zone anogénitale ; quand les humains sont gênés, ils rougissent et montrent de l'embarras.

Notre cerveau aurait créé un raccourci pour que les visages soient reconnus de manière plus efficace et plus rapide, mais cela ne fonctionne que s'ils sont dans le bon sens.

D'après la neuropsychologue Mariska Kret, de l'université de Leiden, si les chimpanzés peinent à reconnaître des fesses à l'envers, « c'est une bonne indication que cette catégorie a la priorité sur les autres objets ». En d'autres termes, les chimpanzés regardent les fesses dans une foule de derrières comme nous cherchons un visage connu dans un groupe.

L'Homme aurait donc évolué d'une identification par les derrières à une identification par le visage : les signaux sociaux et sexuels qui provenaient des fesses seraient désormais envoyés par les visages. Autrement dit, nos visages auraient évolué pour ressembler plus à des derrières et être plus faciles à reconnaître.

- Les singes pourraient parler, c'est leur cerveau qui ne le peut pas

Photo du film La planète des singes

Les singes africains et asiatiques dits de l'Ancien Monde ou Catarhiniens, possèdent une anatomie vocale propice à la prononciation de sons complexes comme ceux émis dans le langage humain. La seule chose qui différencie les hommes des autres espèces de primates serait une zone particulière du cerveau.

Bien que les sonorités ne soient pas exactement identiques à celles produites par les humains, ces primates sont en théorie aptes à prononcer des voyelles compréhensibles, voire des phrases complètes ! En tout cas, anatomiquement parlant. Seulement, ils n'auraient pas les capacités neuronales nécessaires.

Voir aussi Sciences et Avenir et Futura-Sciences :

Si, donc, plusieurs espèces de singes ont à la fois ces capacités cognitives et physiologiques, pourquoi ne parlent-ils pas ? Pour les auteurs de l'étude, la réponse se trouve dans le cerveau où il manquerait les circuits neuronaux commandant les muscles de l'appareil vocal. De la même manière que nous ne savons que très mal bouger nos oreilles, les singes ne parviennent que trop imparfaitement à contrôler leur musculature de la bouche, de la langue et du larynx.

- Le régime paléolithique plus de fruits et légumes que de viande

Les doigts saisissent les olives sur la brancheContrairement à ce que pouvaient laisser penser notamment les os d'animaux qui se conservaient mieux que le reste, le régime paléolithique semble avoir comporté assez peu de viande. En fait, ce régime variait selon l'époque et le lieu. Il y a eu un épisode où les hommes ont dû devenir beaucoup plus carnivores pour survivre et ceux qui vivaient près du littoral se nourrissaient plus de fruits de mer (ou de saumons). Néandertal semble avoir été plus carnivore que nous, en tout cas, la surprise a été que le menu des Homo erectus sur les rives du Jourdain, il y a 780 000 ans était beaucoup plus varié et végétal qu'on ne pouvait le penser, avec pas moins de 55 types de plantes différentes : noix, fruits, légumes, graines, racines, laîches (plantes des zones humides), glands torréfiés, etc.

Les nénuphars, les châtaignes d'eau et les graines de chardons faisaient sans doute partie aussi de leur alimentation ainsi que les olives.

L'étude de la dentition d'hommes d'il y a 1, 2 millions d'années montre qu'à cette date se pratiquaient déjà des soins dentaires mais qu'ils ne mangeait pas d'aliments cuits, la cuisson ayant permis, seulement à partir de 800 000 ans, un développement du cerveau considérable.

- Néandertal cannibale

Il y a eu aussi pas mal de sapiens cannibales...

- Les rituels mortuaires au Brésil, il y a 9600 ans

Skullcap contenant morceaux d'os

Des cadavres ont été méticuleusement démembrés et exposés à la vue de tous. Certaines parties semblent avoir été cuites et mangées, puis les os ont été soigneusement rangés et enterrés.

En une occasion au moins, un crâne a servi de conteneur pour les os cuits et décharnés.

Un enterrement comprend juste une tête décapitée avec deux mains placées sur le visage. Un autre à peu près contemporain contient plus d'un squelette - mais, mystérieusement, les sections centrales des os de la jambe inférieurs avaient été coupées et enlevée...

