Revue des sciences août 2016

Pour la Science

• Les violences de la Bible confirmées par l'archéologie ?
  

Physique, espace, nanos

• Utiliser les trous comme qubits
• Notre galaxie ferait partie d'une région de l'univers en train de se vider
• Les plans de la Nasa pour Mars

Climat, écologie, énergie

• Le réchauffement climatique modifie les nuages et renforce l'effet de serre
• Des bactéries pour augmenter les rendements sans OGM ni pesticides
• Des bactéries rendent les eaux usées potables et produisent de l'électricité

Biologie, préhistoire, cerveau

• Les 355 gènes de la première forme de vie encore incomplète
• Chez les bonobos, on ne peut savoir quand la femelle est féconde
• Des Asiatiques avec des gènes d'Homo erectus ?
• Importance du commerce du chanvre au néolithique
• Migrations et mélanges des premières populations agricoles
• La structuration du cerveau est bien génétique
• Cartographie des connexions du cerveau
• Les lieux de la délibération et de la décision dans le cerveau
• Le sentiment de soi relié aux battements de cœur ?
• Tromper le cerveau

Santé

• Inverser la ménopause avec du plasma riche en plaquettes ?
  
• Le vieillissement du cerveau commence à 40 ans
• Les transfusions de sang de jeunes ou de femmes plus dangereuses ?

Techno

• Remplacer l'imprimante 3D par un "ordinateur chimique"
• Piloter plusieurs drones en même temps par la pensée

La nouvelle la plus importante du mois, c'est sans doute la reconstitution de 355 gènes de la première forme de vie, encore incomplète, dépendant pour son énergie des cheminées hydrothermales (fumeurs noirs) où elle serait apparue avant de se transformer en bactéries et archéobactéries prenant leur indépendance. De quoi réduire les hypothèses sur l'origine de la vie. Il n'est pas négligeable non plus d'avoir établi qu'il y avait bien similitude entre les cerveaux et que les différentes fonctions y étaient déterminées génétiquement, ce qui limite la plasticité d'un cerveau qui est loin d'être entièrement auto-organisé. Deux nouvelles ont de singulières résonances avec le contexte actuel. D'abord, le mélange et l'unification des populations, du Moyen-Orient à toute l'Europe, depuis l'invention de l'agriculture. Ensuite, le fait que l'archéologie semble confirmer la conquête d'Israël et sa violence meurtrière (la destruction d'une grande ville et le massacre de toute sa population) telle que rapportée dans le livre de Josué. Pour le reste, on apprend toute l'importance du commerce du chanvre au néolithique à partir de la domestication du cheval et on peut s'étonner qu'on arrive à piloter, relativement facilement, plusieurs drones en même temps par la pensée !

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

- Economie et social

C'est vraiment une situation étrange où le pire s'annonce de tout côté sans qu'on arrive à y croire ni qu'on semble pouvoir empêcher cette course à l'abîme dont l'humanité est si friande. Pour l'instant nous avons Obama et Hollande mais nous pourrions avoir l'année prochaine Trump et Le Pen ! Ce n'est pas sûr, on peut toujours espérer un sursaut ou que ce ne sera pas aussi terrible qu'on peut le craindre mais tout va dans ce sens. Ce qui était impensable il y a un an, devient très probable : Donald Trump va gagner et les adhésions au Front National suivent la multiplication des attentats. Ils sont vraiment trop forts les terroristes qui arrivent à monopoliser les médias et terroriser toute une population avec un nombre de morts relativement faible malgré tout. Le terrorisme est vraiment consubstantiel à la société de l'information, il faudrait en tenir compte au lieu d'en rajouter à chaque fois, participant à renforcer l'impact des attentats, commis par des paumés manipulés dont on fait des vedettes, ne faisant que les encourager bêtement et manifestant une nouvelle fois toute l'étendue de notre connerie humaine (leur multiplication permettra-t-elle de les banaliser selon la loi de l'information ?). En tout cas, cette fascisation des esprits participe bien de l'époque et l'évolution de la Turquie après un putsch raté inquiète tout autant. On se croirait vraiment revenu dans les années trente ! Si l'Europe continuait de se disloquer après le Brexit, on ne peut même plus exclure que la montée des nationalismes ne mène à de nouvelles guerres fratricides.

L'économie est toujours en très mauvais état, alimentant la crise politique, avec une totale absence de visibilité sur la suite. Il y a de quoi s'inquiéter d'autant plus que ventes et achats d'actions maximisent l'entropie. La thèse de la grande stagnation (supposée séculaire!) gagne du terrain (il faudrait une bonne guerre, on vous dit, seule la guerre nous ayant sortis finalement de la crise de 1929...). On serait au moins dans une fin de cycle technologique après le boom d'Internet de la fin des années 90 à 2001 (Google, Yahoo !, eBay, PayPal) puis les réseaux sociaux (LinkedIn, Facebook, Twitter, Instagram, WhatsApp, Pinterest) et enfin l'économie collaborative (Airbnb, Uber, Lyft), la prochaine vague étant encore très incertaine mais on ne pourra pas tenir longtemps un tel rythme qui devrait finir par se calmer (une fois installés dans le monde numérique, il n'y a plus tellement de ruptures à attendre). En tout cas, il est prévuqu'aux USA le nombre de travailleurs indépendants passe de 30% en 2006 à 40% en 2020. De plus, si la population mondiale continuera à augmenter, surtout en Afrique, le déclin démographique devrait se faire sentir bien plus tôt ailleurs (comme il l'a déjà fait en Allemagne ou au Japon). Ainsi, la population active chinoise, qui a atteint un pic en 2011, pourrait connaître "un déclin brutal", plus particulièrement après 2030, passant de 911 millions en 2015 à seulement environ 700 millions en 2050, soit une chute de 23%. C'est la décroissance qui est déjà à l'horizon, ce qui veut dire aussi une population vieillissante.

Du côté de l'écologie, cela ne va guère mieux, habitués à notre impuissance à lutter contre les dégradations irréversibles de nos conditions de vie malgré quelques maigres progrès qui ne sont pas à la hauteur des enjeux. La baisse de biodiversité serait d'ores et déjà dramatique, les limites ayant été atteintes en de nombreux endroits et affectant même les capacités futures de diversifications (la seule bonne nouvelle de la nouvelle loi sur la biodiversité est de permettre enfin la vente de graines traditionnelles, bien que seulement aux particuliers). On bat toujours des records de chaleur (54°C au Koweit) et on constate déjà que la végétation sous-marine est décimée par le réchauffement, 100 kilomètres de varech ayant ainsi disparu le long de la côte sud de l'Australie-Occidentale qui a connu des températures estivales record entre 2011 et 2013, jusqu'à 6°C au-dessus des normales. L'Inde et l'Afrique subissent des sècheresses dramatiques. On s'y habitue aussi, la fonte de l'Arctique bat des records et si une partie de l'Antarctique se refroidit, c'est juste à cause d'un changement du régime des vents qui n'a rien de rassurant, d'autant qu'en modifiant les nuages le réchauffement renforce l'effet de serre ! L'impuissance politique oblige à se raccrocher au progrès technique comme la gestion intelligente de l'énergie et surtout les progrès significatifs dans la capture de carbone. Il y aurait aussi les performances photovoltaïques des pérovskites qui atteindraient des rendements de 30%, proches du maximum théorique ; ou de nouvelles usines de retraitement utilisant des bactéries qui rendent les eaux usées potables et produisent de l'électricité. Dans les bonnes nouvelles, on pourrait ajouter une technique traitant les graines avec des bactéries symbiotiques pour améliorer les rendements sans pesticides ni OGM. Hélas, si la technique pourrait effectivement nous sauver, cela semble bien tard et tout montre que la catastrophe est bien politique plutôt...

Je dois dire que la nouvelle qui a été pour moi la plus surprenante, et qui prend un sens singulier dans le contexte actuel, c'est ce qui semble une confirmation par l'archéologie du récit biblique de la conquête d'Israël et sa violence meurtrière, détruisant une grande ville et tuant toute sa population (passée par l'anathème), telle que rapportée dans le livre de Josué. Il n'est pas non plus sans intérêt d'apprendre qu'il y a eu un tel brassage génétique des populations agricoles d'Europe et du Moyen-Orient, au départ très différenciées, qu'elles ont été complètement unifiées. Enfin, on découvre l'importance du commerce du chanvre au néolithique à partir de la domestication du cheval qui étend les échanges commerciaux. [A noter que la légalisation de la marijuana ferait chuter les prescriptions d'antidouleurs, d'anxiolytiques ainsi que des médicaments contre les nausées, rappelant que le chanvre faisait partie de la pharmacopée traditionnelle]
 

- Sciences

Carte 3D de plus 1 million de galaxie et de l'énergie noire

Les plans de la Nasa pour Mars prévoient une mission habitée en 2030 et on avait vu qu'Elon Musk vise 2024 alors qu'il ne manque pas de voix pour mettre en doute la faisabilité d'une telle expédition. N'est-il pas étrange, sinon, de penser que notre galaxie fait partie d'une région de l'univers en train de se vider ? Dans un tout autre genre, le fait qu'on puisse utiliser les trous (manque d'électron) comme qubits mérite réflexion, modifiant la conception qu'on peut avoir d'une particule, si ce n'est de l'existence elle-même...

La nouvelle la plus importante du mois, c'est sans aucun doute la reconstitution de 355 gènes de la première forme de vie qui était encore incomplète, dépendant pour son énergie des cheminées hydrothermales (fumeurs noirs) où elle serait apparue avant de se transformer en bactéries et archéobactéries prenant leur indépendance par rapport à leur milieu initial. De quoi réduire les hypothèses sur l'origine de la vie même s'il reste pas mal d'inconnues. Par exemple, le rôle des ARN non codants, constituant la majorité du génome reste peu étudié alors qu'il se confirme comme très important, notamment dans la régulation du système immunitaire. Sinon, en utilisant des recombinases (enzymes servant aux manipulations génétiques avant les systèmes CRISPR), on a créé un biocomputeur à l'intérieur d'une cellule avec capacité de mémoire et de production de protéines fluorescentes de différentes couleurs en fonction de différents états de la cellule. On avait signalé le mois dernier l'utilisation de CRISPR pour enregistrer des événements dans l'ADN. C'est une version un peu plus élaborée et avec une autre méthode, ouvrant sur une ère nouvelle de manipulation du vivant. Les Chinois vont d'ailleurs appliquer la technique CRISPR pour la première fois sur des patients ayant un cancer du poumon et il semble bien que les moustiques modifiés pour lutter contre la dengue ont été efficaces.

