Revue des sciences juillet 2016

• Les problèmes de l'Intelligence Artificielle

Physique, espace, nanos

• Un atome en forme de poire montre que le temps est orienté (pas de voyage dans le passé possible)
• On ne devrait pas avoir de contact avec des extraterrestres avant 1500 ans !
• Les plans d'Elon Musk pour la colonisation de Mars

Climat, écologie, énergie

• L'extinction du Permien suivie d'une autre extinction 2 millions d'années après
• Solidification rapide du dioxyde de carbone injecté dans des sols basaltiques
• Transformer le méthane en méthanol avec un polymère imprimé en 3D
• Une feuille artificielle 10 fois plus efficace que la photosynthèse naturelle

Biologie, préhistoire, cerveau

• Un cerveau moléculaire dans le ribosome
• Reconstitution d'une protéine originelle
• Les oiseaux ont plus de neurones que les primates !
• L'âge de pierre de macaques
• Les chiens ont deux origines, européenne et asiatique
• La civilisation de l'Indus plus ancienne que Sumer de 1500 ans
• L'espoir est cubique
• On est plus intelligent à 5 ou 7 qu'en groupe
• Mémoire longue et courte à implémenter dans l'IA
• Le cerveau sensible aux ondes électromagnétiques ?

Santé

• Contrôler la transgenèse par l'alimentation
• Des centaines de gènes "zombies" se réactivent après la mort
• Rebooter le système immunitaire contre la sclérose en plaque
• Demain, une médecine sexuellement différenciée ?

Techno

• Un avion (drone) Airbus imprimé en 3D

De plus en plus souvent, on voudrait enterrer la science, prise dans une répétition sans surprise. Tout de même, les voitures volantes seraient pour bientôt, on va aller bientôt sur Mars et la réalité augmentée aussi devrait débarquer, mais ce sont déjà de vielles histoires tout en n'étant pas pour tout de suite. Par contre, ce qu'il y a d'intéressant, dans les problèmes de l'Intelligence Artificielle, c'est que nous avons les mêmes ! Parmi les nouvelles importantes, il y a surtout la découverte d'une sorte de cerveau moléculaire dans le ribosome et la perspective de capturer le dioxyde de carbone dans des sols basaltiques. Il faut y ajouter la découverte d'atomes asymétriques semblant donner une direction au temps et rendre impossible de voyager dans le passé. On apprend aussi que les oiseaux ont plus de neurones que les primates malgré leur cerveau plus petit et que des macaques en sont au début de l'âge de pierre, ce qui relativise la coupure avec les premiers humains. Enfin, même si cela n'intéresse que les passionnés d'histoire antique, il faut prendre en compte le fait que la civilisation de l'Indus serait plus ancienne que Sumer de 1500 ans et donc véritable berceau de la civilisation.

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Brèves : Physique - Climat - Biologie - Santé - Technologie

- Economie et social

Larry Page, co-fondateur de Google, finance Zee.Aero pour concevoir une voiture volante. On peut voir des photos de prototypes de 2013 mais le design a changé depuis. Les voitures volantes arrivent (peut-être pas tout de suite ?), en tout cas, il y a de nombreux projets qui sont prévus pour les années à venir mais ce qui donne de la crédibilité à ce vieux rêve, c'est surtout de pouvoir être conduites automatiquement sans avoir besoin de savoir piloter un avion.

A part ça, les nouvelles ne sont toujours pas bonnes. Kyoto n'aurait pas été complètement inutile mais reste loin des objectifs affichés et chaque mois apporte un nouveau record de chaleur et de CO2, hélas. On s'attend aussi à ce que plus le permafrost va sécher plus il dégage de CO2 (on a le même problème avec les tourbières). La Norvège schizophrène vient d'ouvrir un nouveau puits de pétrole alors qu'elle vise la "neutralité carbone" dès 2030 (mais en achetant des compensations) ! Il semble bien cependant, qu'en quelques mois la voiture électrique ait gagné la partie : Volkswagen qui n'y croyait pas fait un virage à 180° et s'engage à fond dans l'électrique pour sortir du diesel et la Norvège envisage même d'interdire les moteurs thermiques ! On prévoit que l'énergie renouvelable fournira 70% de l'électricité d'Europe en 2040 grâce à la baisse de leurs coûts mais, ce qui est sûr, c'est que les énergies renouvelables vont continuer à se développer massivement dans les prochaines années. Bien que repoussée jusqu'ici, la perspective d'un boom des énergies renouvelables, en premier lieu le solaire, reste possible et même probable, soutenant un nouveau cycle de croissance (un signe sans doute anecdotique de cette tendance : Lumo, plateforme française de financement participatif avec des "SolarCoins" dédiée aux énergies renouvelables). Par contre, les compteurs intelligents ne seraient pas utiles, notamment parce qu'ils ne donnent pas la consommation en temps réel mais avec un décalage de 15mn.

Ce n'est pas très nouveau puisque cela date de décembre mais j'ai trouvé intéressant une critique du nucléocrate Jean-Marc Jancovici qui montre comment ses simplifications abusives à la base de calculs de coin de table devant nous convaincre, arrivent à multiplier par 50 les coûts des renouvelables ! Il y a vraiment des gens dangereux qui polluent les débats et empêchent l'action alors que l'énergie solaire devient moins chère que le pétrole. Ceci dit, cela ne devrait pas suffire à ne pas dépasser les 2°C et les centrales nucléaires se multiplient dans le monde, en Chine notamment où des centrales nucléaires de nouvelle génération sont à l'étude. On pourrait compter aussi sur la transformation du méthane en méthanol pour réduire les émanations de méthane et surtout sur la capture du CO2, notamment grâce à la solidification rapide du dioxyde de carbone injecté dans des sols basaltiques. Il paraît que l'espoir fait vivre (cela explique que ceux qui ont le moins de chance de gagner cultivent le plus les espoirs les plus fous) !

A noter enfin que les projets d'hyperloop se multiplient, pour desservir Moscou ou pour relier la Chine à l'Europe (encore une chose qu'on croyait impossible et qui se banalise). La Chine conçoit également une grande station sous-marine à 3000 mètres de profondeur pour exploiter les ressources des fonds de la Mer de Chine du Sud - mais sûrement aussi pour des questions militaires...
 

- Sciences

Publicité de la Nasa pour aller sur Mars

Le doute ne semble plus permis après la deuxième détection d'ondes gravitationnelles, on entre bien dans une nouvelle ère d'observation de l'univers (où l'on arrive à mesurer les déformations plus petites qu'un atome!). Une étude probabiliste refroidit par contre l'espoir de contacts avec des extraterrestres avant 1500 ans ! Ce n'est pas ce qui va freiner les plans d'Elon Musk pour la colonisation de Mars avec un premier vol exploratoire dès l'année prochaine et un vol habité en 2024. Une nouvelle de dernière minute semble par contre rendre impossible les voyages dans le temps, des noyaux asymétriques (en forme de poire) semblant impliquer qu'il y a bien une direction du temps (ce qui est évident). Cela pourrait expliquer aussi l'excès de matière sur l'antimatière. Moins spectaculaire, une première simulation par ordinateur quantique (à partir de 5 qubits) a pu reproduire la création d’une paire d’électron et de positron à partir d’une fluctuation du vide quantique en fonction de leur intrication quantique (voir aussi Technology Review). Les premiers développement de l'informatique quantique devraient permettre de faire un saut dans la physique quantique. Google s'approcherait aussi de l'ordinateur quantique en couplant des qubits avec une correction d'erreurs numérique. D'autres imaginent un internet quantique permettant des communications quantiques à longue distance en s'appuyant sur la théorie des graphes.

Du côté de la méthode révolutionnaire d'édition de gènes CRISPR, on avait vu qu'on était capable de l'utiliser pour programmer l'extinction d'une espèce, en déclenchant son infertilité avec retard, après avoir transmis des gènes modifiés à toute la population. On pourrait à l'inverse programmer la disparition d'une modification génétique après un certain nombre de générations, de quoi rendre plus sûrs les essais hors laboratoire, comme les moustiques anti-malaria. Une autre stratégie consiste à contrôler la transgenèse par l'alimentation, l'absence d'un acide aminé étant nécessaire à l'expression du gène modifié. En tout cas, les premiers essais cliniques d'utilisation de la méthode CRISPR dans l'immunothérapie anticancer ont été approuvés et vont commencer. On pourrait aussi s'en servir pour éradiquer le virus de l'herpès (à condition de l'attaquer en plusieurs endroits sinon il se reconstitue). A part ça, on a découvert que des centaines de gènes "zombies" se réactivent après la mort et une façon radicale de traiter les maladies auto-immunes comme la sclérose en plaque serait de rebooter le système immunitaire en détruisant tous les globules blancs ! Enfin, il faut noter que, contrairement à une tendance féministe niant les différences biologiques, on va vers une médecine sexuellement différenciée. Ajoutons qu'une étude amusante montre que si les femmes sont effectivement plus altruistes que les hommes, on surestime malgré tout leur altruisme ! Une autre étude montre, à partir de la spectroscopie du cerveau, plutôt une différence dans la coopération pour les deux sexes (beaucoup de ces études ne sont pas reproductibles, à confirmer donc). Ceci dit, la coopération et la confiance (qui nous fait croire aux histoires qu'on raconte) sont bien les caractéristiques fondamentales de notre espèce.