- Les hommes et les femmes regarderaient différemment les visages

En moyenne, hommes et femmes ne scrutent pas les visages de la même manière. Comme le révèlent les images ci-dessus, les hommes ont tendance à se focaliser autour de la zone des yeux (à gauche), à effectuer des pauses de fixation plus longues et des déplacements plus courts que les femmes ; ces dernières, même si elles se concentrent dans un premier temps sur les yeux de l'inconnu, ont leur regard qui descend rapidement jusqu'au nez, voire jusqu'à la bouche (à droite). Et contrairement à ce que l'on pourrait croire, le résultat ne diffère pas selon le sexe de l'individu observé.

Bien sûr ces études sont contestables, basées sur 400 personnes seulement. Voir aussi plus haut l'évolution du sexe.

- La mémoire d'une même histoire est très semblable d'un cerveau à l'autre

Lorsque des personnes racontent la même histoire (de Sherlock Hommes) l'activité de leur cerveau se ressemble étonnamment, contrairement à ce que la plasticité du cerveau pouvait faire croire. Celui qui entend l'histoire reproduit lui-même cette activité.

De quoi permettre la lecture des pensées et leur transmission ?

- Comment le cerveau refuse de changer d’opinion politique

Cerveau politique

Une étude californienne montre que lorsque ses opinions politiques sont remises en question, le cerveau déclenche une réaction de résistance, de défense, comme s'il s'agissait d'une croyance religieuse.

Pourquoi ? "Nous pensons que les croyances politiques sont liées à l'identité".

Lorsqu'on entend un argument qui va à l'encontre de ses croyances politiques, un véritable système de riposte cérébral se met en place.

Au final, "les croyances politiques sont comme les croyances religieuses, dans le sens où elles font toutes deux parties de qui vous êtes et importantes pour le cercle social auquel vous appartenez", souligne Jonas Kaplan. "Pour envisager un autre point de vue, vous devriez envisager une autre version de vous-même". Très difficile donc. De quoi expliquer peut-être pourquoi les militants pour un parti demeurent souvent aveugles et sourds aux arguments des autres bords.

 

Santé


traitements, nutrition, hygiène

- Le vieillissement cellulaire est réversible

Reprogrammation cellulaire chez les souris

Des chercheurs ont rajeuni des souris en activant quatre gènes : les facteurs Yamanaka. Les effets étaient visibles aussi bien sur l'organisme entier qu'à l'intérieur des cellules.

Les facteurs Yamanaka sont quatre gènes qui, s'ils sont activés dans des cellules en culture, peuvent les faire revenir à un état embryonnaire. Ces cellules pluripotentes induites sont capables de fournir toutes les cellules de l'organisme et de se diviser à l'infini. D'où l'idée d'activer ces facteurs pour faire rajeunir un organisme. L'ennui toutefois est que, comme l'ont montré des études précédentes, l'induction de ces gènes chez des animaux provoque des cancers.

Pour éviter ce problème, des chercheurs du Salk Institute for Biological Studies (la Jolla) ont choisi d'induire les facteurs Yamanaka sur de courtes périodes répétées.

Cette méthode augmentait l'espérance de vie des animaux de 30 %.

Voir aussi Sciences et Avenir.

- Modifier des cellules de la peau contre le déficit en testostérone de l'andropause

Les scientifiques ont identifié 11 facteurs qui influent sur la capacité des cellules de Leydig à produire de la testostérone.

Ils ont pu ensuite pu créer à partir de cellules de la peau d'une souris adulte des cellules "Leydig-like" ayant la capacité de produire la testostérone manquante.

- La diminution de matière grise avec l'âge réduit le goût du risque

La variable permettant d'expliquer ce changement n'est pas l'âge directement, mais la quantité de matière grise présente dans une zone particulière du cerveau, le cortex pariétal postérieur droit, connu pour traiter les informations spatiales et faire agir l'individu en conséquence.

- La grossesse modifie le cerveau

Les effets de la grossesse sur le cerveau

Les femmes dont c'était le premier enfant, ont présenté une matière grise réduite dans les régions associées aux aptitudes sociales et l'empathie. Ce sont des aptitudes qui présentent des déficiences dans certaines pathologies ou handicap, comme la schizophrénie et l'autisme.