Un autre domaine qui fait des progrès décisifs, c'est l'étude du cerveau dont le fonctionnement reste encore trop mal connu même si les réseaux de neurones sont à l'origine des progrès de l'Intelligence Artificielle et du deep learning. Ce n'est donc pas un mince résultat de disposer désormais d'une carte du connectome, permettant de mieux comprendre les différences individuelles par rapport à une organisation du cerveau assez universelle car déterminée génétiquement, limitant la plasticité du cerveau afin de pouvoir en spécialiser les fonctions, notamment dans le cortex. On aurait d'ailleurs réussi à distinguer les lieux de la délibération et de la décision dans le cerveau. Il serait possible sinon de lier le sentiment de soi aux battements de cœur, à notre attention à nous-mêmes, et si les problèmes de mémoire commencent à 40 ans, ce ne serait pas tant à cause d'un déficit neurologique mais par une plus grande vie intérieure moins attentive à l'extérieur ! En tout cas, après avoir vu autant de témoignages de l'intelligence animale, il me semble que Yves Coppens donne la bonne mesure de ce qui nous rapproche et nous différencie des chimpanzés en s'émerveillant de leur compréhension du langage des signes tout en se désespérant de leurs possibilités effectives qui restent très limitées.

Parmi les annonces à confirmer voire douteuses, il y a celle de pouvoir inverser la ménopause avec du plasma riche en plaquettes ainsi que le fait que les transfusions de sang de jeunes ou de femmes seraient plus dangereuses alors même que les transfusions de sang jeune ont un effet rajeunissant ? ?
 

- Numérique

Le succès immédiat rencontré par le jeu Pokémon Go représente la première véritable percée de la réalité augmentée dans le grand public. Sinon, la seule surprise du mois aura été que, non seulement on puisse piloter plusieurs drones en même temps par la pensée mais que ce serait même relativement facile ! On peut certes s'extasier sur le fait que l’ordinateur quantique de Google réussit à simuler une molécule, ce qui signifie que ça commence à marcher, mais quand même bien difficilement. Il n'est pas non plus si extraordinaire qu'on arrive à stocker chaque bit d'information dans un seul atome de chlorine car ce n'est pas vraiment opérationnel. Il faut, en effet, pour cela un microscope à force atomique et des températures proches du zéro absolu (voir aussi Futura-Sciences). Plus sérieusement, Microsoft parie sur le stockage dans l'ADN, bien plus durable que sur support magnétique même si, là aussi, pour l'instant c'est encore un peu trop cher et lent.

Elon Musk, qu'on peut définir comme un accélérateur d'innovations, vient de dévoiler la deuxième partie de son "master plan" qui se focalise cette fois sur le photovoltaïque domestique, les camions et bus autonomes mais surtout un service de partage de voitures autonomes qui permettra à leurs propriétaires d’être rémunérés lorsqu'ils ne les utilisent pas. On est très loin de ceux qui prétendent que l'autonomie est hors de notre portée... Il faut d'ailleurs bien reconnaître que ses entreprises risquées peuvent échouer. Ainsi, Tesla ne parviendra pas à tenir sa promesse de produire 500.000 véhicules par an à partir de 2018. Marchés, banquiers et experts s'interrogent sur la viabilité de la société d'Elon Musk, surtout depuis l'accident mortel en mode autopilot (qui lui a fait perdre le fournisseur de l'autopilot). De plus, le fait d'utiliser le deep learning rend difficile de comprendre ce que fait le programme (mais dans l'accident, il semble que ce soit plutôt une question de capteur optique). Une autre société Oxbotica propose pour sa part de transformer n'importe quel véhicule en voiture autonome avec la particularité d'apprendre d'abord la route du conducteur, ne proposant le passage en mode autonome que lorsque le parcours est assez bien reconnu et répété.

Pour la Science no 466, La turbulente histoire de la Lune

- La foule est-elle intelligente ?, p22

Il est possible qu'une forme de collaboration élargie en démocratie soit un enjeu de rénovation politique. Mais la question doit pouvoir s'adosser à des travaux identifiant les conditions idoines de son recours plutôt qu'à des déclarations de bonnes intentions qui peuvent se révéler contreproductives pour l'intérêt général. En d'autres termes, il faut y mettre un peu moins d'idéologie et un peu plus de science.

- Les voitures en quête d'autonomie, p47

L'automatisation complète des véhicules n'est pas pour demain. En revanche, la conduite automatisée dans des lieux et voies équipés à cet effet sera bientôt une réalité.

La vérité est qu'aucun connaisseur de l'automobile ne s'attend à ce que des systèmes automatiques de niveau 5 soient mis sur le marché dès 2020. Nous en sommes encore bien loin, contrairement à ce que veulent bien admettre les adeptes de l'automatisation.

Pour comprendre pourquoi, songez juste au nombre de fois où votre ordinateur personnel s'est figé. Si un système d'exploitation, tel celui qui anime votre machine, était responsable de la conduite d'une automobile, la mort pourrait survenir aussi souvent que les pannes de système sur un ordinateur personnel. Et même quand un tel logiciel évite les blocages, il arrive souvent qu'il se mette à fonctionner lentement : or sur la route, il suffit parfois qu'une réaction soit retardée d'un dixième de seconde pour qu'un accident se produise. C'est bien la nécessité de réactions ultrarapides qui risque de rendre les logiciels de conduite automatique dangereux en situation réelle. Ces derniers doivent donc être conçus et développés avec des exigences bien supérieures à celles des logiciels courants du commerce. Satisfaire à de telles exigences sera extrêmement difficile.

En fait, nous ne sommes même pas près d'avoir des automatisations de la conduite de niveau 3. Comment, en effet, recapter efficacement l'attention d'un conducteur en cas d'urgence ? Est-ce même pensable s'il s'est endormi ? J'ai entendu les représentants de certains constructeurs automobiles dire que ce problème est si grave que cela les amène à renoncer à des automatisations de niveau 3. En fait, il est tout à fait possible que, en dehors des dispositifs d'assistance en situation d'embouteillage, l'automatisation de niveau 3 ne voie jamais le jour.

Cependant, dans la décennie qui vient, l'automatisation de la conduite au niveau 4 prendra sans doute la forme d'autoroutes automatisées, où des véhicules seront automatiquement conduits sur les portions d'autoroute prévues à cet effet. Ils ne seront probablement utilisés que par beau temps, sur des tronçons d'autoroutes cartographiés dans le moindre détail.

L'article est raisonnable mais il est probable que des entrepreneurs audacieux comme Elon Musk passent outre ces précautions (si ce n'est les Chinois), les avantages étant trop importants. C'est comme si on disait que les automobiles ne pourraient rouler que si elles étaient sûres à 100% (accepter les accidents de chemins de fer par exemple n'a pas été de soi).

- Qui a détruit la cité biblique de Hatsor ?, p52

En ce temps-là, Josué revint et s'empara de Hatsor dont il tua le roi d'un coup d'épée. Hatsor était jadis la capitale de tous ces royaumes. On passa aussi au fil de l'épée tout ce qui s'y trouvait de vivant, en vertu de l'anathème. On n'y laissa pas âme qui vive et Hatsor fut livrée au feu. (Josué 11:10-11)

Rappelez-vous que votre religion a été aussi très violente ! Le problème n'étant pas des violences d'il y a 3000 ans, ce qui était monnaie courante, mais d'en faire un texte sacré dont la violence peut se réclamer. En tout cas, la nouveauté, c'est que l'archéologie confirmerait les récits bibliques cette fois (y compris dans leurs horreurs) alors que c'était plutôt le contraire avant (le retournement date de quelques années maintenant). C'est sans doute une vérité arrangée mais qui renvoie bien, au moins en partie, à des événements réels. La conquête de la région par des semi-nomades, qui n'étaient pas encore monothéistes mais avaient sans doute déjà un culte de Yahvé (et de sa femme Ashera) ne serait donc pas seulement une reprise de l'épopée de Sargon (sauvé des eaux dans une corbeille de roseaux). Il faut tenir compte aussi du fait que cette région est celle de la plus ancienne civilisation, remontant très loin dans le passé.

La période cananéenne de Hatsor (à partir de 2600) prit fin avec la destruction subie par la cité au XIII^e siècle avant notre ère. Et le passage de Hatsor de l'âge du Bronze à celui du Fer, vers 1200-1000, s'est accompagné d'un changement de population, les Cananéens laissant la place aux Israélites – une nouvelle population sémitique semi-nomade qui allait devenir monothéiste.

On estime que la Grande Hatsor comptait environ 15 000 habitants. À l'âge du Fer, où seule la ville haute a été de nouveau habitée, on estime la population à 1200-1500 âmes.

À partir du XXIII^e siècle avant notre ère, à l'âge du Bronze intermédiaire (environ 2300 à 2000), on assiste en Canaan à un déclin de la culture urbaine qui avait commencé à s'y développer presque mille ans plus tôt et qui avait culminé à l'âge du Bronze ancien III. Ce déclin progressif s'est produit en même temps que l'affaiblissement des grandes puissances du Proche-Orient ancien, à savoir l'Égypte et la Mésopotamie. Il semble que la région ait alors sombré dans une période marquée par de fréquents changements de pouvoir et mouvements de populations. Ainsi, le centre urbain qu'était Hatsor a laissé place à un village dont on ne connaît pas encore l'étendue exacte. Les habitations étaient toutes constituées de murs de pierre peu épais, contrastant nettement avec la nature monumentale des bâtiments antérieurs ou postérieurs.

Après un millénaire pendant lequel l'implantation humaine à Hatsor est restée circonscrite à la ville haute, l'âge du Bronze moyen (1700 à 1450) a vu s'édifier la ville basse. S'étendant sur environ 70 hectares, soit plus de dix fois sa taille d'origine, Hatsor est alors devenue, vers le XVII^e siècle, l'une des plus grandes cités de la région.