La découverte qui me semble la plus importante, c'est celle d'une sorte de cerveau moléculaire dans le ribosome qui est au coeur de la vie, au point que le plus intéressant dans la découverte d'organismes extraterrestres serait de savoir s'ils ont un ribosome semblable. Qu'on retrouve dès ce niveau cellulaire des principes de fonctionnement des niveaux supérieurs est très significatif (définissant un champ comme la théorie des réseaux). On a pu voir aussi, par la reconstitution d'une protéine originelle, que la complexité des protéines remonte aux débuts de la vie (sources chaudes). Il est très étonnant sinon qu'on ait compris seulement maintenant que, s'ils sont si intelligents, c'est parce que les oiseaux ont plus de neurones que les primates, simplement plus condensés pour peser moins lourd. Ce qui pourrait nous rapprocher des oiseaux, c'est également que notre cerveau serait bien sensible aux ondes électromagnétiques. Enfin, même si leur technique est très primitive, ce qu'on peut appeler l'âge de pierre de macaques achève de relativiser la coupure avec les premiers humains. Sinon, le fait que la civilisation de l'Indus est plus ancienne que Sumer de 1500 ans en fait le véritable berceau de la civilisation et de l'écriture. On peut même imaginer que les Sumériens seraient originaires de cette région ? ou de la partie ayant été submergée par la montée des océans ?

Les revues scientifiques sont parues trop tard ce mois-ci pour que j'en rende compte. On notera cependant que Pour la Science consacre 2 articles au cannabis (Cannabis thérapeutique : le retour en grâce, Pour un usage du cannabis comme antidouleur) [une autre étude in vitro vient de sortir montrant que le cannabis pourrait protéger de l'Alzheimer]. Il y a aussi, le Times qui a publié un éditorial pour la légalisation de toutes les drogues (sur le modèle du Portugal). Le mouvement de légalisation semble bien être devenu irréversible depuis que des Etats américains s'y sont mis et les scientifiques soutiennent activement le processus (l'échec de la prohibition étant un fait scientifique avéré).
 

- Numérique

Le détaillant en ligne chinois JD.com utilise déjà des drones pour la livraison, dans les zones montagneuses et rurales de la province de Jiangsu. Ils transportent des colis de 15kg mais pas directement aux clients, seulement entre les dépôts de la société. Les nouvelles règles américaines ne permettent pas encore les livraisons par drone mais instaurent un permis avec test on line pour avoir le droit de piloter un drone !

On avait parlé le mois dernier du projet DAO (Decentralized Autonomous Organization) de fonds d'investissement en P2P utilisant Ether, une monnaie numérique concurrente du Bitcoin et qui avait levé 150 millions de dollars afin de prouver l'invulnérabilité de cette technologie qui vient d'être piratée et volée de 50 millions (que le voleur n'a pas récupéré) ! Cela ne devrait pas freiner l'engouement pour la blockchain sur laquelle misaient les assurances car le bug venait de la programmation du contrat et non de la blockchain mais ce qui est mis en cause, c'est le caractère automatique et sans propriétaire. La correction des inévitables bugs implique un gestionnaire central.

Les problèmes auxquels l'Intelligence Artificielle est confrontée, selon Google, sont étonnamment les même que ceux des humains : perturber l'environnement en ne tenant compte que de son objectif, chercher la récompense plutôt que d'atteindre l'objectif récompensé, ne pas savoir différencier l'essentiel de l'accessoire. Se pose aussi le problème de la limitation de l'autonomie tout comme de l'adaptation au changement, problèmes cognitifs qui nous sont donc communs. La différence, peut-être, c'est que, nous, on apprend mieux des erreurs des autres que de nos propres erreurs qu'on a tendance à nier, ce qui ne doit pas être le cas du deep learning ? Il pourrait d'ailleurs y avoir de nouveaux progrès de l'apprentissage robotique en prenant modèle sur le cerveau encore, distinguant mémoire longue et courte. Au niveau matériel, de nouveaux réseaux de neurones, appelés EvoNets, intègrent de l'aléatoire, ce qui les rendraient plus performants. Tout cela a des conséquences immédiates. Ainsi, aux États-Unis, Google donne des conseils médicaux adaptés aux symptômes qu'on recherche et des robots interactifs commencent à être installés un peu partout dans les grands magasins, entre autres. Il ne faut pas non plus aller trop vite. Un film dont le scénario a été réalisé avec une Intelligence Artificielle n'a ni queue ni tête, montrant les limites actuelles même si elles devraient être vite dépassées.

Enfin, comme on l'avait annoncé, de nouvelles imprimantes 3D peuvent imprimer directement des circuits électroniques, pouvant potentiellement imprimer un smartphone entier mais pas du tout pour l'instant. Ici, seule l'antenne est imprimée avec le boitier ! Plus anecdotique, on va pouvoir imprimer des cheveux pour les implantations capillaires avec une imprimante 3D...
 

Brèves et liens

Physique

cosmologie, physique quantique, nanotechnologies

- Un atome en forme de poire montre que le temps est orienté

Ils ont découvert un noyau en forme de poire dans le Radium-224. La découverte a ensuite était confirmée par une seconde étude, celle d’un noyau de Barium-144.

Selon le Dr Scheck, les noyaux en forme de poire ne devraient pas exister si on se réfère aux modèles actuellement en vigueur en physique. "Les protons grossissent au niveau du renflement du noyau et modifient la distribution des charges dans le noyau. Ce qui viole la théorie de la symétrie et explique le problème de distribution de la matière et de l’antimatière dans l’univers. Nous avons découvert aussi que ces noyaux donnent littéralement une direction à l’espace. Ce qui les lie à une direction du temps, prouvant qu’il y a une direction temporelle bien définie et que nous voyageons forcément du passé vers le présent".

- L'expansion mesurée plus rapide que prévue

Le dernier résultat des mesures, qui est de 73,2 km/s, s'accompagne d'une réduction de 76% de l'incertitude sur la constante de Hubble par rapport à 2005. Vu qu'un mégaparsec équivaut à 3,26 millions d'années-lumière, cet ajustement de la constante conduira à doubler d'ici 9,8 milliards d'années-lumière la distance entre les objets cosmiques.

Cependant, cette valeur de l'expansion ne correspond pas aux précédentes prévisions basées sur d'autres observations faites par la sonde Wilkinson (Microwave Anisotropy Probe) et par le satellite Planck. Tous deux ont été mis en orbite pour étudier le fond lumineux résultant du Big Bang, et ont obtenu des valeurs inférieures et légèrement différentes pour l'expansion cosmique, respectivement 5 et 9% plus faibles.

Les chercheurs de cette étude conjointe entre la NASA et l'ESA estiment que le coupable de cette accélération inattendue pourrait être l'une des composantes invisibles de l'Univers (qui n'émettent ni lumière ni rayonnement) comme la matière noire, l'énergie sombre ou la radiation sombre.

L'explication pourrait être les neutrinos stériles, interagissant très peu mais exerçant une pression radiative.

- Une nouvelle particule interagissant avec les quarks ?

Cette particule légère (4 à 40 fois plus lourde que l'électron), éphémère et sans charge électrique aurait pu interagir avec les quarks, les constituants des noyaux atomiques qu'elle ferait éclater, avant de disparaître. De quoi expliquer qu'il y a moins de lithium qu'il devrait sinon.

- Deuxième détection d'ondes gravitationnelles

Comme pour le premier événement, il s’agit de deux trous noirs en rotation à très grande vitesse l’un autour de l’autre et qui finissent par fusionner pour former un nouveau trou noir.

Les deux masses en jeu sont de 7,5 et 14 fois celles du Soleil et l’objet résultant ne pèse que 20,8 fois plus que notre étoile, la masse perdue ayant été emportée par l’onde gravitationnelle sous forme d’énergie. Les deux trous noirs se tournant autour sont plus légers que ceux annoncés en février, qui faisaient 29 et 36 fois la masse du Soleil. Ils étaient donc plus difficiles à repérer. Quelque 55 spirales avant la fusion ont été enregistrées contre une dizaine dans le premier cas.

La fréquence de tels phénomènes est plus grande qu’attendu, de l’ordre d’un par mois.

Voir aussi Futura-Sciences et Sciences et Avenir. Ces annonces devraient se multiplier avec la mise en route prometteuse de LISA, un détecteur d'ondes gravitationnelles dans l'espace beaucoup plus précis.

- Un trou noir supermassif dépouillé de sa galaxie

Un trou noir supermassif est normalement au centre d'une galaxie dont il a été le noyau et dont il se nourrit mais on a observé un trou noir qui n'avait plus que quelques étoiles autour de lui, le reste de la galaxie ayant été sans doute siphonnée par une galaxie plus grosse dont le trou noir aurait réussi à s'échapper.

- Les jets de matière expulsés par un trou noir à 10 000 milliards de degrés

Un chiffre qui intrigue la communauté scientifique, car aucune théorie ne prévoit que de telles températures pouvaient être atteintes dans ce genre de corps célestes.

- 2 à 3 planètes de plus dans notre système solaire ?

La neuvième planète (encore pas localisée) ne serait pas suffisante pour expliquer les anomalies de l'orbite des planète, il devrait y avoir une planète 10 voire une planète 11 et peut-être plus encore...