- Un traitement du Parkinson qui redonne vie aux mitochondries

Traitement pour patients atteints de la maladie de ParkinsonL'intérêt de MSDC-0160 dans la maladie de Parkinson découle de la découverte d'une piste sur l'origine de cette pathologie : la destruction de certains neurones (produisant de la dopamine, un neurotransmetteur), provoquée par l’agrégation d'une protéine nommé alpha-synucléine, pourrait aussi provenir d'un déficit énergétique de ces cellules. Or, chez la souris, ce médicament restaure cette fonction énergétique dans les cellules cérébrales atteintes, en rendant les mitochondries de nouveau capables de convertir les nutriments de base en énergie. Les "centrales énergétiques" de la cellule de nouveau opérationnelles, l'inflammation se réduit et le nombre de neurones détruits diminue de manière significative. Si MSDC-0160 présente aussi un intérêt dans le traitement du diabète de type 2, c'est parce que cette pathologie entraîne un taux de sucre sanguin élevé altérant là encore l'activité des mitochondries.

- Supprimer les tremblements du Parkinson avec des ultrasons

The new ultrasound machine which can cure patients of tremorsLe nouveau traitement, connu sous le nom "MRI-guided focused ultrasound for brain" fonctionne en chauffant avec précision grâce à des ultrasons des parties très spécifiques du cerveau afin de couper le circuit anormal provoquant le tremblement. Le traitement est effectué sous anesthésie locale, sans avoir besoin d'une chirurgie du cerveau invasive.

- Un gant contre les tremblements parkinsoniens

Le GyroGlove, utilise des gyroscopes pour résister au mouvement de la main d'une personne, amortissant ainsi 90% des tremblements.

- Un lien entre stress et Alzheimer

L'un des gènes de la réponse adaptative au stress, DUSP1, serait aussi un suppresseur de la phosphorylation pathologique de la protéine TAU.

Une réponse adaptative optimale des neurones du cerveau au stress nécessite que la fonction du facteur trophique dérivé du cerveau, BDNF, soit préservée. Le stress répété réduit l'expression de BDNF qui produit une nouvelle interprétation du signal de l'hormone de stress conduisant à la diminution de l'expression d'un certain nombre de gènes, dont DUSP1, un suppresseur de la phosphorylation de la protéine TAU associée aux microtubules. Ce déficit de DUSP1 désinhiberait la phosphorylation de TAU qui est à l'origine des détériorations synaptiques et de la neurodégénération caractéristiques de la maladie d'Alzheimer.

L'aluminium aurait aussi un rôle (inflammatoire) mais une autre cause de l'Alzheimer pourrait être un déficit en ondes gamma entre 27 et 80 Hz car le fait de produire artificiellement ces ondes avec un stroboscope semble aider à supprimer les plaques amyloïdes ainsi que les protéines Tau pathogènes (voir aussi New Scientist). Les statines auraient aussi un effet protecteur (par leur effet anti-inflammatoire) de même que le fait d'aller plusieurs fois par semaine au sauna, sans doute en améliorant l'irrigation sanguine cette fois.

- Brocolis et jaune d'oeuf protègent les compétences acquises

La lutéine (LOO-teen) est l'un de plusieurs pigments végétaux que les humains acquièrent par l'alimentation, principalement en mangeant des jaunes d'œufs, des légumes verts et des crucifères comme le brocoli. La lutéine s'accumule dans le cerveau, en s'incorporant dans les membranes cellulaires, où elle joue probablement "un rôle neuroprotecteur".

"Des études antérieures avaient montré que le niveau de lutéine d'une personne est liée à ses performances cognitives tout au long de le vie. La recherche montre également que la lutéine s'accumule dans la matière grise des régions du cerveau connues pour sous-tendre la préservation de la fonction cognitive dans le vieillissement du cerveau en bonne santé".

- L'ayahuasca, psychotrope à la mode aux Etats-Unis et en psychiatrie

Une liane d'Ayahuasca  -AFP/JAIME RAZURI

Les chercheurs en psychiatrie y voient un remède potentiel aux addictions, à la dépression ou au syndrome post-traumatique.