Vers la fin de l'âge du Bronze final, au XIII^e siècle, le palais cérémoniel montre de nets signes de détérioration et de déclin, et des signes comparables sont évidents ailleurs, dans la ville basse comme dans la ville haute.

Peu après, Hatsor a été entièrement dévorée par les flammes. L'incendie s'est accompagné d'une forte conflagration qui a dévasté le palais cérémoniel, faisant fondre les briques des murs de la grande salle, de même que certaines des céramiques qui s'y trouvaient.

Il est tentant de penser que cet incendie est celui mentionné dans ces lignes de la Bible : « Mais Israël ne brûla aucune des villes situées sur des collines, à l'exception de Hatsor, qui fut brûlée par Josué » (Josué 11 : 13).

Nous ne disposons d'aucun indice suggérant qu'un autre groupe que les Israélites ait pu être à l'origine de la chute de Hatsor. Leur présence dans la région à l'époque est attestée par ailleurs, et c'est le seul groupe dont l'implication est relatée dans un récit explicite. Cette destruction devrait donc leur être attribuée, jusqu'à preuve du contraire.

La fin de l'âge du Bronze final est caractérisée par une crise qui a frappé toute la région, conduisant au déclin des puissances d'autrefois (Égypte, Assyrie, Hittites...). Ce vide a été exploité par divers groupes ethniques, dont les Grecs, qui se sont implantés en Asie Mineure à cette période, les Araméens, qui ont colonisé certaines régions de Syrie, et les Arabes, qui se sont infiltrés dans la péninsule Arabique. Le sud de Canaan est donc devenu vulnérable, et les Israélites se sont simplement trouvés au bon endroit au bon moment…

Presque deux cents ans se sont écoulés entre la destruction de Hatsor et les premières implantations israélites sur le site, mais pendant ce laps de temps, les ruines de l'ancienne cité n'ont pas disparu et bien souvent, les nouveaux habitants vivaient tout près d'elles. Ceux qui ont construit le lieu de culte au voisinage immédiat des ruines du palais cérémoniel édifié au XV^e siècle pouvaient voir ces vestiges : l'amas de ruines dominait les alentours de deux mètres ou plus et est resté dressé, abandonné, jusqu'à la fin du village de l'âge du Fer. Respect, crainte et interdiction sont trois concepts susceptibles d'expliquer l'aménagement de lieux de culte face aux ruines.

La Hatsor du X^e siècle était un village assez modeste. Un changement majeur s'est produit au IX^e siècle. Hatsor a alors prospéré sous la dynastie des Omrides et est devenue un centre administratif de premier plan du royaume israélite.

Les deux cents ans d'existence de la Hatsor de l'âge du Fer, depuis sa refondation (probablement sous le règne de Salomon) jusqu'à sa destruction (et la déportation de ses habitants en Assyrie, selon la Bible) sont représentés par six strates archéologiques et leurs subdivisions. C'est la séquence de peuplement la plus détaillée et la plus complète de tous les sites de l'âge du Fer sur le territoire israélien.

Brèves et liens

Physique

cosmologie, physique quantique, nanotechnologies

- L'oscillation des neutrinos dans le temps dépend de leur mesure

En 1985, le prix Nobel de physique Anthony Leggett a poussé le débat entre Einstein et Bohr un cran plus loin en compagnie de son collègue Anupam Garg. Les deux chercheurs ont proposé un autre test de la mécanique quantique avec une nouvelle inégalité portant leur nom. Leur travail est parfois considéré comme l’analogue du théorème de Bell mais dans le temps et non plus dans l’espace. Il suppose des mesures non pas de deux systèmes physiques en état d’intrication quantique mais plusieurs mesures à des moments différents d'un même système en état de superposition quantique évoluant dans le temps.

Les neutrinos initialement de type muonique peuvent devenir « électroniques ». Comme on s’y attendait, les corrélations mesurées violent l’inégalité de Leggett-Garg en plein accord avec les prédictions de la mécanique quantique. Ce ne serait donc en effet qu’au moment de la mesure que la nature des neutrinos prendrait une réalité bien définie au sens classique, alors qu’elle resterait une superposition oscillante durant le trajet. Il ne faut donc pas voir dans cette oscillation un neutrino qui passerait constamment d’un état à un autre pendant son voyage.

- Utiliser les trous comme qubits

Ce qui est intéressant, c'est de voir comme une absence de particule (d'électron) peut se comporter exactement comme une particule (positon), mieux, cette particule fantôme se révèle plus résistante à la décohérence.

Lorsqu’un électron passe de la bande de valence à la bande de conduction, par exemple en absorbant un grain de lumière, il laisse derrière lui une sorte de trou dans la bande de valence qui va se comporter comme une particule massive de charge opposée, donc positive. Il se crée ainsi une paire électron-trou capable de se déplacer dans le semiconducteur.

Tout comme les électrons, ils se comportent comme s’ils avaient un moment cinétique intrinsèque, un spin. Il devrait donc être possible de les exploiter de la même manière que des électrons, et de leur faire porter des qubits, les analogues des bits classiques en théorie de l’information quantique.

Puisque les trous ont une charge et un spin, ils sont comme des toupies aimantées. En utilisant un champ magnétique, on peut faire basculer ce spin vers le haut ou vers le bas, les deux seules valeurs possibles en physique quantique. Voilà de quoi, en théorie, coder des « 0 » et des « 1 » sous la forme d’états de spin, dits « haut » ou « bas ». Or, d’ordinaire, le champ magnétique produit dans les noyaux des atomes par les protons et neutrons (qui sont aussi des sortes de toupies aimantées car ils contiennent des quarks chargés) va perturber l’orientation de ces spins. Il n’est pas le seul, d’autres effets entrent en jeu, notamment si le corps porteur des qubits contient de la chaleur.

Dans les deux cas, c'est le phénomène de la décohérence, celui qui rend difficile et peut-être impossible la réalisation d’ordinateurs quantiques capables de supplanter les ordinateurs classiques, au moins dans la résolution de certains problèmes. La bonne nouvelle est que d’après les travaux de l’équipe de chercheurs publiés dans la revue Nature Materials, les trous sont moins sensibles que les électrons aux champs magnétiques des noyaux. De sorte qu’au moins à basse température, l’écriture et la lecture des qubits d’informations pour des calculs quantiques sont moins sujettes à la dégradation qu’avec des électrons.

- La lumière capturée pendant 2,5 millisecondes

Ils ont pour cela utilisé des microrésonateurs optiques à modes de galerie: des sphères de 100 micromètres de diamètre constituées d'un verre de fluorure dopé à l'erbium. À l'approche d'une fibre optique du microrésonateur, une partie de la lumière qui passe à proximité va y pénétrer. Les photons vont alors devoir effectuer un peu moins d'un millier de tours dans la sphère avant de pouvoir en sortir. Ils vont également interagir avec les ions d'erbium en présence, ce qui les ralentit. Alors que les photons effectuaient le millier de tours en 300 picosecondes, il leur faut à présent 2,5 millisecondes.

- La transmission par laser à haut débit

Les fibres optiques fluorescentes comportent des colorants organiques qui absorbent la lumière laser bleue et la ré-émettent en vert, concentrée vers un petit photodétecteur, permettant un débit de 2 gigabits.

C'est un projet de Facebook, toujours pour amener l'internet aux régions reculées.

- Inverser une onde par une accélération verticale

Ce qui se prétend un miroir temporel voire une inversion de l'entropie n'est qu'une expérience amusante.

Leur dispositif expérimental consiste en une cuve d’eau dans laquelle ils créent une onde dont la structure peut être plus ou moins complexe, des simples cercles concentriques jusqu'aux vagues désordonnées (provoquées par l'immersion d'une tour Eiffel miniature !). Au début de l’expérience, l’onde se propage, puis les chercheurs créent une perturbation forte mais très brève, dans ce cas précis une accélération verticale de la cuve. L’onde se divise alors en deux : la première continue de se propager normalement tandis que la seconde rebrousse chemin et se refocalise à la source de l’onde initiale. Cette seconde onde équivaut à l’onde initiale qui remonterait le temps.

- Des superatomes miment les propriétés d'autres atomes

Ces superatomes mettent en commun leurs électrons dans les orbites autour d'un noyau central, et étant donné que ces couches électroniques déterminent les propriétés chimiques d'un atome, le superatome acquiert ces caractéristiques.

- Notre galaxie ferait partie d'une région de l'univers en train de se vider

Les chercheurs pensent avoir identifié une bien curieuse zone céleste que, faute de mieux, on appellera le "Grand Repoussoir" ("The great repeller"). Notre irrésistible mouvement de 630 km/s naîtrait "d'un phénomène d'évacuation. Nous serions en quelque sorte repoussés par une région de l'univers en train de se vider. Et qui devient de plus en plus vide".

- La neuvième planète aurait fait basculer les orbites du Système solaire

La neuvième planète du Système solaire n'a toujours pas été observée. Mais en attendant la preuve de son existence, les astronomes viennent de découvrir un argument de plus pour la prendre au sérieux. Les perturbations gravitationnelles qu'elle exercerait rendent compte d'une énigme de la mécanique céleste, l'inclinaison des orbites des autres planètes par rapport à l'équateur du Soleil.

- Les plans de la Nasa pour Mars

La Nasa planifie la prochaine décennie de l’exploration robotique de la planète Mars, avec en ligne de mire une mission habitée à l’horizon 2030. L'année 2020 verra le lancement de deux rovers, ceux de l'Agence spatiale européenne et de la Nasa. En 2022, c'est un orbiteur qui partira vers la Planète rouge.

- Un nanofil électrique biologique de 1,5 nanomètres

En modifiant des bactéries Géobacter qui créent des nanofils microbiens (filaments de protéines conductrices) afin de remplacer un acide aminé utilisé par du tryptophane, on obtiendrait une excellente conductivité, ce qui permettrait de fabriquer des circuits nanométriques plus facilement qu'avec les techniques actuelles.

Climat

climat, énergies, écologie

- L'astéroïde cause de la fin des dinosaures est tombé sur des réserves de pétrole

Les hydrocarbures présents dans la suie produite par l'impact auraient conduit à une longue période d'obscurité entraînant une baisse drastique de la température atmosphérique.

Voir aussi Futura-Sciences. Cela pourrait expliquer que des crocodiles auraient survécu dans l'eau mais n'explique ni la disparition des reptiles marins ni la survie des oiseaux.