- Exobiologie : la vie aurait débuté sur des exoplanètes carbonées

Où sont nées les plus anciennes formes de vie de l'univers ? Sur des exoplanètes carbonées, répondent deux astrophysiciens. En effet, ces planètes se trouveraient en orbite autour de vieilles étoiles, pauvres en métaux mais riches en carbone. Une nouvelle piste à suivre pour les chercheurs en exobiologie.

En fait, comme l’explique Natalie Mashian (en thèse à Harvard avec le célèbre Avi Loeb) dans un article déposé sur arXiv, ces exoplanètes carbonées seraient sans doute les exoplanètes qui se sont formées le plus tôt dans l’histoire du cosmos. La vie aurait donc très bien pu débuter d’abord sur des planètes carbonées.

- On ne devrait pas avoir de contact avec des extraterrestres avant 1500 ans !

L'étude se base sur le fait que l'humanité n'aurait été détectable que depuis l'utilisation des ondes radios, soit 80 ans, et qu'elles n'ont atteint jusqu'ici que les planètes à 80 années lumières, ce qui est peu (il y a aussi toutes les bombes atomiques qu'on a fait exploser pour des essais nucléaires qui devraient nous faire repérer de loin). Pour être sûr d'atteindre une autre civilisation, il faudrait pouvoir couvrir la moitié de la galaxie, ce qui ne sera le cas que dans 1500 ans. Le calcul est uniquement statistique et suppose qu'on n'est pas dans un endroit privilégié de l'espace. C'est contestable, comme le reste, car il faut être à l'abri de catastrophes cosmiques et donc ne pas être trop près du centre de la galaxie (sans parler de toutes les autres conditions : une planète géante faisant le ménage, une lune stabilisant la planète, etc). On peut sans doute détecter des civilisation pré-industrielles par des signatures chimiques et des civilisations plus avancées possèdent sans doute d'autres moyens que nous ignorons encore. Enfin, il peut y avoir des planètes habitées toutes près même si ce n'est pas du tout le plus probable, on ne peut l'exclure. Nous, en tout cas, on ne devrait pas connaître d'extraterrestres.

- Les plans d'Elon Musk pour la colonisation de Mars

Elon Musk confirme que le premier vol de la Dragon 2 est prévu pour l'année 2018. S'il se passe comme prévu, il sera le point de départ d'un "itinéraire de fret" avec plusieurs vols tous les 26 mois pour amener sur Mars des rovers, des expériences scientifiques et finalement les bases de ce qui deviendra le première colonie humaine martienne. Le premier vol habité devrait bien décoller en 2024 avec une arrivée en 2025.

La Nasa va coopérer avec la mission. Pour Elon Musk, la colonie martienne devra être une démocratie directe !

- La Nasa veut transformer un astéroïde en vaisseau spatial

La NASA finance un projet fou : atterrir sur un astéroïde, puis l'équiper de moteurs pour le dérouter vers la Terre où ses minéraux pourront être exploités.

Sa finalité est d'amener des astéroïdes en orbite entre la Terre et la Lune afin de pouvoir exploiter (plus) facilement les différentes ressources qu'ils abritent, des roches, des métaux ou même de la glace.

D'autres précisions ici.

- Une puce pour détecter les propriétés des nanoparticules

Cette puce teste des millions de nanoparticules à la fois à partir d'une librairie combinatoire (variation des structures des nanoparticules).

Cette puce est comparée aux puces génétiques.

On pourrait s'en servir pour tester rapidement des millions à des milliards de différentes nanoparticules et sélectionner les meilleures particules en fonction des utilisations spécifiques. Les applications envisagées vont des catalyseurs aux systèmes optiques ou produits pharmaceutiques.

- Production en masse de nanodiamants aux propriétés optiques contrôlées

Ces diamants pourraient servir aussi de qubits à température ambiante pour l'informatique quantique.

- Des bangs lumineux avec du graphène

Quand un avion franchit le mur du son, il crée une onde de choc avec un bang bien connu. Il se créerait un processus similaire (l’effet Tcherenkov) dans une feuille de graphène lorsque les électrons dépassent la vitesse de la lumière ralentie par le matériau, produisant alors une sorte de "bang" optique: un faisceau de lumière intense et concentré.

C'est possible car le graphène a la capacité de piéger la lumière avec ce qu'on appelle des plasmons de surface. La vitesse de ces plasmons à travers le graphène est quelques centaines de fois plus lent que la lumière dans l'espace libre alors que les électrons y circulent à des vitesses très élevées, jusqu'à 1/300ème de la vitesse de la lumière dans le vide.

Cette toute nouvelle façon de convertir l'électricité en rayonnement visible est hautement contrôlable, rapide et efficace, pouvant conduire à une grande variété de nouvelles applications.

- Une électronique capable de cicatriser les coupures

Ce n'est pas encore au point et semble un peu trop complexe mais l'idée est d'imiter le système immunitaire en envoyant des matières réparatrices aux point de coupure des liaisons.

Les nanomachines utilisées étaient des nanomoteurs or-platine alimentés par du peroxyde d'hydrogène. Un hémisphère des particules d'or est revêtue de platine qui catalyse la décomposition du peroxyde d'hydrogène. Dans les objets qui sont à l'échelle du centimètre ou millimètre, cette réaction génère des bulles d'oxygène propulsives et à l'échelle nanométrique, les différentes forces deviennent plus importantes. En tant que combustible le peroxyde d'hydrogène se décompose, ce qui crée un gradient local d'oxygène. Gradient qui génère un champ électrique qui à son tour entraîne un flux d'ions positifs à la surface de la particule à partir du côté en platine. Ces cations sont les «rames» du nanomoteur et tirent la particule vers l' avant.

Ces nanomoteurs se propulsent de façon aléatoire mais ils se coincent dans les défauts d'un circuit électrique et s’agrègent, un peu comme les plaquettes du sang.

Climat

climat, énergies, écologie

- L'extinction du Permien suivie d'une autre extinction 2 millions d'années après

La plus grande extinction connue était celle du Permien mais il a suffi de quelques milliers d'années pour que la végétation se reconstitue alors que, 2 millions d'années après, la végétation a disparue à nouveau mais cette fois pour 500 000 ans, sans doute à cause des énormes éruptions des Trapps de Sibérie.

L'une des catastrophes les plus connues a eu lieu il y a environ 252 millions d'années, à la frontière entre le Permien et le Trias. Presque toutes les espèces marines vivantes et les deux tiers de tous les reptiles et amphibiens se sont éteints. Bien qu'il y ait eu aussi des baisses de diversité dans le monde des plantes, elles ont récupéré en l'espace de quelques milliers d'années, ce qui signifie que des conditions semblables à la situation précédente prévalurent à nouveau. Un autre événement a modifié la végétation fondamentalement et pour plus de 500.000 ans cette fois.

- Solidification rapide du dioxyde de carbone injecté dans des sols basaltiques

La centrale géothermique de Hellisheidi, en Islande, est la plus grande du monde. Dans le cadre du projet pilote Carbfix qui y est mené depuis 2012, une équipe de scientifiques et d'ingénieurs a commencé à mélanger le CO2 et d'autres gaz à de l'eau pompée dans le sol pour réinjecter la solution dans le basalte volcanique. Les résultats de cette expérience pourraient apporter une réponse aux inquiétudes suscitées par l'idée de stocker le CO2 dans les entrailles de la Terre, certains craignant que ce gaz carbonique s'échappe ensuite dans l'atmosphère.

Quand le basalte est en contact avec de l'eau mélangée à du CO₂, une réaction chimique se produit et le carbone se transforme en un minéral crayeux. Mais personne ne savait jusqu'à présent combien de temps cette réaction prenait : de précédentes études estimaient qu'une solidification du CO₂ s'étalerait au moins sur plusieurs centaines d'années, voire des millénaires. Mais dans le basalte sous la centrale de Hellisheidi, 95% du CO₂ injecté s'est solidifié en moins de deux ans. "Cela indique qu'il est possible de pomper de grandes quantité de CO₂ dans le sol et de le stocker de manière très sûre en peu de temps".

"Dans l'avenir on peut envisager d'utiliser cette technique dans les centrales au charbon situées dans des zones où il y a beaucoup de basalte", a-t-il dit, ajoutant que cette roche est très répandue. Les fonds de tous les océans sont formés de cette roche noire poreuse, et 10% des continents. Les scientifiques travaillent depuis des années sur la capture du carbone et son stockage dans le sol. Selon un rapport publié en 2014 par le Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC), sans une telle technologie il ne sera pas possible de limiter suffisamment le réchauffement climatique.

Voir aussi Science Mag, Technology Review et Futura-Sciences.

Reste à savoir si cette expérience à petite échelle donnera les mêmes résultats à beaucoup plus grande échelle. On pourrait imaginer que la précipitation, si efficace, de la calcite pourrait bien s’opposer à l’injection de l’eau chargée de gaz carbonique par exemple. Enfin, le prix de cette technique de séquestration géologique reste prohibitif ; il faudrait constituer une véritable économie qui inciterait vraiment les industriels à l’utiliser.