Cette décoction de liane Banisteriopsis caapi et de feuilles de chacruna, préparée et ingérée selon des rituels chamaniques, jouit depuis dix ans d'une popularité exponentielle. En particulier dans la Silicon Valley et à Hollywood.

Chaque nuit environ 100 cérémonies se tiennent à New York, et ce doit aussi être vrai pour Los Angeles ou San Francisco.

- Le cannabis perturbe le fonctionnement de la rétine

RétineConsommer régulièrement du cannabis modifie le fonctionnement de la rétine, mettent en évidence pour la première fois des chercheurs de Nancy. Une altération qui pourrait entraîner des troubles de la vision chez les fumeurs.

Selon les chercheurs, les cellules altérées dans la rétine sont les neurones ganglionnaires. Ces derniers ont pour rôle de recevoir l'information lumineuse de la part des photorécepteurs (bâtonnets et cônes) et de la transférer vers le nerf optique, ce dernier l'envoyant au cerveau sous forme de signal électrique. Ainsi, l'information visuelle prend du retard à être traitée par le cerveau. Une explication aux réflexes réduits des automobilistes ayant consommé du cannabis ?

Par ailleurs, l'utilisation de cannabis par les personnes âgées augmente aux USA, l'usage régulier passant de 2,8% à 4,8% de 206 à 2013, soit pour raisons médicales, soit par addiction, mais son effet n'est pas assez étudié pour ces populations.

- La fatigue chronique, une hibernation ?

La fatigue chronique peut avoir différentes causes mais serait une maladie cellulaire, qu'on pourrait diagnostiquer par un niveau insuffisant d'une molécule intervenant dans les communications intermoléculaires, niveau qui baisse dans l'hibernation dont ce serait un vestige (la dépression avait déjà été reliée à l'hibernation).

- Un analyseur d'haleine peut détecter 17 maladies

Les substances volatiles de l'haleine permettrait de détecter grâce à des nanocapteurs aussi bien le diabète que le Parkinson, des cancers, etc.

Voir aussi Futura-Sciences.

- Une pommade antibiotique contre la maladie de Lyme

- Les cellules cancéreuses qui ressuscitent de l'apoptose

L'anastasis, ou quand la cellule revient d'entre les mortsLes cellules opèrent simultanément un processus d'auto-destruction et un système de sauvetage (l'anastasis) au cas où les conditions de survie s'amélioreraient.

Ils ont pu observer que les gènes impliqués dans ce mécanisme de sauvetage cellulaire s'activaient au moment même où la cellule préparait son "suicide". "Les cellules mourantes protègent leurs arrières", commente Denise Montell. Si les conditions s'améliorent, elles commencent alors à bouger et stimuler la production de vaisseaux sanguins, comme pour guérir une blessure par exemple.

- Des bactéries photosensibles contre le cancer de la prostate

Le médicament utilisé, appelé WST11, est dérivé de bactéries du fond de l'océan. Pour survivre avec très peu de lumière, elles ont évolué pour convertir la lumière en énergie avec une efficacité incroyable. Cette propriété a été exploitée pour développer WST11, un composé qui libère des radicaux libres pour tuer les cellules environnantes lorsqu'il est activé par la lumière laser.

- Des nanoparticules contenant de l'arginine pour détruire les cellules cancéreuses

L'arginine contenu dans les nanoparticules consomme le glucose dont la cellule cancéreuse a besoin et dégage du NO et du peroxyde d'hydrogène (H2O2) qui la tue.

- Des nanoparticules fluorescentes dans les cellules cancéreuses

En fait ces nanoparticules détectent seulement l'acidité supposée plus élevée dans les tumeurs cancéreuses. Cela permet de repérer facilement toutes les cellules à retirer chirurgicalement.

- L'épilation des poils pubiens multiplie par 4 le risque de maladies vénériennes

les femmes cirés sur une plage

Ce serait à cause des petites blessures de l'épilation que les virus ou bactéries pourraient plus facilement infecter les femmes lors de rapports sexuels.

- Les virus attaquent plus les hommes que les femmes qui les transmettent

De nombreuses infections causent effectivement des symptômes plus sévères chez les hommes que les femmes. Ainsi, les hommes risquent plus de mourir de la tuberculose que les femmes.