- Le réchauffement climatique modifie les nuages et renforce l'effet de serre

Les couloirs atmosphériques dans lesquels se déplacent les tempêtes se retirent vers les pôles, tandis que les zones arides subtropicales, dépourvues de nuages pluvieux, s’étendent et que le sommet de la couche nuageuse est de plus en plus haut.

L’expansion des zones subtropicales dépourvues de nuages diminue la réflexion des radiations solaires vers l’espace, et la hausse du sommet de la couche nuageuse augmente l’effet de serre.

- Les bulles de méthane en Sibérie

- Convertir la cellulose en hydrogène avec le soleil et du nickel

L'herbe du jardin ferait l'affaire, telle quelle.

- Des photos photovoltaïques

En Finlande, une équipe de l'université d'Aalto a mis au point un procédé d'impression par jet d'encre qui produit des cellules photovoltaïques sous la forme d'images et de texte à l’aide d’un colorant spécial. Elles pourraient servir à alimenter de petits appareils électriques, voire être intégrées à leur décoration.

- Des tuiles de récupération d'énergie pour que vos pas allument les réverbères

Lorsque l’on marche dessus, les tuiles s’enfoncent légèrement, procurant une sensation proche de celle des revêtements sécurisés dans les airs de jeux pour enfants. La force verticale actionne un volant d’inertie qui tourne pendant une quinzaine de secondes et convertit l’énergie cinétique en courant électrique via une induction électromagnétique.

Selon Pavegen, sa troisième génération de tuiles de forme triangulaire peut actionner simultanément trois volants d’inertie et produire cinq watts par pas.

Par ailleurs, la jeune pousse britannique a imaginé un système de rémunération original. Les personnes intéressées peuvent en effet installer une application pour smartphone codéveloppée avec Tribal Planet qui récupère les informations de leur passage sur une zone Pavegen via une liaison sans fil. Chaque pas est ensuite converti en une monnaie numérique. L’argent peut être accordé par une marque dans le cadre d’un programme de fidélisation ou bien servir pour faire des dons à des œuvres de charité.

- Des progrès de l'énergie osmotique

Les chercheurs de l’EPFL ont développé une membrane sélective en disulfure de molybdène de seulement trois atomes d’épaisseur qui permet de tirer un maximum de profit de l’énergie osmotique.

Une telle membrane d’un mètre carré pourrait alimenter plusieurs dizaines de milliers d’ampoules basse consommation.

- Une batterie redox à base de vitamine B2

- Mesurer la consommation de nos appareils pour la diminuer

Lauréate du prix EDF Pulse 2016 dans la catégorie « habitat connecté », la jeune pousse ukrainienne Ecoisme a conçu un boîtier qui détecte tous les appareils branchés au réseau électrique domestique et préconise pour chacun l’usage optimal afin de réduire la facture d’énergie.

Ce capteur relié au réseau électrique domestique identifie tous les appareils branchés et affiche leur consommation électrique individuelle. Grâce à une application mobile pour smartphone et tablette, l’utilisateur visualise le gaspillage et reçoit des recommandations pour économiser l’énergie.

Il y a d'autres systèmes semblables comme Sense.

- Cyclotron bike : le vélo sans rayons

Le Cyclotron est entièrement réalisé en carbone. Ce qui ressemble à des roues sont en fait des tubes circulaires, reliés à l’arrière au cadre et à l’avant à la potence. Les roues proprement dites sont situées à l’intérieur de ces tubes où elles sont en contact avec le sol grâce à une petite ouverture située dans la partie basse des tubes.

- Des bactéries pour augmenter les rendements sans OGM ni pesticides

Un nouveau traitement des graines de coton avec des bactéries et champignons symbiotiques, un peu comme les bonnes bactéries dans nos intestins, aide les cultures à se développer dans des conditions de sècheresse.

- Des bactéries rendent les eaux usées potables et produisent de l'électricité

Cette pile à combustible microbienne du Maryland, appelé BioVolt, peut convertir 2 250 litres d'eaux usées par jour en suffisamment d'eau potable pour 15 personnes tout en générant plus d'électricité qu'elle en consomme.

C'est d'autant plus important que les usines conventionnelles de traitement des eaux sont des gouffres énergétiques, consommant 1,5 kW/h pour chaque kilogramme de polluants traité. Aux Etats-Unis, cela représente le montant exorbitant de 3% de la demande totale d'énergie.

- Des nanoparticules pour distiller les eaux usées

L'oxyde de graphène a été considéré comme un véritable matériau miracle ; lorsqu'il est incorporé à de la mousse de nanocellulose, cela donne une substance légère, solide et flexible, très bonne conductrice aussi bien de la chaleur que de l'électricité.

Biofoam combine de la cellulose produite par des bactéries et de l'oxyde de graphène. Cela donne une structure bi-couche avec l'oxyde de graphène absorbant la lumière et de la mousse de nanocellulose en-dessous. Le processus est extrêmement simple. Lorsqu'on pose la mousse sur l'eau, le réseau de fibre de cellulose amène l'eau à la surface où elle s'évapore tout en minimisant la perte de chaleur, la mousse servant d'isolant.

Le nouveau Biofoam est également extrêmement léger et peu coûteux à fabriquer, ce qui en fait un outil viable pour la purification de l'eau et le dessalement.

- Filtrer l'urine pour en faire de l'eau puis de la bière

- Des murs végétalisés à Paris pour absorber la pollution

Place de la Nation, à Paris, la start-up allemande Green City Solutions a installé trois murs végétalisés qui absorbent les particules fines et le dioxyde d'azote avec, pour chacun, une efficacité équivalente à celle de 275 arbres. Autonomes en énergie et en eau, ils sont dotés de capteurs qui analysent la qualité de l'air.

Selon ses concepteurs, un City Tree peut réduire la pollution de l’air de 30 % dans un rayon de 50 mètres. Il se compose d’une mousse formée par des plantes vasculaires qui absorbent la pollution atmosphérique à proximité. Concrètement, le mur végétalisé peut « manger » les particules fines, le dioxyde d'azote et l’ozone puis convertir l’ensemble en biomasse.

Par ailleurs, l’air purifié est naturellement refroidi à environ 17 degrés avec une fraîcheur ressentie dans un rayon de cinq mètres. Dotée de panneaux solaires et d’un système de récupération de l’eau de pluie, l’installation est autonome et ne nécessiterait que quelques heures de maintenance par an.

- Des constructions bioclimatiques à base de pneus et de terre

Biologie

évolution, génétique, éthologie, anthropologie, neurologie

- Les 355 gènes de la première forme de vie encore incomplète

Le dernier ancêtre commun universel (LUCA) viendrait de sources hydrothermales avec de l'eau chaude riche en hydrogène, dioxyde de carbone et minéraux. LUCA ne serait qu'à moitié vivant car dépendrait de réactions abiotiques pour produire de nombreux produits chimiques dont il avait besoin.

LUCA aurait émergé il y a environ 3,8 milliards d'années, donnant naissance à deux types de cellules simples: les bactéries et les archées. En recherchant les gènes communs à presque toutes les cellules vivantes aujourd'hui, des études précédentes avaient déjà identifié une centaine de gènes presque certainement présents dans LUCA.

Parmi les 355 gènes reconstitués, il y a certains gènes universels, tels que ceux impliqués dans la lecture du code génétique mais d'autres sont liés à des conditions de vie très spécifiques.

Une caractéristique de presque toutes les cellules vivantes est qu'elles pompent des ions à travers une membrane pour générer un gradient électrochimique, puis utiliser ce gradient pour rendre la molécule ATP riche en énergie. Il semble que LUCA n'ait pas été capable de générer un tel gradient, se contentant d'exploiter un ATP présent dans le milieu.

Cela correspond à merveille avec l'idée que la première forme de vie a obtenu son énergie du gradient entre l'eau chaude évacuée par des cheminées et l'eau de mer. C'est seulement après que la capacité de générer des gradients sera acquise, permettant de s'émanciper de ces conditions initiales en deux occasions au moins - donnant lieu à la première archées pour l'une et aux bactéries pour l'autre.

Il n'a pas été trouvé non plus de gènes impliqués dans la fabrication des acides aminés, les blocs constitutifs des protéines. LUCA pourrait avoir dépendu acides aminés produits spontanément [mais c'est peut-être qu'on n'a pas trouvé les bons gènes].

Tout cela est passionnant, bien que fragile, renforçant l'hypothèse des sources hydrothermales avec le passage plus tardif aux cellules autonomes. Donc, d'une certaine façon le métabolisme est bien premier. Sauf qu'il faut supposer toute une évolution préalable menant à la génétique, un monde à ARN avant l'ADN dont le système de reproduction et de correction d'erreurs enclenche une évolution anti-entropique qui est le véritable phénomène vivant dont l'énergie vient de toutes façons de l'extérieur (soleil, nourriture). Voir aussi Futura-Sciences :

On peut en déduire que Luca était anaérobie, donc ne respirait pas de l’oxygène, que son métabolisme était basé sur le gaz carbonique, l’hydrogène et l’azote sans l’aide de la lumière et qu’il fonctionnait à une température d’environ 100 °C. Les métaux comme le fer, le nickel et le molybdène y jouaient un rôle, ainsi que le soufre et le sélénium.

Ce métabolisme semble en fait avoir beaucoup de points communs avec celui d'un grand groupe de bactéries, les Clostridia, et, ce qui est plus intéressant, avec les archées méthanogènes. En fait, Luca ressemble beaucoup à ce qu’on attendrait d’une forme de vie qui aurait émergé dans les fameuses sources chaudes hydrothermales au fond des océans, ce qui accrédite un peu plus l’idée que c’est là que la vie serait apparue sur Terre.

- Etude de l'évolution de protocellules

Ces simulations n'ont aucun rapport avec l'origine effective de la vie mais mettent en évidence la nécessité de 2 temps successifs : un premier temps où un environnement stable fournissant l'énergie permet l'auto-organisation de structures réplicatives, puis un deuxième temps d'une environnement enrichi ou changeant qui enclenche l'évolution.