- Reprogrammer des bactéries pour qu'elles transforment le CO2 en sucre

L'idée est de transformer des bactéries hétérotrophes qui consomment des sucres et rejettent du CO2 en bactéries qui utilisent le CO2 pour produire leurs propres sucres (comme les bactéries phototrophes). La recherche n'est pas aboutie mais par simple évolution dans un environnement riche en CO2 et pyruvate, des bactéries hétérotrophes ont commencé à s'y adapter.

- Humidifier les tourbières pour éviter qu'elles rejettent leur CO2 en brûlant

Les tourbières stockent plus de carbone que les forêts tropicales et déclenchent d'énormes incendies lorsqu'elles sont sèchent et ne sont plus recouvertes de mousse. Maintenir leur niveau d'humidité coûterait cher mais serait rentable pour diminuer les émanations de gaz à effet de serre.

- Transformer le méthane en méthanol avec un polymère imprimé en 3D

C'est le premier réacteur en continu qui peut produire du méthanol à partir du méthane à température et pression ambiante.

Des enzymes ont été prélevées sur des bactéries méthanotrophes, qui se nourrissent de méthane, et ont été mélangées à des polymères imprimés.

"Remarquablement, les enzymes conservent jusqu'à 100% d'activité dans le polymère".

De quoi éviter les fuites de méthane en les transformant en carburant.

- Une feuille artificielle 10 fois plus efficace que la photosynthèse naturelle

La nouvelle feuille artificielle est présentée comme pouvant réaliser une photosynthèse dix fois plus efficace que le processus naturel. Comme la version précédente, le dispositif placé dans l’eau absorbe l’énergie du soleil puis, grâce à un catalyseur métallique, sépare les molécules d’eau en oxygène et en hydrogène.

L’hydrogène peut alors alimenter une pile à combustible pour produire de l’électricité. Il peut également contribuer à fabriquer de l’isopropanol grâce à une bactérie spécifique nommée Ralstonia eutropha qui prélève pour cela le CO2 atmosphérique. L’isopropanol sert d’additif à l’essence mais aussi de dissolvant, désinfectant ou décapant. On le retrouve aussi dans le combustible des lampes Berger.

- Un saut dans les cellules à pigment photosensible

Le projet NANOMATCELL a produit une gamme de cellules solaires basées sur des absorbants panchromatiques minéraux et mixtes, tous démontrant une meilleure performance et pouvant même être optimisés davantage.

Grâce aux nouvelles méthodes de traitement mises au point par le projet, certaines cellules solaires ont atteint un rendement sans précédent dépassant les 15%. En d'autres termes, NANOMATCELL a atteint un tel rendement pour des cellules Grätzel que leur adoption généralisée semble probable.

- Israël construit la plus haute tour solaire au monde dans le désert

Quand elle entrera en service fin 2017, la tour Ashalim culminera à 240 mètres et sera visible à des dizaines de kilomètres à la ronde dans ce désert rocailleux du sud d'Israël.

À ses pieds s'étendra un champ de 300 hectares - l'équivalent de plus de 400 terrains de football - de miroirs qui redirigeront les rayons du soleil vers le sommet de la tour dans une partie appelée le « chaudron » et qui ressemble de loin à une ampoule géante. Le chaudron, dont la température atteindra 600 degrés Celsius, générera de la vapeur qui sera ensuite canalisée vers le pied de la tour, où l'électricité sera produite. Cette tour devrait fournir 2 % de l'électricité du pays (121 mégawatts), soit l'équivalent de la consommation d'une ville de 110 000 foyers.

C'est trop cher et compliqué, plutôt une technologie dépassée aujourd'hui ?

- La Hollande va faire des îles artificielles pour l'éolien offshore

6km2 pour 70 GW.

- Des alliages à haute entropie pour transformer la chaleur en électricité

Le défi des matériaux thermoélectriques est d'être stables et de bien fonctionner à des températures élevées.

Les alliages à haute entropie sont généralement constitués d'au moins cinq éléments, habituellement des métaux, en quantités assez similaires. Ils sont stables même à des températures élevées et les caractéristiques de ces alliages peuvent être manipulées en faisant varier les composants ou leurs quantités.

L'alliage à haute entropie étudié était constitué d'aluminium, de cobalt, de chrome, de fer et de nickel, avec des quantités variables d'aluminium et s'est avéré avoir de bonnes capacités thermoélectriques.

- Nissan travaille sur une pile à combustible au biofuel avec 600km d'autonomie

- Une barrière en caoutchouc pour récupérer les déchets plastiques

Son objectif est de constituer un V d'1 km au milieu du Pacifique pour recueillir les plastiques flottants qui sont poussés vers le sommet du V, où les déchets peuvent être collectés et envoyés au recyclage.

C'est cher et l'efficacité douteuse, ne récoltant que les plastiques flottants, mais à tester...

- On produirait plus avec moins de pesticides et d’engrais

Le rendement économique des céréaliers peut être substantiellement augmenté – jusqu’à 200 euros par hectare de blé ! – en divisant par deux la quantité d’herbicides et d’engrais azotés épandus. La première question qui vient à l’esprit est : en les remplaçant par quoi ? « En les remplaçant par rien du tout », ­répond le chercheur.

Biologie

évolution, génétique, éthologie, anthropologie, neurologie

- Les propriétés mécaniques de l'ADN déterminent l'expression des gènes

A partir de simulations numériques, des physiciens ont montré que les OGM peuvent changer la forme de l'ADN et donc l'expression des gènes au-delà de la modification ponctuelle. C'était relativement connu mais on n'en tient pas assez compte comme je le répète depuis longtemps.

Cela signifie que les chercheurs ont montré qu'il y a plus d'une façon pour les mutations génétiques de nous affecter: en changeant les lettres de notre ADN ou tout simplement en changeant les forces mécaniques qui organisent la façon dont il est plié.

"La mécanique de la structure de l'ADN peut changer, modifiant son emballage et les niveaux d'accessibilité des gènes, et donc la fréquence de production de cette protéine".

- Un cerveau moléculaire dans le ribosome

Les protéines ribosomiques communiquent entre-elles par des extensions qui forment un réseau étrangement similaire aux réseaux de neurones des "cerveaux" d'organismes simples. L'organisation de ce réseau qui interconnecte les sites fonctionnels distants du ribosome, suggère qu'il pourrait transférer et traiter le flux d'information qui circule entre eux pour coordonner par des "synapses moléculaires" les tâches complexes associées à la biosynthèse des protéines.

Le ribosome, organite cellulaire formé d'ARN et de protéines, est universel et a évolué par accrétion. Il assure la traduction du code génétique dans les cellules: il réunit les ARN de transfert aminoacylés le long de l'ARN messager, pour fabriquer une protéine dont la séquence est dictée par celle de l'ARN messager. Ce processus constitue une véritable chorégraphie dans laquelle la fixation de nombreux acteurs moléculaires (substrats, facteurs de traduction) s'accompagne de mouvements complexes coordonnés dans le temps et l'espace.

Des extensions radient dans tout le ribosome pour former un vaste réseau qui interconnecte les protéines ribosomiques entre-elles. Celles-ci interagissent par des interfaces très particulières et très conservées au cours de l'évolution. Cependant, ces zones de contact sont bien plus petites que les zones de contact observées habituellement entre les protéines destinées à stabiliser leurs interactions. Ici, elles sont limitées à quelques acides aminés et sont caractérisées par un type d'interaction très particulier (interactions entre acides aminés basiques et aromatiques) que l'on retrouve justement entre de nombreux neuromédiateurs et récepteurs dans le cerveau. Ces zones de contact évoquent des "synapses moléculaires" qui permettraient la transmission d'une information d'une protéine à l'autre.

En outre, ce réseau présente une analogie frappante avec des réseaux de neurones ou avec le cerveau d'organismes simples comme C. elegans qui ne comporte que quelques dizaines de neurones. Comme les neurones, les protéines ribosomiques se répartissent en protéines "sensorielles" qui innervent les sites fonctionnels distants à l'intérieur du ribosome (sites de fixation des tRNAs, des facteurs de traductions, et sites qui canalisent la sortie de la protéine synthétisée) et les "inter-protéines" qui établissent des ponts entre-elles. Cette organisation suggère que ce réseau forme une sorte de "cerveau moléculaire" permettant d'échanger et de traiter le flux d'information traversant le ribosome, pour coordonner les différentes étapes et les mouvements complexes pendant la traduction.

On a les mêmes mécanismes de base au niveau de la cellule, du cerveau et de l'intelligence artificielle.

- Les molécules d'eau participent à la dynamique des protéines

Les protéines sont des machines nanométriques dont la dynamique est assurée par les interactions entre les acides aminés qui les composent

- Reconstitution d'une protéine originelle

L'ancêtre de toutes les bactéries pourrait avoir eu des protéines déjà sophistiquées, il y a 3,4 milliards d'années - à seulement 600 millions d'années après l'apparition de la vie sur Terre.

Appelée synthase de tryptophane, cette enzyme qui fonctionne presque aussi bien que les actuelles, favorise la création d'un acide aminé essentiel pour les bactéries, les archéobactéries, les plantes et les champignons.

Lorsqu'elles sont chauffées, ces enzymes bactériennes reconstituées ont réussi à maintenir leur structure jusqu'à environ 70°C. Cela donne à penser qu'elles faisaient probablement partie d'une cellule qui vivait dans une eau chaude et confirme les hypothèses d'autres scientifiques sur les premières bactéries vivant dans des sources chaudes.