Les femmes sont plus intéressantes en tant qu'hôtes pour les agents infectieux car elles peuvent passer les infections pendant la grossesse, la naissance et l'allaitement. Il y aurait donc une pression évolutive qui favorise les virus plus virulents chez les hommes que les femmes.

C'est ce qui fait que plus on a de testostérone, plus on est sensible aux virus.

- Des feuilles artificielles comme mini-usines de médicaments

Ces réacteurs chimiques sont basés sur la microfluidique et des concentrateurs solaires luminescents (LSC), permettant de fabriquer des médicaments n'importe où.

- EyeQue Personal Vision Tracker : pour évaluer sa vue avec son smartphone

EyeQue Personal Vision Tracker

Après plusieurs tests effectués via l’application, vous pouvez acheter des lunettes en ligne.

 

Technologie


biotechnologies, informatique, robotique

- Des nanocristaux pour voir dans le noir

Night vision

Ces nanocristauxhe en aluminium, gallium et arsenic peuvent être incorporés dans des verres de lunette et se comportent comme des antennes qui captent et concentrent les rayons infrarouges pour les rendre visibles.

- Des carreaux de céramiques connectés

Un geste du doigt et votre salle de bain passe du bleu à l'orange. Les murs de la chambre des enfants, quant à eux, diffusent des images vidéos apaisantes. Et votre façade se transforme en Buckingham Palace. © Lumentile Project

L'idée de cette équipe italienne : coupler un carreau en céramique traditionnel avec des technologies modernes utilisées dans les écrans tactiles. Ainsi, ce « papier peint numérique » se compose-t-il de plusieurs couches de matériaux : un verre transparent puis une couche de composés électroniques organiques, le tout reposant sur un substrat en céramique. Et chaque carreau dispose de sa propre alimentation.

- Balayer l’écran avec son doigt pourrait recharger votre smartphone

balayge écran recharge smartphone

L’idée est de récupérer l’énergie générée par les balayages de nos doigts sur l’écran et de la transformer grâce à des FENG – des nano-générateurs ferroélectriques biocompatibles.

- Un smartphone dans un bracelet projecteur

eyeHand bracelet smartphone main

eyeHand est un bracelet intégrant un système de projection permettant de transformer sa main et ses doigts en un smartphone à écran tactile.

- Kissenger, pour envoyer des baisers par téléphone

kissenger-emma-yann-zhang

Kissenger est donc un périphérique se branchant sur la plupart des ports micro USB des smartphones actuels. Il prend la forme d’une « lèvre » siliconée. En dessous se cachent tout un ensemble de capteurs de pression, ainsi que des actuateurs (ou activateurs, les appareils sensés convertir une énergie reçue en travail utile, donc en force physique).

Kissenger permet ainsi aux deux interlocuteurs de s’embrasser indirectement en bisouillant d’abord leur portable. La pression des lèvres est calculée par les senseurs de l’un des terminaux, pour être reproduite par les actuateur de l’autre et ainsi donner la sensation de toucher les lèvres de son partenaire.

- L'octobot, un robot mou

L'Octobot est un tube pneumatique sous une forme très plaisante. Pour le faire bouger, du peroxyde d'hydrogène est pompé dans deux réservoirs à l'intérieur du corps. La pression pousse le liquide à travers les tubes au milieu du corps, où il entre en contact avec du platine, catalysant une réaction qui produit du gaz. Le gaz se dilate et passe dans une puce microfluidique qui dirige alternativement le gaz vers la moitié des tentacules puis l'autre.

- Un petit robot sauteur très précis

Voir aussi Futura-Sciences.

- Un robot géant

méthod-2 le 27/12/2016

Ce robot de près de 4 mètres de haut a été présenté en Corée du Sud et il est destiné à travailler dans des environnements hostiles à l'homme.

Voir aussi Futura-Sciences.

- Une trottinette électrique chinoise à 250$

xiaomi-mijia-mi-electronic-scooter

Le Mi Electrical Scooter est conçu dans un composé d’aluminium habituellement réservé à l’aéronautique car particulièrement résistant tout en étant léger. Pesant 12,5 kilogrammes, l’une de ses principales qualités est de se replier seul en moins de 3 secondes grâce à une pression sur un bouton présent sur son guidon.