- L'évolution était plus rapide dans les océans chauds de l'Archéen

La température des océans archéens reste mal connue et fait toujours l'objet d'un débat. Pour beaucoup, elle était comprise entre 50 et 80 °C pendant toute cette période. Cela ne gênait peut-être pas les premiers organismes, surtout (c'est aussi une hypothèse) s’ils sont nés dans les cheminées hydrothermales où les températures dépassent facilement la centaine de degrés. Aujourd'hui, des organismes extrêmophiles y vivent toujours.

La vitesse des réactions chimiques augmente avec la température selon la loi d'Arrhenius (pour beaucoup de réactions, elle est doublée, voire plus, tous les 10 °C). Les chercheurs ont examiné plus particulièrement la vitesse de la réaction dite de désamination de la cytosine, une des bases de l’ADN, la lettre « C » du code génétique, donnant la thymine, le « T ». À la grande surprise des chercheurs, la vitesse de cette désamination s’est révélée très sensible à la température, de sorte qu’à la frontière entre l’Hadéen et l’Archéen, le taux de mutation de l’ADN pouvait être 4.000 fois supérieur à celui d’aujourd’hui. Il semble même, en tenant compte d’un refroidissement plausible de l’eau des océans durant l’Archéen, que plus de 99 % des mutations subies par l’ADN de cette façon se soit produites pendant cette période.

- Des nanodétecteurs ADN

L'idée est de nouer deux anneaux d'ADN, l'un pour détecter une substance quelconque, l'autre pour signaler sa présence.

Lorsque l'anneau, faisant office de verrou, est exposé à la moindre trace de la substance cible, il s'ouvre, libérant ainsi l'autre anneau d'ADN, qui se réplique rapidement en créant un signal, tel qu'un changement de couleur.

Par ailleurs, en utilisant des recombinases (enzymes servant aux manipulations génétiques avant les systèmes CRISPR), on a créé un biocomputeur à l'intérieur d'une cellule avec capacité de mémoire et de production de protéines fluorescentes de différentes couleurs en fonction de différents états de la cellule.

- Les céphalopodes voient les couleurs avec la focale de leur seul photorécepteur

Les céphalopodes ne possèdent en effet qu’un seul type de photorécepteurs et ne peuvent donc pas voir les couleurs.

Leur hypothèse est que ces invertébrés marins peuvent ajuster la focale de leurs yeux pour détecter les différentes longueurs d’ondes de la lumière et ainsi reconstituer une image en couleur de leur environnement. La pupille de ces animaux est désaxée et prend la forme d’un « U ». Cette structure maximise la séparation des couleurs aux dépends de la résolution de l’image, par le phénomène d'aberration chromatique. Bien connue des astronomes amateurs, l'aberration chromatique survient lorsque un rayon lumineux traverse le bord d’une lentille : les différentes longueurs d'ondes qui le composent convergent alors à des distances différentes, ce qui provoque l'apparition de bandes colorées et floues sur les bords de l'image.

- Un autre prédateur avait les mêmes petits bras que le Tyrannosaure

Cela prouve que ces petits bras avaient une fonction importante, sans qu'on sache vraiment laquelle...

Voir aussi Futura-Sciences.

- Les chèvres se tournent vers le humains pour résoudre un problème

Une étude montre que face à un problème insoluble, les chèvres regardent les humains en quête d’une aide… à l’image des bébés, des chiens et des chevaux.

Un trait que partageraient donc les animaux de compagnie et les animaux d’élevage… et qui pourrait donc, bel et bien, être dû à la domestication.

"Les chèvres ont été les premiers animaux de bétail domestiqués par l’Homme, il y a 10.000 ans. Grâce à nos recherches passées, on savait déjà que les chèvres étaient moins bêtes que leur réputation ne le laissait penser, mais ces résultats montrent qu’elles sont capables de communiquer et d’interagir avec leurs éleveurs bien qu’elles ne soient ni des animaux de compagnie, ni des bêtes de somme".

- Des oiseaux guident les humains vers les nids d'abeilles

Les grands indicateurs (Indicator indicator, ou honeyguides en anglais) sont une espèce d’oiseau endémique de l’Afrique subsaharienne. Se nourrissant de cire d’abeille, ils connaissent la position des ruches dans les arbres. De leur côté, les hommes, friands de miel, possèdent tous les outils pour chasser les abeilles et ouvrir les ruches. Ensemble, homme et oiseau forment un duo efficace pour la chasse au miel. Leur coopération est un exemple rare de mutualisme entre des humains et des animaux sauvages en liberté. En effet, une fois le miel récolté, les chasseurs laissent la cire derrière eux pour le plus grand bonheur des indicateurs.

Mais comment fonctionne cette collaboration ? Pour attirer l’attention des hommes, les oiseaux se mettent à chanter fort, puis ils volent d’arbre en arbre en direction de la ruche jusqu’à ce que leur coéquipier l’ait trouvée. Réciproquement, les chasseurs de miel utilisent eux aussi un son particulier pour attirer l’attention de leurs guides à plumes : un grognement léger suivit d’un fredonnement (« brrrr-hm »).

Voir aussi Sciences et Avenir.

- Des lémuriens addicts à l'alcool

Ces primates qui ont une version de l'enzyme appelée alcool déshydrogénasese permettant de le métaboliser, tout comme le dernier ancêtre des humains, des chimpanzés et des gorilles, se délectent de nectar alcoolisé. Selon le scientifique, un des avantages serait que l'alcool fait des vapeurs et que l'odeur de ces vapeurs peut aider les animaux à localiser des fruits et des fleurs comestibles. Il est possible qu'ils obtiennent aussi un avantage alimentaire de son ingestion du fait que l'alcool ralentit le métabolisme et favorise le stockage des graisses.

- Chez les bonobos, on ne peut savoir quand la femelle est féconde

Il est bien connu depuis longtemps que la sexualité des bonobos, tout comme celle des humains, s'affranchit des périodes de reproduction, ayant un rôle social important de renforcement des liens et d'apaisement des tensions. Ce qu'on apprend ici, c'est que le signe extérieur de fécondité que constitue normalement le gonflement des ovaires, et qui est spectaculaire chez les bonobos, ne correspondrait pas forcément à l'ovulation. Ce serait pour cela que les mâles ne se battent pas pour une femelle et que ce sont les femelles qui sont dominantes, choisissant leur partenaire (ce qui pourrait se vérifier chez les hommes sauf que l'importance de la force et des armes dans notre histoire renforcent plutôt la domination masculine).

Yves Coppens me semble donner la bonne mesure de ce qui nous rapproche et nous différencie des chimpanzés en s'émerveillant de leur compréhension du langage des signes tout en se désespérant de possibilités restant très limitées. On pourrait dire la même chose pour une vidéo d'un orang-outang qui joue au Lego, à la fois étonnant et très primitif. Une étude vient de montrer aussi que l'utilisation d'outils par les chimpanzés dépend de leur épuisement, notamment lorsqu'ils viennent de voyager. C'est la confirmation qu'une innovation s'impose par la pression du milieu et non par un goût de l'innovation. Les auteurs pensent aussi que les déplacements humains avec de longues marches à pied auraient eu un rôle dans l'adoption d'outils. Il y a aussi un orang-outang qui arriverait à imiter les sons du langage par imitation, montrant qu'ils auraient la possibilité de contrôler les sons qu'ils émettent.

- Homo erectus marchait comme nous il y a 1,5 million d'année

Les analyses ont montré qu’au moins un de ces individus a laissé des traces indiscernables de celles qu’aurait laissé un Homo sapiens pieds nus. On peut raisonnablement en déduire qu’Homo erectus disposait de pieds dont l’anatomie et le fonctionnement étaient très similaires à ceux de l’Homme moderne.

Les chercheurs semblent également parvenus à tirer des informations concernant l’éthologie des Homo erectus. Les caractéristiques des traces retrouvées permettent de penser que l’on était en présence d’adultes de sexe masculin se déplaçant en groupe. Cela suggère qu’ils étaient capables de coopérer, ce qui est un comportement à la base de ceux séparant Homo sapiens des autres primates.

Les singes aussi se déplacent en groupe pourtant !

- Des Asiatiques avec des gènes d'Homo erectus ?

Bien qu'on soit tous les descendants d'une toute petite population africaine de Sapiens qui a supplantée les autres autour de 70 000 ans (on peut penser que l'éruption du Mont Toba a eu un rôle mais cela ne semble pas avoir provoqué d'extinction humaine pourtant) et qu'en dehors de l'Afrique nous descendons tous d'une petite population sortie d'Afrique juste avant que la dernière glaciation ne coupe le chemin, vers 60 000 ans, la génétique des populations peut sembler reconstituer d'une certaine façon les races par leur généalogie, caractérisant les européens par leur croisement avec Néandertal (un pourcentage très faible lié à l'immunité et peut-être même pas à la peau blanche) et les asiatiques par leur croisement avec l'homme de Denisova, sauf qu'en Asie, c'est plus compliqué et on trouverait des traces d'une autre espèce (si ce n'est plusieurs). En fait, c'est le génome des Andamanais (des îles Andaman, près de l'Inde, j'y avais vu le paradis sur Terre!), qui comporte des gènes d'un ancêtre inconnu qui pourrait être un Homo erectus. Ce n'est pas très étonnant, des croisements avec des Homo erectus étant sûrement à l'origine de la transmission d'adaptations locales comme pour les Tibétains des hautes montagnes. Nous pourrions nous-même en avoir bénéficié à travers Néandertal qui a dû rencontrer des Homo erectus sur son chemin lui aussi.

- Le cannibalisme des Néandertals

Il existe des preuves sur différents sites (par exemple la Chapelle-aux-Saints en France, et Sima de las Palomas en Espagne) que les Néandertaliens enterraient les morts. D'autres sites montrent que les Néandertaliens ont mangé la viande et brisé les os de leurs compagnons pour s'en nourrir. La preuve de ce comportement anthropophage a été découvert en différents sites (par exemple Moula-Guercy, Les Pradelles, en France et Zafarraya, El Sidrón, en Espagne).

Jusqu'à présent, il y avait trois sites dans lesquels les Néandertaliens avaient utilisé les os d'un Neandertal pour façonner des outils en pierre : un fragment du fémur dans le cas de Krapina en Croatie et Les Pradelles ainsi qu'un fragment de crâne à La Quina en France. Goyet a fourni 5 ensembles de restes humains utilisés comme retoucheurs, qui double presque le record jusqu'à présent sur un seul site.