Alors que les premières cellules vivantes ont sans doute vécu dans des habitats tièdes, les choses ont changé lorsque les bactéries plus complexes ont commencé à évoluer. Il est possible que les bombardements d'astéroïdes aient brûlé la surface de la Terre pendant cette phase de l' évolution, ce qui signifie que les espèces qui ont survécu avaient du matériel résistant à la chaleur.

- Des protéines peu dégradées dans des microfossiles de 2 milliards d'années

Il s'agit des plus anciens restes de protéines retrouvés dans des fossiles. Cette étude montre que des molécules issues du vivant, pourtant considérées comme fragiles, peuvent être préservées au sein de roches très anciennes. Elle suggère ainsi qu'il sera bientôt possible de reconstituer la nature chimique des plus anciennes formes de vie sur Terre, à partir de leurs restes fossiles.

Voir aussi Futura-Sciences.

- Des embryons de batraciens sortent de leur œuf lors de l’attaque d’un prédateur

Chez la rainette aux yeux rouges (Agalychnis callidryas) qui vit en Amérique centrale, les œufs fraîchement fécondés peuvent être la proie des serpents arboricoles ou des guêpes. Ces batraciens ont néanmoins développé une parade pour échapper à leurs prédateurs : les futurs têtards, même âgés de 5 jours seulement, sont capables de s’échapper de leurs œufs lorsqu’ils se sentent menacés.

Les proto-têtards disposent d’une glande située près de leur bouche. Lorsque ces derniers sentent les vibrations d’un prédateur, ils produisent ainsi une enzyme qui vient dissoudre littéralement la paroi de l’œuf afin d’ouvrir une porte de sortie.

- Un hippocampe (père) éjecte ses petits comme du sperme

- Les poissons sont sortis de l’eau plus de 30 fois au cours de l'évolution

La sortie de l’eau par les poissons serait un événement beaucoup moins rare qu’on ne le pensait jusqu’à présent.

- L'expérience des "grand-mères" vitale pour les éléphants, les orques et les humains

Ce n'est pas nouveau, mais confirmé. Cela pourrait aller dans le sens d'un matriarcat primitif, ce qui ne semble pas avoir été le cas dans l'état actuel des recherches (le dimorphisme sexuel va dans le sens inverse).

- Des pies pleurent la mort d'une des leurs

- Les oiseaux ont plus de neurones que les primates !

Pourquoi certains oiseaux montrent-ils des capacités cognitives dignes des primates avec un cerveau aussi petit ? Parce que leur densité de neurones est deux à quatre fois supérieure, répond une équipe internationale, dont l'étude fera date.

« Le cerveau du perroquet est gros comme une noix, celui du macaque a la taille d’un citron. Pourtant, cet oiseau-là a davantage de neurones que ce primate-ci ».

Pourtant, le cerveau des oiseaux est minuscule et l’idée est venue, un temps, d’un câblage différent. La solution n’est pas là : les oiseaux ont une densité de neurones très élevée, surtout dans la partie frontale, le pallium, et particulièrement chez les oiseaux chanteurs et chez les perroquets. Ainsi, un perroquet ou un corvidé a à peu près autant de neurones qu’un petit singe, soit deux à quatre fois plus qu’un mammifère non primate de taille semblable. L’article dans les Pnas cite l’exemple du roitelet, neuf fois plus léger qu’une souris, mais qui possède 2,3 fois plus de neurones qu’elle.

Cette stratégie fait gagner du poids, conduisant à un cerveau de masse plus faible à performances égales, un avantage pour le vol.

La forte densité en neurones – en particulier dans la région frontale du cerveau – servirait à développer les capacités cognitives des oiseaux, comme apprendre un langage, manipuler des nombres, des formes ou des concepts abstraits, utiliser des outils, anticiper des événements futurs ou faire preuve d’empathie. Des tâches dans lesquelles les perroquets, les pigeons et les corbeaux excellent !

Voir aussi Sciences et Avenir. Justement, une étude venait de montrer que les corbeaux étaient aussi malins que les singes et fabriquaient des outils. Que le cerveau des oiseaux soit très performant tout en étant très différent du nôtre est très intéressant. Il y a aussi le cerveau encore plus différent des poulpes. La comparaison devrait nous en apprendre beaucoup sur le fonctionnement du cerveau et pour le développement de l'IA.

- L'âge de pierre de macaques

Les macaques birmans à longue queue sont une rare exception. Ils sont réputés pour leur utilisation d'outils en pierre pour ouvrir les crustacés, les crabes et les noix. Ils font partie des très rares primates qui ont suivi les hominidés dans l'âge de pierre.

Il y aurait aussi des capucins du Brésil qui utiliseraient des pierres depuis 700 ans au moins et, tout comme nous, les vieux macaques sont plus sélectifs dans leurs amitiés et réduisent leurs interactions à ceux qu'ils préfèrent contrairement aux jeunes beaucoup plus sociaux.

Une histoire amusante d'un singe blessé qui vient se faire soigner à l'hôpital et se met sur un lit.

- Les Néandertaliens décimés par les virus humains ?

Le ténia, la tuberculose, les ulcères d'estomac et l'herpès génital ont probablement infecté des groupes de néandertaliens, ce qui aurait pu les rendre plus faibles et conduire à leur extinction.

A l'opposé, le métissage avec Néandertal aurait renforcé le système immunitaire de Sapiens. Un autre résultat, c'est que les maladies attribuées à l'élevage auraient été d'abord humaines et transmises aux animaux domestiques avant qu'ils ne nous infectent en retour.

- Un crâne de 37 000 ans proche des habitants actuels de Bornéo

Contredisant l'ancienne théorie d'une colonisation de l'Asie du Sud-Est par la même population que les aborigènes australiens remplacés ensuite par les agriculteurs chinois, l'étude du crâne montre qu'il y a peu de traits communs avec les aborigènes et plus proche des populations actuelles qui n'ont donc pas été remplacées mais se sont convertis à l'agriculture lorsqu'elle a été pratiquée dans la région.

- Les chiens ont deux origines, européenne et asiatique

Les résultats indiquent que les chiens domestiques ont initialement évolué à partir de deux populations séparées de loups à l'est et à l'ouest de l' Eurasie. Puis, entre 14.000 et 6.400 ans, les choses sont devenues plus compliquées: des humains ont apporté des chiens asiatiques à l'ouest, où ils ont remplacé partiellement leurs homologues européens.

Ce mélange des lignées est la raison pour laquelle les études génétiques antérieures ont été difficiles à interpréter.

Un exemple de chien moderne avec une lignée asiatique est le dogue du Tibet, alors que les bergers allemands sont étroitement apparentés aux anciens chiens européens.

Voir aussi Techno-Science.

- Les dolmens, des observatoires des étoiles ?

Ce sont du moins les tombes souterraines comportant un long couloir droit qui auraient permis de voir, mieux qu'à l'extérieur, les étoiles de faible luminosité apparaissant à l'aube.

Imaginez un jeune garçon forcé de passer la nuit dans ce passage mortuaire - avec sans doute peur de la mort. Dans la matinée, il verrait cette étoile se lever des jours avant le reste de sa tribu. Cela peut avoir été présenté comme l'accès à une connaissance secrète ?

- La civilisation de l'Indus plus ancienne que Sumer de 1500 ans

Ce n'est pas une complète surprise car on connaissait la proximité de cette civilisation avancée avec celle de Sumer mais son antériorité est maintenant établie, première civilisation donc, regroupant 5 millions d'habitants depuis -6000 ans, bien avant les premières traces de civilisation égyptienne (-5000) ou sumérienne (-4500). Cela renforce même l'hypothèse que les sumériens, population différente des sémites akkadiens de la Mésopotamie, seraient issus de la vallée de l'Indus ou d'une civilisation proche ayant été submergée par les flots.

La civilisation de l'Indus est considérée comme l'un des plus anciens établissements humains avec des constructions bien planifiées. Des puits ont été construits pour canaliser l'eau et les eaux usées étaient acheminées dans les rues principales.

Auparavant, les chercheurs pensaient que la civilisation avait disparu après l'assèchement de l'Indus à la suite d'un changement climatique. Mais la nouvelle étude montre que ce n'est pas le changement climatique qui peut pas avoir causé la fin de cette civilisation.

"Des preuves croissantes suggèrent que ces populations ont abandonné la récolte de céréales à gros grains, comme le blé et l'orge au cours d'une période initiale de mousson intense, pour passer à des espèces résistantes à la sécheresse comme de petits millets et du riz dans la période suivant la réduction de la mousson et ainsi changé leur stratégie de subsistance".

Cette modification des cultures pourrait avoir entraîné une désurbanisation car il n'était plus nécessaire d'avoir de grandes installations de stockage des grains.

"Du fait que ces cultures ultérieures avaient généralement un rendement beaucoup plus faible, le système de stockage à grande échelle de la période harappéenne aurait été abandonné au profit de plus petits systèmes familiaux de culture et de stockage qui pourraient avoir été le catalyseur d'une désurbanisation de la civilisation harappéenne plutôt qu'un brusque effondrement".