La communication souligne que la batterie Lithium LG 18650 280Wh permet à l’engin d’atteindre une vitesse de croisière de 25 km/h pour une autonomie permettant d’effectuer un voyage de 25 kilomètres en moyenne avec une seule charge (soit 1h environ à pleine capacité).

- La fin des bateliers avec les bateaux autonomes

Le fonctionnement le plus probable d'un navire autonome serait avec un capitaine supervisant le navire à partir d'une salle de contrôle sur la terre ferme, un peu comme une tour de contrôle du trafic aérien.

Les camions autonomes devraient eux apparaître sous forme de convoi.

- Un drone qui plonge dans la mer et en ressort

Le drone AquaMAV plonge dans l'eau après avoir replié ses ailes

Il se nomme AquaMAV (pour Aquatic Micro Aerial Vehicle) et est tout bonnement incroyable. Ce drone effilé ressemble à un avion maigrelet pourvu d'une hélice motrice à l'avant. La machine est capable de couper son moteur, replier ses ailes et... piquer à toute vitesse vers les flots comme un javelot. Ou plus exactement à la manière d'un fou de Bassan. Ces oiseaux marins qui pêchent en plongeant depuis une haute altitude ont en effet servi de modèle à l'équipe de l'Aerial Robotic Lab de l'Imperial College de Londres, pour mettre au point l'AquaMAV.

Mais le plus spectaculaire reste à venir. Une fois immergée, la machine, pourvue d'une petite cartouche de gaz à l'avant, peut violemment éjecter l'eau qu'elle a absorbé au moment de l'impact, afin de se propulser hors du monde sous-marin. Il peut alors atteindre une vitesse de presque 50 km/h en moins d'une seconde et jaillir comme une flèche (ou un harpon) hors de l'eau, puis reprendre son vol comme si de rien n'était.

- Un drone avec des plumes et des ailes rétractables

Des ingénieurs de l’École polytechnique fédérale de Lausanne (Suisse) ont imaginé un drone doté d’ailes rétractables et recouvertes de plumes. De quoi le rendre plus maniable et lui permettre de mieux s’adapter à différentes conditions de vol (vents, obstacles, etc.). La figure (a) montre le squelette (Skeleton) d'une aile d'oiseau avec ses plumes et, en rouge, sa partie la plus mobile, les rémiges primaires (Primary flight feathers). Le drone de l'EPFL reproduit partiellement cette structure. © École polytechnique fédérale de Lausanne

De quoi le rendre plus maniable et lui permettre de mieux s’adapter à différentes conditions de vol (vents, obstacles, etc.).

Voir aussi Futura-Sciences.

- Des drones capables de passer dans des fentes étroites

 

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7 réflexions au sujet de « Revue des sciences janvier 2017 »

  1. Dans son livre "La réalité de la réalité", Paul Watzlawick explique que les singes parlent en répétant des mots simples qu'ils entendent prononcer dans leur entourage et qu'ils arrivent même à formuler de très courtes phrases.

    • On a vu à plusieurs reprises des communications de singes combinant plusieurs sons (rapaces en haut, prédateurs en bas, etc.) mais cela reste très limité. Par contre, pour parler avec des singes les chercheurs passent par la langue des gestes (ou des claviers). Il y a bien une limitation de la parole même si les singes peuvent émettre tous les sons. Notre spécificité (aire de Broca) semble faciliter l'émission des sons avec la bouche (en plus de servir à la rationalité procédurale et la grammaire), donnant assez de maîtrise pour utiliser la parole dans des expressions complexes (sans y penser), ce qui semble plus facile avec les gestes pour les singes.

        • Le concept de la double contrainte me parait utile, même si c'est assez proche de la dialectique du quotidien.

          • Utile, c'est ça, c'est le principe même de la double contrainte tout comme le concept de l'injonction paradoxale. Ce sont de petites perles qu'on utilise au quotidien et rendent d'immenses services sans passer par une psychanalyse de 40 ans très onéreuse et qui ne nous servira que quand on sera mort...;)

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