Voir aussi Sciences et Avenir. Une étude prétend que le cerveau de Néandertal se développait comme le nôtre et qu'il avait les mêmes performances cognitives, ce qui est douteux, de même que la prétention qu'il aurait eu un langage comparable au nôtre. Je rappelle à chaque fois (ce qu'ils devraient savoir) qu'on ne peut comparer les rares traces symboliques de Néandertal avec leur profusion chez Sapiens, qu'un langage narratif et une culture évoluée exigent des communautés plus importantes que celles de Néandertal (et donc une baisse de la testostérone). Cela ne veut pas dire qu'un Néandertal adopté par des Sapiens n'aurait pu parler et s'adapter mais qu'il y avait un saut culturel immense avec la vie des petits groupes de néandertaliens.

- Les manteaux de Sapiens l'auraient mieux protégé du froid

Nos ancêtres auraient inventé des manteaux doublés de fourrure très confortables, semblables à nos parkas modernes.

Il ne semble pas que Néandertal utilisait la couture pour se confectionner des vêtements de peau, ce qui confirme la différence de techniques évoluées mais faire du froid la cause de la disparition des néandertaliens est problématiques car ils avaient survécu à d'autres glaciations. Un autre avantage de Sapiens aurait été de mieux supporter la fumée (il y aurait donc eu une série de petits avantages).

- Un appareil pour faire des cordes de 40 000 ans

C'est un morceau d’ivoire de mammouth soigneusement sculpté et magnifiquement préservé, long de 20,4 cm avec quatre perforations de 7 à 9 mm de diamètre. Chacun des orifices porte des entailles hélicoïdales profondes. Autrement dit, un appareillage conçu pour tisser des cordages. (Les fibres végétales étaient passées à travers les différents trous, puis ensuite torsadées ensemble, dans un mouvement de rotation, pour former une corde unique).

- Importance du commerce du chanvre au néolithique

L'herbe apparaît dans l'archéologique du Japon et de l'Europe de l' Est presque exactement en même temps, entre environ 11.500 et il y a 10.200 ans. "La plante de cannabis semble avoir été largement diffusée à partir de 10.000 ans, ou même plus tôt" aussi bien pour ses propriétés psychoactives que comme source de nourriture ou de médicaments ainsi que pour fabriquer des textiles et cordes, mais c'est seulement il y a environ 5000 ans, au début de l'âge du bronze, que la consommation de cannabis en Asie de l'Est s'est intensifié.

Les éleveurs nomades de la steppe eurasienne avaient alors maîtrisé l'équitation, ce qui leur permettait de couvrir de grandes distances et de commencer à mettre en place des réseaux commerciaux transcontinentaux suivant les mêmes voies que la route de la soie, plusieurs millénaires après. C'est une population pastorale nomade de la steppe - les Yamnayas, l'une des trois tribus principales ayant fondé la civilisation européenne et ancêtres des Scythes - qui aurait diffusé alors, à la fois vers l'est et l'ouest, le cannabis et la pratique de le fumer pour les fêtes ou les rituels.

Voir aussi Sciences et Avenir.

- Analyse génétique des migrations et mélanges des premières populations agricoles

Cette étude révèle qu'il y avait au départ trois populations agricoles génétiquement distinctes au Proche-Orient à l'aube de l'agriculture il y a 12 000 à 8000 ans: un premier groupe bien connu en Anatolie (Turquie actuelle) et 2 nouveaux groupes identifiés en Iran et au Levant.

"Nous avons constaté que la population relativement homogène qu'on voit à travers toute l'Eurasie occidentale aujourd'hui, y compris l'Europe et le Proche-Orient, avait été auparavant un patchwork de populations qui étaient aussi différentes les unes des autres que le sont aujourd'hui les Européens et les Asiatiques de l'Est".

"Les populations du Proche-Orient se sont mélangées entre elles au fil du temps et ont migré dans les régions environnantes où elles se sont mélangées avec les gens qui y vivaient jusqu'à ce que ces ces divers groupes d'abord assez différents ne deviennent génétiquement très semblables".

Les agriculteurs liés au groupe d'Anatolie se sont propagés à l'ouest en Europe, ceux venant du Levant se sont déplacés vers le sud en Afrique de l'Est, et ceux qui venaient d'Iran ou du Caucase sont allés au nord dans la steppe russe. Ensuite, les populations issues du croisement des agriculteurs iraniens et des chasseurs-cueilleurs de la steppe vont se répandre en Asie du Sud.

Il semblerait que toutes les populations originaires si différentes descendraient d'un même ancêtre "eurasien" sans trace de Néandertal. En tout cas, la leçon de la première mondialisation est bien l'incontournable mélange et homogénéisation des populations.

- The Ancient Origins of Consciousness, p127
de Todd E. Feinberg et Jon M. Mallatt

Selon Todd Feinberg, professeur de neurologie à l'Icahn School of Medicine de New York, et Jon Mallatt, professeur de phylogénétique moléculaire à l'université de Washington, la conscience serait très répandue et depuis très longtemps. Non seulement elle se retrouverait chez tous les vertébrés, mais je serai présent chez les arthropodes (dont les insectes) et les céphalopodes (comme les pieuvres). Par conscience, les deux chercheurs entendent deux choses. D'abord, une expérience subjective d'appartenir au monde, qui peut se diviser en quatre éléments : des ressentis – ou qualia –, un soi unifié, le sens d'une extériorité et une capacité à agir suivant ses représentations mentales. Ensuite, l'autre dimension importante de la conscience est la capacité à avoir des sensations positives ou négatives (sentience). La difficulté majeure pour établir l'existence d'une telle conscience est qu'il s'agit d'un phénomène subjectif ne pouvant être décrit de manière objective (une sensation de rouge ne peut pas se décrire en terme de neurones). Mais les auteurs pensent que l'on peut porter un éclairage nouveau sur cet écart entre l'explication objective et le ressenti subjectif en étudiant l'apparition de la conscience dans l'histoire de l'évolution. Aussi étudient-ils en détail le moment où la complexité des structures neuronales chez nos lointains ancêtres aurait permis d'avoir des réponses aux stimuli extérieurs qui ne seraient plus de l'ordre du réflexe. Or, d'après les restes fossiles qu'ils analysent, ces premières manifestations de subjectivité pourraient avoir fait leur apparition à l'époque du Cambrien, il y a 520 millions d'années, quand le monde animal s'est beaucoup diversifié et que sont apparus des systèmes nerveux suffisamment complexes.

Cet ouvrage va dans le sens de mon livre sur la vie, situant la conscience très loin dans l'évolution avec quand même ce petit bémol que nous appelons ordinairement conscience une conscience morale qui manque bien sûr aux animaux et change pas mal la question ("sans le devoir de se redresser d'après un modèle, l'homme n'aurait pas plus de conscience que le chien ou la mouche").

- La structuration du cerveau est bien génétique

Le cortex cérébral du cerveau humain, responsable de la conscience, de la mémoire, du langage et de la pensée, a une organisation très similaire chez tous les individus. La similitude suggère que des facteurs génétiques sont en jeu. Les scientifiques ont croisé l'imagerie cérébrale avec l'information génétique de 2,364 individus non apparentés, 466 paires de jumeaux et les données du transcriptome de six cerveaux post mortem. Ils ont identifié des modèles très cohérents, avec des relations génétiques étroites entre les différentes régions d'un même lobe du cerveau. Le lobe frontal, qui est le plus complexe et a connu la plus grande expansion dans l'évolution de notre cerveau, est le plus génétiquement distinct des autres lobes. Leurs résultats suggèrent également des relations fonctionnelles potentielles entre différentes régions du cortex.

C'est un résultat important car il relativise la plasticité du cerveau qui faisait croire qu'il était entièrement auto-organisé alors qu'il comporte une organisation complexe nécessaire à canaliser et traiter l'information. Le cerveau humain, bien sûr, ne s'est pas fait en un jour, se perfectionnant sur de longues périodes de même que les organismes ne s'auto-organisent pas miraculeusement, leur développement suivant des étapes immuables déterminées génétiquement pour chaque espèce. A noter cependant qu'on pourrait cultiver facilement des cellules corticales qui se divisent automatiquement en neurones qui composent les six couches du cortex..

- La carte du connectome permet de le comparer aux différences individuelles

Cette nouvelle est venue avant la précédente qui la confirme : les cerveaux se ressemblent beaucoup dans leur organisation. On pouvait penser que les tentatives de localisation des fonctions du cerveau relevaient de la phrénologie (la bosse des maths), objection qui avait été faite au projet d'établir une carte du connectome humain, supposé en effet complètement différent d'un individu à l'autre. Pour les extrémistes de la plasticité cérébrale, le projet n'avait même aucun sens. En fait, il y a bien de grandes régularités qui justifient cette cartographie du cerveau (distinguant 180 zones) et, ce qu'on n'avait pas prévu avant, ce travail se révèle très utile pour étudier justement les variabilités individuelles. Le cerveau est donc en train de se dévoiler enfin sous nos yeux. Reste qu'il y a encore beaucoup de travail, ces cartes restant trop grossières mais devraient s'affiner avec le temps.

Voir aussi Sciences et Avenir.

- Les lieux de la délibération et de la décision dans le cerveau

Selon ces travaux, la délibération a lieu dans le cortex frontal (voir schéma ci-dessous), dans les zones impliquées dans le raisonnement et le mouvement, et dans les noyaux gris centraux, responsables d'une variété de de fonctions moteurs, y compris la possibilité de démarrer une action. L'activité du lobe frontal a été plus rapide que lorsque les participants ont été explicitement invités à détourner leur attention, ce qui montre clairement que le cerveau se préparait à une action purement volontaire plutôt que de se contenter de suivre un ordre. Quant à la véritable décision de passer d'un côté à l'autre, il s'est effectué dans le lobe pariétal, à l'arrière du cerveau.

- Le sentiment de soi relié aux battements de cœur ?

Des chercheurs ont montré que plus notre cerveau répond fortement à nos battements de cœur, plus nos pensées se rapportent à nous-mêmes. Un résultat qui soutient la théorie selon laquelle le sentiment de soi résulte du suivi par le cerveau de l’état interne du corps.