- Une momie égyptienne tatouée de 3300 ans

Une trentaine de tatouages sont présents sur le corps de cette femme, ce qui en fait aussi la momie égyptienne la plus décorée ! Les motifs, la plupart figuratifs, représentent des animaux (babouins, vaches, serpents..), des fleurs, des objets rituels… Mais on trouve aussi des hiéroglyphes et des symboles prophylactiques, comme l'oeil d'Horus.

Les égyptologues suggéraient une corrélation entre la pratique du tatouage et le culte dédié à la déesse Hathor. C’est ce que ce semble avérer notre découverte. Ainsi, parmi les tatouages se trouvent, entre autres, deux images d’Hathor représentée sous sa forme de vache avec une couronne hathorique et un collier-menat, symbole de fécondité, ainsi qu’un manche à tête d'Hathor qui pourrait être le support d'un miroir. Dans ce contexte, on peut facilement imaginer que cette femme ait été impliquée dans un culte rendu à la déesse, en tant que musicienne, chanteuse ou bien prêtresse. Sinon, on peut aussi penser à une "magicienne" agissant comme intermédiaire entre le monde terrestre et le monde divin.

- Les inscriptions déchiffrées de la machine d'Anticythère

Cette extraordinaire machine d'Anticythère est bien connue avec un mécanisme d'horlogerie d'une vingtaine d'engrenages permettant de reproduire les positions des planètes, très en avance sur son temps puisque datée de l'époque d'Archimède. C'est assez incroyable mais on a pu la reconstituer et la nouveauté, c'est qu'on commence à déchiffrer les inscriptions en tout petit, permettant de mieux comprendre son rôle et la représentation du cosmos des Grecs. Voir aussi Futura-Sciences.

- L'espoir est cubique

L’espoir, ont noté les psychologues dans cette étude, est relié aux probabilités, lorsque celles-ci sont très faibles, par une fonction cubique et non linéaire. Autrement dit, l’espoir augmente à la troisième puissance de la probabilité. Par exemple, lorsque les chances de gagner sont très faibles, il suffit qu’elles doublent pour que l’espoir soit multiplié par huit. Autrement dit, l’espoir se nourrit de peu et augmente très vite. Jusqu’à une certaine limite, toutefois. Lorsque les probabilités de gain deviennent importantes (aux alentours de 40 %), l’espoir augmente alors linéairement comme l’optimisme.

Les auteurs de cette étude ont d’ailleurs très clairement identifié un phénomène « d’espoir pessimiste » : on espère sans trop y croire. On sait que les chances sont faibles, mais on soutient son équipe à fond car l’espoir est là (qui peut aller jusqu'au déni).

Dans une certaine mesure, c’est ce qui se produit aussi chez les personnes espérant dans la vie après la mort. Les chances sont évidemment très faibles, mais comme la possibilité existe (difficile de démontrer le contraire), l’espoir peut se nourrir de tout petits signes avantageusement interprétés.

- On est plus intelligent à 5 ou 7 qu'en groupe

"Dans la plupart des pays les tailles de jury vont de 6 à 15 personnes; les conseils de banques centrales vont de 5 à 12; et les comités parlementaires aux États - Unis, l' UE et l' Australie vont de 20 à 40. Dans la vie privée, les gens consultent rarement plus de 5 ou 6 amis sur des questions importantes".

"Nous montrons que, dans ces circonstances des groupes de taille modérée, dont les membres sont choisis au hasard à partir d'une plus grande foule, peuvent atteindre une précision moyenne plus élevée dans toutes les tâches que soit les grands groupes ou les individus".

- Spectroscopie des différences de coopération selon le sexe

Des études comportementales antérieures avaient déjà montré que les femmes coopèrent plus quand elles sont surveillées par d'autres femmes; que les hommes ont tendance à mieux coopérer dans de grands groupes; et que si deux hommes pouvaient mieux coopérer que deux femmes, dans une paire mixte la femme a tendance à être plus coopérative.

Il faudrait préciser le caractère statistique de ces études, faites avec des échantillons trop faibles.

- Mémoire longue et courte à implémenter dans l'IA

Les chercheurs de Google DeepMind et de Stanford ont précisé une théorie développée à l'origine pour expliquer comment les humains et les autres animaux apprennent - mettant en évidence son importance potentielle pour guider le développement de lintelligence artificielle .

D'abord publié en 1995 (Psychol Rev., 102 (3): 419-57), la théorie indique que l'apprentissage est le produit de deux systèmes d'apprentissage complémentaires. Le premier système acquiert progressivement les connaissances et les compétences de l'exposition à des expériences et des expériences les deuxièmes magasins spécifiques afin que ceux-ci peuvent être rejouées pour permettre leur intégration effective dans le premier système. Le document repose sur une théorie plus tôt par l'influent neuroscientifique computationnel britannique David Marr et alors les découvertes récentes dans les méthodes d'apprentissage du réseau de neurones.

- La mémoire consolidée la nuit par des vagues tournantes d'ondes cérébrales

Ces ondes "Princesse Leia" désignent une activité électrique qui balaye le cerveau endormi dans un mouvement circulaire qui ressemble à la coiffure de l'héroïne de Star Wars.

Les ondes partent de l'hippocampe - une région dédiée à la mémoire. De là, elles se propagent vers le thalamus, zone qui incorpore des informations vitales pour notre capacité à se souvenir des événements qui nous arrivent personnellement, avant de se diriger vers le cortex.

Ces circuits d'ondes ont eu lieu des milliers de fois par nuit, d'une durée d'environ deux secondes, formant des oscillations presque parfaitement circulaires autour du cerveau. Chaque onde avait une forme spécifique de pics et de creux. En moyenne, chaque motif a eu lieu environ 200 fois par nuit, mais certains répétés plus souvent, jusqu'à 500 fois.

- Le cerveau sensible aux ondes électromagnétiques ?

Durant cette étude, différents tests ont été réalisés ; dans certains, un champ magnétique aussi fort que celui de la Terre tournait lentement autour de la tête des participants. Quand le champ magnétique tournait à l’inverse des aiguilles d’une montre, les ondes alpha des participants chutaient. Des neurones semblaient donc répondre au champ magnétique. De plus, la réponse neurale avait lieu après un petit délai (quelques centaines de millisecondes), ce qui suggère une réponse cérébrale active, d’après le chercheur.

Il n'y a rien d'étonnant à ce que les ondes électromagnétiques influencent l'activité électrique du cerveau puisqu'on s'en sert dans la "Stimulation Magnétique Transcrânienne" justement. Ce qui est étonnant, c'est que le champ magnétique terrestre joue un rôle, semblant justifier l'électro-sensibilité et les coutumes de dormir la tête au nord par exemple ?

Santé

traitements, nutrition, hygiène

- Contrôler la transgenèse par l'alimentation

Il s'agit de contrôler par le régime alimentaire l'expression d'une protéine thérapeutique et de la diffuser localement de manière intermittente en fonction des besoins.

La thérapie génique consiste en l'apport d'un gène au sein des cellules pour soigner ou prévenir des maladies. Ce gène peut alors remplacer un gène défectueux dans le cas d'une maladie génétique ou permettre de fabriquer et diffuser localement un facteur thérapeutique. Une des limites importantes dans l'utilisation de la thérapie génique est l'absence de contrôle de la régulation du transgène (le gène introduit dans l'organisme). Or, les effets secondaires potentiels de ces systèmes empêchent leur utilisation en médecine humaine.

Un système a été mis au point dans lequel la régulation d'un gène est contrôlée via un régime alimentaire particulier, dans lequel l'un des acides aminés indispensables (AAI) est absent. Chez les mammifères, les AAIs ne sont pas synthétisés par l'organisme et doivent donc être apportés par l'alimentation. En cas de manque, l'organisme doit impérativement s'adapter au déficit en AAI. Pour cela, il active une voie de signalisation spécifique qui entraîne la régulation de la production de certaines protéines impliquées dans l'homéostasie des acides aminés. Les chercheurs ont utilisé les propriétés de cette voie de signalisation pour mettre au point un système de régulation constitué d'un promoteur (région ADN permettant la transcription et donc l'expression d'un gène) et d'un inducteur. Dans ce système, les scientifiques sont donc capables de contrôler l'activation du promoteur grâce à l'ingestion d'un régime carencé en un AAI (isoleucine).

- Des centaines de gènes "zombies" se réactivent après la mort

"Dans un premier temps, les chercheurs ont supposé que les gènes s'éteindraient peu de temps après la mort, comme les pièces d'une voiture à court de carburant. Mais ils ont découvert qu'au contraire, l'activité de centaines de gènes s'accélérait dans les 24 heures suivant le décès de l'animal, chez les poissons certains gènes sont même restés actifs quatre jour après (deux jours chez les rongeurs)".

Parmi ces gènes qui s'activent après la mort, nombreux sont ceux qui sont bénéfiques en cas d'urgence : ils stimulent l'inflammation, déclenchent le système immunitaire ou aident l'organisme à lutter contre le stress mais il y a aussi des gènes de l'embryon qui se réveillent : "les conditions cellulaires des cadavres "récents" ressemblent à celles des embryons".

Autre constat étonnant : la hausse d'activité de plusieurs gènes favorisant le cancer après le décès. "Ce résultat pourrait expliquer pourquoi les gens qui reçoivent des transplantations d'une personne décédée depuis peu ont un risque plus élevé de cancer".

Voir aussi Futura-Sciences et Science Mag.

- La mortalité des maladies endocriniennes et métaboliques sous-estimée

On ne meurt qu'une fois... mais de 2,4 causes en moyenne ! Sur les certificats de décès, les médecins mentionnent en effet très souvent plusieurs causes. Mais la manière dont celles-ci sont prises en compte dans les chiffres officiels conduit à sous-estimer fortement la mortalité liée à certaines maladies.

À 65-79 ans, 24% des certificats comptaient au moins 4 causes contre 14% à moins de 35 ans. Au-delà de 80 ans, on observe un léger recul du nombre moyen de causes mentionnées et une proportion sensiblement plus élevée de décès ne mentionnant aucune cause.

Si on ne prend en compte pour le calcul du taux de mortalité que les décès où une maladie endocrinienne, nutritionnelle et métabolique est mentionnée comme cause initiale sur le certificat de décès, on obtient le taux en rouge (cause initiale), alors que si l’on prend aussi en compte les décès où ce type de maladie est mentionné, mais pas comme cause initiale, on obtient un taux bien plus élevé.

- La consommation d'oméga 3 liée à une baisse de 10% de la mortalité cardiaque

- Les peroxyrédoxines contre le vieillissement cellulaire

Les chercheurs ont montré chez la levure que lors d'un stress oxydant (l'ajout de H2O2), les protéines chaperons ne prennent en charge les protéines dénaturées qu'en présence d’une enzyme de la famille des peroxyrédoxines nommée Tsa1. L'enzyme facilite l’établissement de la liaison entre les protéines chaperons et les protéines endommagées grâce à une réaction d’oxydoréduction, au cours de laquelle des électrons sont échangés entre les éléments.

Voir aussi Techno-Science.

- C'est la protéines inhibitrice p21 qui empêche le coeur de se régénérer

- Rebooter le système immunitaire contre la sclérose en plaque

Nous ne savons pas ce qui fait que les cellules immunitaires attaquent les cellules nerveuses dans la SP. Une théorie veut que ce soit déclenché par des virus qui ont des protéines similaires à celles sur la surface des cellules nerveuses humaines. Il se pourrait que le redémarrage du système immunitaire guérisse la SP parce que toute mémoire de virus comme celui-ci serait effacée.

Le traitement, inspiré d'un traitement contre la leucémie, consiste à tuer toutes les cellules immunitaires du corps.

Le traitement est lourd et sur 24 patients, il y a eu 1 mort. Les autres semblent en avoir bénéficié.

- L'extinction du microbiome à mesure de notre civilisation

Les pratiques culturelles (agriculture, alimentation, hygiène, antibiotiques) sont responsables de la faible diversité des micro - organismes formant le microbiome des habitants des pays riches. Cette perte de diversité aurait commencé, il y a 350.000 ans, quand nous avons appris à utiliser le feu .

Grâce à la cuisine, nous avons été en mesure d'extraire plus de calories de notre alimentation, ce qui nous a permis d'évoluer vers un plus gros cerveau mais aussi de réduire la taille de notre système digestif.

La diversité bactérienne a probablement encore diminuée il y a environ 10.000 ans quand les humains ont inventé l'agriculture et que nous avons commencé à manger des régimes beaucoup moins diversifiés, ce qui s'est répercuté sur notre faune interne.

L'agriculture a également affecté le microbiome des animaux du fait que, aujourd'hui, la majeure partie des animaux vivants sur Terre sont des moutons, des porcs, des bovins et de la volaille.

Cependant, les plus grands changements pour les humains ont eu lieu probablement juste après le début de la révolution industrielle. L'arrivée des désinfectants, l'hygiène, les aliments transformés, les naissances par césarienne, les voyages internationaux et les antibiotiques ont entraîné une perte importante de diversité et l'homogénéisation des bactéries comme des espèces qui vivent près des humains, sur toute le planète.

La perte soudaine de tant d'espèces qui avaient co-évolué avec nous est suspectée jouer un rôle dans un large éventail de problèmes de santé, comme l'obésité, l'asthme, l'inflammation intestinale, le psoriasis et même des problèmes psychologiques. "Il semble bien que le microbiome a des effets sur l'activité cérébrale. L'anxiété et la dépression ont été ainsi reliées au syndrome du côlon irritable".

Ainsi, des bactéries intestinales consomment du GABA (qui joue un rôle important pour réduire l'anxiété) et d'autres bactéries inflammatoires seraient responsables de la fatigue chronique,

- Demain, une médecine sexuellement différenciée ?

L’Académie française de médecine plaide pour des soins adaptés au sexe, estimant que les différences biologiques entre hommes et femmes ne sont pas assez prises en compte.

"Dès la conception, l’embryon mâle ne se comporte pas de la même manière que l’embryon femelle. La vision actuelle de la différenciation sexuelle est obsolète et il est temps d’évoluer".

Ainsi, chez les femmes, l’infarctus se traduit souvent de manière beaucoup plus discrète que pour les hommes : un essoufflement, une douleur plutôt dorsale, des palpitations ou encore une fatigue inhabituelle, des troubles du sommeil.

- Des ultrasons pour ouvrir la barrière hémato-encéphalique aux molécules thérapeutiques

Des ultrasons diffusés grâce à un petit implant intracrânien permettent de mieux acheminer les molécules thérapeutiques jusqu'au cerveau en "ouvrant" la barrière hémato-encéphalique.

L'idée d'utiliser des ultrasons pour forcer l'entrée du cerveau n'est pas tout à fait nouvelle, mais cet essai confirme pour la première fois que des ouvertures sûres et répétées sont possibles.

- Contre l'Alzheimer hygiène et nutrition efficaces

D'après les études pré-cliniques, minimiser l'inflammation et la résistance à l'insuline serait un facteur protecteur du cerveau. Le protocole MEND vise donc à réduire ces deux points par un régime alimentaire pauvres en les glucides simples (glucose, saccharose) et facteurs d’inflammation (graisses animales..) ou en favorisant le jeûne. Les études antérieures montrent d'autre part que le cortisol, hormone du stress, est très délétère pour un cerveau fragile.

Alimentation : minimiser les sucres simples (glucose..) et l'inflammation par la consommation de fruits et légumes, poissons, et moins de viande. Réduire le stress par la pratique du yoga et des exercices pour réduire le stress. Méditer 20 minutes, deux fois par jour. Améliorer le sommeil, en prenant de la mélatonine le soir. Dormir au minimum 7-8 heures par nuit. Jeûner 12 heures entre le dîner et le petit déjeuner. Pratiquer 30 minutes d'exercice physique par jour, 4 à 6 jours par semaine. Supplémentations diverses en vitamines, huile de poissons..etc.

- La plupart des antidépresseurs sont inefficaces chez les enfants et adolescents

Un seul de ces médicaments, la fluoxetine (commercialisée notamment sous le nom de Prozac), s'est montré plus efficace qu'un placebo pour traiter les symptômes d'une dépression. Elle a également été mieux tolérée que les autres antidépresseurs.

- La e-cigarette modifie des gènes de l'immunité

Premier constat : le tabac réduit l'expression de 53 gènes majeurs de l'immunité. Un résultat connu depuis longtemps et corrélé au risque accru d'infections bactériennes, virales et d'inflammation chez les fumeurs. Mais de manière très étonnante, l'e-cigarette réduit elle aussi l'expression de ces 53 gènes, et également celle de 305 autres gènes impliqués dans l'immunité !

Mais 6 sur 10 millions de fumeurs ont arrêté de fumer grâce à elle.

- De nouveaux détecteurs de Marijuana plus fiables

- Le cannabis protègerait de l'Alzheimer

Des chercheurs du Salk Institute ont réussi à observer, in vitro, que la substance psychoactive contenue dans les plantes de cannabis, le tétrahydrocannabinol (THC), avait un effet bénéfique contre les plaques amyloïdes caractéristiques de la maladie d'Alzheimer.

Les chercheurs ont en effet constaté que des taux élevés de cette protéine étaient associés à une inflammation des cellules et des taux plus élevés de mort neuronale. Ils ont démontré qu'en exposant ces cellules à du THC, ils réduisaient non seulement les niveaux de bêta-amyloïde mais éliminaient du même coup la réponse inflammatoire.

On savait déjà que le THC réduisait l'inflammation (y compris cérébrale) et donc participait à réduire le risque d'Alzheimer mais s'y ajouterait une action contre les plaques de bêta-amyloïdes.

- Le paracétamol pendant la grossesse augmente le risque d'autisme de 30%

Le paracétamol pourrait être préjudiciable au neurodéveloppement pour plusieurs raisons. Tout d'abord, il soulage la douleur en agissant sur les récepteurs cannabinoïdes dans le cerveau. Étant donné que ces récepteurs permettent normalement de déterminer comment les neurones se lient les uns aux autres, le paracétamol pourrait modifier ce processus importants. Il peut également affecter le développement du système immunitaire, ou être directement toxique pour certains fœtus qui peuvent ne pas avoir le même la capacité qu'un adulte à métaboliser ce médicament, ou en créant un stress oxydatif.

Ce serait donc peut-être le même danger que de fumer du cannabis pendant la grossesse. Les garçons seraient plus affectés que les filles.