Dans la lignée du neurologue portugais Antonio Damasio, certains chercheurs pensent qu’un réseau cérébral particulier, qui surveille en permanence les organes internes du corps, sous-tend le sentiment de soi. La conséquence serait un lien entre l'activation de ce réseau et la propension de nos pensées à se tourner vers nous-mêmes.

L'activité du cœur est loin d’être le seul paramètre interne enregistré par le cerveau, qui suit par exemple en continu la concentration des multiples composés chimiques peuplant nos intestins. Les échelles de temps diverses sur lesquelles varient ces paramètres seraient à l’origine de l’impression de continuité dans le sentiment de soi. Mais les battements de cœur ont l’avantage de se produire à un rythme compatible avec les fluctuations de la pensée.

Les chercheurs ont montré que plus l'amplitude de la réponse neurale aux battements de cœur était importante, plus les pensées des participants se rapportaient à eux. C’est en particulier vrai dans deux régions cérébrales nommées précunéus ventral et cortex préfrontal ventromédian. Or ces régions sont connues pour être impliquées dans le sentiment de soi : de précédentes études d’imagerie ont en effet révélé que la première s’active quand nous pensons à des souvenirs autobiographiques, et la seconde lorsque nous nous demandons si un trait de personnalité nous décrit.

Les résultats indiquent plus précisément que le précunéus ventral est associé à la dimension « je » du sentiment de soi (à quel point nous sommes acteurs des évènements auxquels nous pensons, comme dans la phrase « je dois passer un coup de téléphone ») et que le cortex préfrontal ventromédian est lié à la dimension « moi » (impliquée lorsque nous réfléchissons sur notre état ou si nous nous représentons en tant qu'objet de l'attention d'autrui, comme dans « il m'aime bien »). Cette distinction conceptuelle entre les dimensions « moi » et « je », respectivement liées aux facultés d’introspection et à la capacité à se représenter en tant qu’agent expérimentant le monde, a été proposée à l’origine par le psychologue américain William James à la fin du XIX^e siècle, mais c’est la première fois que l’on met en évidence son ancrage dans le cerveau.

- Tromper le cerveau

L'équipe a cherché à implanter des distorsions visuelles simple dans l’esprit d’un sujet, en le convainquant de voir des lignes brisées noires en rouge. Pour y arriver, ils lui ont demandé de se concentrer sur les lignes pendant qu’il était connecté à une IRM qui mesurait l’activité du cerveau.

On leur a simplement dit « d’essayer de réguler leur activité cérébrale », afin de transformer un cercle gris aux lignes pleines (on leur a dit qu’il apparaîtrait plus tard) pour qu’il soit le plus gros possible.

L’IRM a observé l’activité dans les zones visuelles primaires et secondaires des cerveaux des participants alors qu’ils tentaient de manipuler la taille du cercle gris qui apparaissait dans un second temps.

Et c’est là que ça devient malin. Les chercheurs montrait des cercles réellement plus grands à ceux qui avaient activité cérébrale similaires à l’activité associée avec la vision de la couleur rouge.

Après avoir répété l’expérience plus de 500 fois en 3 jours, les volontaires pensaient avoir compris l’essentiel. Ils imaginaient réguler leur fonctionnement mental afin qu’en voyant les lignes noires, peu importe ce qu’ils pensaient, l’activité des zones primaires et secondaires ressemblaient aux motifs associés à la couleur rouge.

Pendant ce processus, ils se sont eux-même conditionnés pour associer les lignes brisées avec ce type d’activité cérébrale.

Le jour qui a suivi cette intense exercice associatif, on a demandé aux volontaires de regarder des motifs avec des lignes brisées de diverses couleurs. Et on leur a demandé quelles couleurs ils ont vu. Ceux qui avaient les meilleurs résultats lors de la première expérience avaient plutôt tendance à voir les lignes rouges, même quand elles n’étaient pas rouges. Plus intrigant encore, l’effet était toujours persistant plus de 5 mois après.

- La dynamique des synapses

Ils ont mis en évidence la formation de nanocolonnes qui relient les deux neurones.

- Le sommeil affaiblit les synapses

Les enregistrements EEG montrent que le cerveau humain est moins sensible électriquement au début de la journée - après une bonne nuit de sommeil - qu'à la fin, ce qui suggère que les connexions peuvent être plus faibles. Et chez les rats, les niveaux d'une molécule appelée récepteur AMPA - impliquée dans le fonctionnement des synapses - sont plus faibles au début de leur période d'éveil.

La dernière découverte que les synapses sont plus petites après un bon sommeil est la preuve la plus directe de la théorie du ménage d'entretien des synapses alors que certaines synapses semblent être protégées comme si le cerveau préservait les souvenirs les plus importants.

Ce n'est pas nouveau et ce n'est pas la seule fonction du sommeil qui se déconnecte de l'extérieur notamment pour rêver.

- Les étapes des résolutions de problèmes mathématiques

L'équipe a identifié quatre étapes de la cognition: le codage, la planification, la résolution et la réponse. Comme attendu, la phase de planification a eu tendance à être plus longue lorsque le problème était plus compliqué, et l'étape de résolution avait tendance à être plus longue aussi lorsqu'elle était plus difficile.

Santé

traitements, nutrition, hygiène

- Une puce microfluidique produit des médicaments avec des levures modifiées

Le système est basé sur une souche de levure programmable, Pichia pastoris, qui a été conçue pour exprimer une des deux protéines thérapeutiques lorsqu'elle est exposée à un déclencheur chimique particulier.

Un liquide contenant le déclencheur chimique souhaité est d'abord introduit dans la biopuce, puis mélangé avec les cellules.

Ainsi, lorsque les chercheurs ont exposé la levure modifiée à l'oestrogène β-oestradiol, les cellules ont produit de l'hormone de croissance humaine recombinante (rhGH). Au contraire, quand ils l'ont exposé au methanol, la levure a produit de l'interféron.

"Nous avons modifié la levure de telle sorte qu'elle puisse être plus facilement modifiée génétiquement à l'avenir pour inclure plusieurs thérapeutiques dans son répertoire".

Le dispositif surveille en permanence les conditions dans la puce microfluidique : niveaux d'oxygène, température, pH, afin d' assurer un environnement optimal pour la croissance cellulaire.

S'il y a besoin de produire une protéine différente, le liquide est simplement rincé, en laissant les cellules. Un autre liquide contenant un nouveau déclenchement chimique est ajouté pour stimuler la production de la protéine suivante.

- La grenade contre le vieillissement

Lorsque les mitochondries vieillissent, elles deviennent moins efficaces, voire dysfonctionnelles et sont alors recyclées, ce processus étant nommé la mitophagie. Avec l'âge, la mitophagie s'altère aussi ; elle devient plus lente. Les cellules restent alors avec des mitochondries en mauvais état et cela peut causer de la faiblesse musculaire, de la sarcopénie ou encore des maladies métaboliques liées à l'âge. C'est là que la grenade intervient. Le fruit possède des molécules appelées tanins ellagiques. Après ingestion, les bactéries de l'intestin transforment ces tanins ellagiques en urolithine A. Et l'urolithine A, justement, serait capable de relancer la mitophagie.

- Pourquoi les femmes vivent plus longtemps que les hommes ?

Ces différences sont parfois attribuées aux hormones, dès la montée de la testostérone lors de la différenciation sexuelle masculine dans l'utérus. La longévité peut également porter sur les différences du système immunitaire, le stress ou le fait que les hommes ont un chromosome X, alors que les femmes ont deux chromosomes X.

Mais il y a un hic dans l'avantage des femmes. Alors que les femmes peuvent survivre plus longtemps, elles apparaissent en moins bonne santé que les hommes tout au long de la vie adulte. Les femmes sont plus sujettes à des problèmes articulaires et osseux, comme l'arthrose ou les douleurs dorsales. De plus, les douleurs articulaires ont tendance à être plus graves chez les femmes, ce qui pourrait conduire à la privation chronique de sommeil. Par conséquent, les différences entre les sexes dans la morbidité pourraient être liées à ces maladies du tissu conjonctif sensible aux hormones sexuelles féminines.

Voir aussi le Wall Street Journal.

- Inverser la ménopause avec du plasma riche en plaquettes ?

Le plasma riche en plaquettes (PRP) est obtenu par centrifugation du sang d'une personne afin d'isoler les facteurs de croissance. Il est largement utilisé pour accélérer la réparation des os et des muscles endommagés, bien que son efficacité soit incertaine, supposé stimuler la régénération des tissus .

L'équipe de Sfakianoudis a constaté que le PRP semble aussi rajeunir les ovaires. Lorsqu'ils ont injecté du PRP dans les ovaires des femmes ménopausées, cela aurait fait redémarrer leurs cycles menstruels, leur ayant permis de féconder de nouveaux ovules.

C'est quand même difficile à croire. Par ailleurs, les femmes qui ont connu leurs premières règles après l'âge de 12 ans et leur ménopause après 50 ans ont plus de chance de vivre jusqu'à 90 ans.

- Le vieillissement du cerveau commence à 40 ans

L'incapacité de se souvenir de détails comme l'endroit où l'on a mis ses clés se manifeste au cours de la quarantaine et, d'après des chercheurs de l'Université McGill, s'expliquerait par la réorientation de l'attention sur d'autres informations durant la formation et la remémoration des souvenirs, plutôt que par le déclin des fonctions cérébrales.

"Cette réorientation de la stratégie mémorielle peut nuire aux activités quotidiennes qui dépendent plus de la mémoire des détails, comme l'endroit où l'on gare sa voiture ou l'heure à laquelle on prend ses médicaments".

Les chercheurs ont constaté que, chez les jeunes adultes qui répondaient correctement aux deux questions, le cortex visuel était activé. "Ils font vraiment attention aux détails perceptuels pour dire où et quand le visage apparaît". En revanche, le cortex visuel des participants d'âge mûr ou avancé n'est pas stimulé autant durant cet exercice, et c'est plutôt leur cortex préfrontal interne qui s'active. Cette zone du cerveau est réputée participer au traitement de l'information ayant trait à l'introspection et à la vie intérieure.

Natasha Rajah affirme que les adultes d'âge mûr ou avancé pourraient améliorer leur capacité de remémoration en apprenant à se concentrer sur l'information externe plutôt que l'information interne.