- Les maladies psychiatriques génétiques déjà chez les poissons

90 % des facteurs génétiques responsables de maladies psychiatriques humaines sont également présents chez le Tétra aveugle, un poisson aveugle et asocial vivant dans les grottes mexicaines.

Asocial, insomniaque, hyperactif, anxieux : des caractéristiques qui rappellent quelques symptômes de troubles psychiatriques humains.

Les Tétra aveugles ayant pris de la fluoxétine, ou de la clozapine - un antipsychotique utilisé dans le traitement de la schizophrénie - ont trouvé le sommeil et ont nagé de manière moins frénétique et moins répétitive que d'habitude, preuve probable d'une baisse de leur anxiété. "Dans l'ensemble, leurs réponses aux médicaments sont très semblables à celles de patients humains atteints de troubles psychiatriques".

- Les boissons à plus de 65°C responsables de cancers de l'oesophage

Ce n'est pas vraiment une nouveauté et n'empêche pas que le café et le thé ont des propriétés anticancer mais il ne faut pas les boire trop chauds.

Des études menées en Chine, en Iran, en Turquie et dans des pays d'Amérique du Sud, où le thé ou le maté sont traditionnellement bus très chauds (à environ 70° C), ont montré que le risque de cancer de l'œsophage augmente avec la température à laquelle la boisson est consommée, souligne l'agence cancer de l'OMS dans un communiqué. "Les températures normales pour le café et le thé dans les pays européens et l'Amérique du Nord sont bien en deçà. Le café et le thé sont souvent bus en dessous de 60 degrés".

- C'est le pain blanc qui est mauvais, pas le beurre

- En suralimentation le microbiote intestinal donne faim et produit trop d'insuline

La flore bactérienne intestinale de ces rongeurs suralimentés a provoqué une augmentation d’acétate, un acide gras à courte chaîne, qui a entraîné une stimulation de la sécrétion d’insuline en réponse à un taux élevé de glucose.

Le microbiote intestinal est responsable, via cette surproduction d’acétate, d’une activation du système nerveux parasympathique (encore appelé nerf vague). Celle-ci favorise à son tour une production chronique excessive d’insuline et une sécrétion anormale de ghréline. Cette dernière, sécrétée par l’estomac, est la seule hormone digestive orexigène, autrement dit stimulant la prise alimentaire. Un cercle vicieux est ainsi enclenché entre intestin-cerveau-système nerveux parasympathique.

- Une minuscule caméra imprimée en 3D pour explorer l'intérieur du corps

Cette caméra qui comporte trois lentilles fait seulement 0,12 millimètres de large, qui la fait légèrement plus petite qu'un grain de sel.

Comme elle peut être injectée par une seringue et concentrer ses lentilles à une distance de 3 millimètres, elle pourrait servir d'endoscope non-invasif pour prendre des images dans différents organes, y compris le cerveau.

- Du cartilage imprimé en 3D à partir de cellules de vache

Le cartilage est un tissu qui se prête bien à l’impression 3D car il ne contient qu’un seul type de cellules et n’a pas de vaisseaux sanguins. Par ailleurs, il ne peut pas se réparer seul quand il est endommagé.

Pour cette impression 3D, l’encre est formée par des cellules de cartilage (chondrocytes) de vache. Les chercheurs ont fait pousser les cellules dans des tubes fins formés d’alginate (extrait d’algues). Les cellules de cartilage se développent pendant environ une semaine et adhèrent les unes aux autres. Comme elles ne collent pas à l’alginate, elles peuvent être récupérées en une chaîne de cartilage qui, poussé dans une buse spéciale, sert d’encre pour l’impression. Le cartilage est imprimé en formant des rangées et reste ainsi 30 mn, puis il peut être déplacé dans une boîte de Petri ou un milieu nutritif, avant d’être intégré dans un tissu.

À l’avenir, si cette technique est appliquée à l’Homme, les patients devront fournir leur propre source de cellules cartilagineuses.

- Un robinet pour vider l'estomac d'obèses après le repas

Nommé "AspireAssist", il consiste en un robinet branché sur l'estomac, via une opération chirurgicale.

L'intervention chirurgicale, qui dure 20 minutes et ne nécessite pas d'anesthésie générale, consiste à implanter dans l'estomac du patient un tube fin reliant directement l’intérieur de l’estomac à un dispositif ("skin-port") de la taille d’un jeton de poker, situé sur la partie extérieure de l’abdomen et disposant d'une vanne pouvant être ouverte ou fermée. Environ 20 minutes après la fin du repas, le patient relie le "skin-port" à un petit dispositif portable pour vider une partie du contenu de son estomac dans les sanitaires. Un processus peu ragoûtant qui dure tout de même de 5 à 10 minutes.

- Des exosquelettes pour enfants handicapés

Technologie

biotechnologies, informatique, robotique

- Le smartphone bracelet flexible de Levono

La chose se plie et se déplie, il est donc tout à fait possible de l’utiliser comme un téléphone traditionnel, un bon vieux rectangle plat.

Les écrans deviennent pliables, mais les cartes mères ou les batteries sont encore trop rigides.

- Un smartphone de Levono intègre un scan 3D des lieux

Le constructeur chinois Lenovo a intégré la technologie de numérisation 3D issue du projet Tango de Google dans son smartphone Phab Pro 2. Il peut cartographier son environnement en temps réel et superposer des informations en réalité augmentée. Lenovo promet des applications pratiques et ludiques avec un prix de vente relativement abordable (500$).

Sa façade arrière incorpore deux caméras, dont une munie d’un grand angle de 150°, un capteur de mouvements et un capteur de profondeur. L’appareil est capable de réaliser 250.000 mesures par seconde, ce qui lui permet à la fois de cartographier l’environnement physique, de suivre des objets et de projeter des images superposées à cette réalité.

Ainsi pourra-t-on utiliser le smartphone pour numériser en 3D une pièce, un meuble ou un objet et en connaître les dimensions.

- Un robot jouet intelligent à 180$

Il est doté d’une intelligence artificielle qui lui permet de reconnaître les personnes et de s’amuser avec elles. Un gadget purement ludique mais d’une étonnante sophistication.

Le robot est capable de reconnaître ses interlocuteurs, de se fâcher, de suivre un humain et d’initier des jeux. L’expérience de l’utilisateur le plonge dans un monde issu des fictions Pixar qui est pourtant, ici, bien réel. Pour le moment, Cozmo est capable de jouer à une petite dizaine de jeux qui impliquent des éléments de son contexte, notamment des blocs.

- Le nouveau robot de Boston Dynamics

Toujours plus petit, plus agile, plus silencieux que ses prédécesseurs, il dispose aussi désormais d'un cou et d'une "tête" qui lui permet d'attraper des objets dans sa "bouche".

Avec ses 25 petits kilogrammes sur la balance et ses 60 cm de hauteur, SpotMini est totalement électrique – sans hydraulique du tout -. Ultra-silencieux, il est capable de fonctionner jusqu’à 90 minutes avant de devoir retourner charger ses batteries et cavale dans les escaliers comme un labrador. Et quand il se vautre sur des peaux de bananes, il se remet sur pattes en 20 secondes. Quant à son étrange bec, il lui permet de saisir un verre dans un évier et de le ranger dans un lave-vaisselle, ou de jeter une cannette vide à la poubelle.

Voir aussi Futura-Sciences.

- La Russie dévoile son robot humanoïde militaire

- Impression 3D en métal amorphe

Les métaux amorphes sont destinés à un grand nombre d'applications de haute technologie. Ils sont anti-rayures et absorbent l'énergie tout en ayant de très bonnes caractéristiques d'élasticité - intéressantes pour les buses d'injection, les boîtiers pour l'électronique grand public, ou pour les haut-parleurs.

- Un avion (drone) Airbus imprimé en 3D

Cela permet de tester des prototypes bien plus rapidement et d'avoir des avions plus légers.

- Un bus autonome imprimé 3D

Il y a de plus en plus de navettes autonomes, en Suisse par exemple.

- A l'avenir les voiture seront simples, autonomes et bon marché

On n'achètera plus de voitures mais on fera des trajets à la demande par des voitures autonomes qui n'ont pas besoin d'être de grosses voitures.

- 1er accident mortel au volant d'une Tesla en pilotage automatique

Alors que son véhicule arrivait à un croisement, un semi-remorque s'est engagé perpendiculairement sur la voie rapide. Mais, du fait d'une lumière très forte et de la couleur blanche du camion, ni l'automobiliste ni les capteurs de la voiture n'ont repéré l'obstacle, raconte Tesla dans un communiqué. La voiture électrique Modèle S est donc venue s'encastrer à pleine vitesse sous la remorque du camion, sans que les freins ne soient enclenchés. Le conducteur est décédé sur le coup.

C'est le premier accident mortel en 209 millions de kilomètres parcourus avec le pilote automatique activé (...). Pour les véhicules classiques, il y a un mort en moyenne tous les 150 millions de kilomètres aux Etats-Unis. Et au niveau mondial, c'est tous les 96 millions de kilomètres

Ces comparaisons ne tiennent pas car le mode autopilot ne se met que pour l'autoroute où il y a moins d'accidents mais le pilotage automatique devrait s'améliorer au cours du temps.

- La Nasa teste des avions électriques

Mais le X-57 ne pourra voler d'une heure ! En attendant de meilleures batteries.

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