- Un médicament empêchant l'agrégation des protéines Tau ralentirait l'Alzheimer

Il faut être prudent car dans un premier temps ce "tau aggregation inhibitor" appelé LMTX s'était avéré inefficace mais le dernier essais fait état d'un ralentissement de 80% de la maladie, ce qui ne s'était jamais vu et confirme les récentes théories qui ciblaient les protéines tau dans la perte des connexions synaptiques et non pas les plaques de bêta-amyloïdes qui n'en seraient que les précurseurs entretenant l'inflammation du cerveau (il serait quand même utile de détecter ces plaques dans l'oeil ?). Voir aussi Science et Avenir.

Par ailleurs, le vin et le chocolat protègeraient de l'Alzheimer en restaurant la barrière hémato-encéphalique, empêchant ainsi la pénétration dans le cerveau de substances inflammatoires.

- Restaurer l'imperméabilité de la barrière hémato-encéphalique contre la SEP

Bien qu’ils ignorent encore pourquoi cette barrière s’ouvre et se ferme dans la pathologie, ils ont identifié des récepteurs NMDA à la surface des cellules endothéliales chez l’homme et chez la souris (ces récepteurs étant surtout présents dans le système nerveux normalement). Or il y a quelques années, ils ont montré que ces récepteurs sont « suractivés » quand une « protéase » nommée tPA s’y fixe et les coupe. Aujourd’hui, dans un modèle in vitro de barrière hémato-encéphalique artificielle, ils révèlent que cette protéase, en se liant aux récepteurs NMDA, augmente la perméabilité du mur protecteur du cerveau. Les chercheurs ont alors créé un anticorps bloquant l’interaction du tPA avec le récepteur NMDA. Ils l’ont appelé Glunomab^®. Dans le modèle in vitro, cette nouvelle molécule rétablit l’imperméabilité de la barrière : les globules blancs ne la traversent plus. Et dans un modèle de souris atteintes de sclérose en plaques, les symptômes moteurs des animaux n’évoluent plus. Dans leur cerveau, on ne trouve presque plus de globules blancs et la myéline est moins altérée.

Voir aussi Futura-Sciences.

- Stimuler les cellules de la moelle osseuse contre la sclérose en plaque

La stimulation par une molécule d'oligonucléotide mimant une infection, agoniste du Toll-like récepteur-9 (TLR-9), induit l'émergence au sein de la moelle osseuse d'une population de progéniteurs de lymphocytes B doués de remarquables propriétés immunorégulatrices. Après isolement et greffe lors de l'apparition des signes cliniques, ces progéniteurs ont diminué significativement et de façon durable la sévérité de la maladie.

- Le Parkinson, une réaction auto-immune ?

Le système immunitaire identifie et détruit les agents étrangers ou les cellules infectées mais tolére les cellules saines de l’organisme. Comment fait-il pour distinguer les cellules en bon état des cellules infectées ou défaillantes ? Grâce à un mécanisme appelé présentation d’antigène : des molécules découpent les protéines d’une cellule en fragments (ou antigènes) qui sont ensuite présentés à sa surface pour informer le système immunitaire de son statut physiologique. Ainsi, si un fragment est reconnu comme défectueux, la cellule est détruite, sinon, le système immunitaire ne réagit pas. Une forme de présentation d’antigènes existe pour les mitochondries. Les chercheurs y ont découvert un élément déclencheur de la maladie de Parkinson.

Michel Desjardins et ses collègues ont mis en évidence un nouveau mécanisme de présentation d’antigènes mitochondriaux : le trafic de vésicules dérivées des mitochondries, qui transportent des antigènes issus des mitochondries vers la surface de la cellule. Les chercheurs ont découvert que la formation de ces vésicules nécessite plusieurs protéines dont le recrutement est inhibé par PINK1 et la parkine. Par conséquent, ces deux protéines contrôlent la présentation d’antigènes mitochondriaux. Lorsqu’elles sont absentes ou défectueuses, comme dans le cas de la maladie de Parkinson, de grandes quantités d’antigènes mitochondriaux sont présentées à la surface des neurones, ce qui entraîne une réponse excessive du système immunitaire et la destruction massive des neurones.

- La cannelle bonne pour le cerveau

Elle favoriserait l'apprentissage et aurait un effet bénéfique contre le Parkinson.

- Le cuivre déclencherait les maladies à prions

La nouvelle est d'importance car elle concerne aussi d'autres maladies neurodégénératives, comme Alzheimer et Parkinson.

La protéine PrP impliquée dans les encéphalopathies spongiformes est capable de se lier à des métaux : son extrémité N-terminale contient quatre copies d’une séquence qui s’associe à différents ions divalents, comme Cu2+, Ni2+ et Mn2+. Grâce à une technique d’imagerie très puissante, les chercheurs ont montré que le mauvais repliement de PrP commence lorsque des ions cuivre se lient à cette extrémité protéique.

Les prions mal repliés collent entre eux 900 fois mieux que les protéines PrP normales. Chez la souris, les chercheurs ont aussi montré que ces changements induits par le cuivre sont associés à l’inflammation et à des dommages dans le tissu nerveux.

Cette nouvelle étude établit donc un lien direct entre l'exposition au cuivre et la neurotoxicité de la protéine prion. Elle suggère qu'un excès d'ions cuivre peut être à l'origine d'une maladie neurodégénérative.

- Des souris recouvrent la vue grâce à des neurones qui repoussent

Pour réussir cette prouesse, les chercheurs ont reprogrammé des cellules nerveuses pour qu’elles reprennent leur croissance et, en même temps, stimulé la vision des souris. Un espoir pour traiter des maladies telles que le glaucome, les lésions de la moelle épinière ou la maladie d’Alzheimer.

Voir aussi Sciences et Avenir et ScienceDaily.

- Les oméga 3 réduisent l'anxiété

En 2011 déjà, une équipe de chercheurs de l'Inra et de l'Inserm a montré chez le rongeur qu'une faible consommation d'Oméga 3 chez les souris augmentait leur stress. Ce phénomène serait lié à l'altération de la capacité du cerveau à produire des endocannabinoïdes (cannabinoïdes endogènes), des lipides du cerveau qui contrôlent la mémoire synaptique. Pour mieux comprendre les liens entre anxiété et plasticité synaptique dépendante des endocannabinoïdes, l'équipe de chercheurs a poursuivi ses expérimentations en testant différents modèles de stress comportementaux sur les rongeurs. Ces travaux révèlent que la plasticité dépendante des endocannabinoïdes dans le noyau accumbens est le substrat neurobiologique de l'anxiété.

Pour vérifier cette relation, les souris qui présentaient des symptômes anxieux ont reçu un traitement stimulant la production d'endocannabinoïdes dans le noyau accumbens. Les scientifiques ont observé une limitation de l'anxiété chez ces souris. Ces résultats mettent en évidence pour la première fois la relation directe entre la production d'endocannabinoïdes au niveau du noyau accumbens et le développement de troubles anxieux face à un stress chronique.

Une étape est ainsi franchie dans la mise en lumière du substrat neurobiologique impliqué dans l'adaptation au stress et l'anxiété qui se développe chez certains individus en situation de stress chronique. Ils confortent l'observation précédente des chercheurs qui, dès 2011 avaient découvert que la carence alimentaire en oméga3, des molécules qui modulent la production d'endocannabinoïdes, reproduit les effets comportementaux et neurobiologiques du stress.

A noter que la légalisation de la marijuana ferait chuter les prescriptions d'antidouleurs, anxiolytiques ou médicaments contre les nausées.

- Etre malade nous rend plus sociable

Une molécule immunitaire spécifique, l'interféron gamma, semble être importante dans le comportement social d'une grande variété d'organismes, comme les mouches, le poisson zèbre, les souris et les rats. Normalement, cette molécule est produite par le système immunitaire en réaction à des bactéries, des virus ou des parasites. Le blocage de la molécule chez des souris génétiquement modifiées rend des régions du cerveau hyperactives, ce qui provoque les souris à devenir moins sociales. La restauration de la molécule rétablit la connectivité cerveau et un comportement normal. La molécule immunitaire joue ainsi un "rôle important dans le maintien de la fonction sociale adéquate. L'idée est que dans l'évolution, l'interféron gamma a été utilisé comme un moyen à la fois de stimuler le comportement social tout en stimulant une réponse anti-pathogène. Grâce à cette approche, nous avons compris le rôle de l'interféron gamma, une cytokine importante sécrétée par les lymphocytes T, dans la promotion de fonctions cérébrales sociales".

On l'avait vu pour la grippe notamment mais cela pourrait avoir un rôle aussi dans la schizophrénie et l'autisme. Par ailleurs, il y a confirmation que la schizophrénie pourrait être liée au processus d'optimisation du cerveau à l'adolescence, réduisant le poids du cerveau en éliminant les neurones inutiles et renforçant par leur myélinisation les liaisons importantes. Les gènes impliqués sont ceux qu'on retrouve dans les prédispositions à la schizophrénie.

- Bactéries résistantes : l'antibiotique était sous notre nez !

Des Allemands auraient découvert une nouvelle bactérie capable de lutter contre la résistance du staphylocoque doré. Appelée Staphylococcus lugdunensis, elle est habituellement bien à l'abri dans nos narines. C'est d'ailleurs dans la morve que les bactériologistes sont allés la dénicher avant d'étudier ses capacités à produire un antibiotique.

- Les transfusions de sang de jeunes ou de femmes plus dangereuses ?

Les personnes qui reçoivent une transfusion sanguine de donneurs de sexe féminin ou de jeunes des deux sexes ont moins de chances de survie.

Les chercheurs ont déterminé que les patients qui ont reçu du sang provenant d'une femme voyaient leur risque de mortalité, quelle qu'en soit la cause, accru de 8% par unité de sang reçu par rapport à ceux transfusés avec du sang donné par un homme. Ainsi, un patient à qui on a donné six unités de sang avait un risque de décéder de 36% un an plus tard si ce sang provenait entièrement d'une femme, comparativement à 27% s'il venait de donneurs hommes. Les chercheurs ont constaté des résultats similaires chez les receveurs de sang donné par des jeunes de 17 à 20 ans. Le risque de décéder était alors 8% plus élevé par unité transfusée comparé à ceux dont le sang venait de donneur de 40 à 50 ans.

"Une possibilité serait que des composants dans le sang de jeunes donneurs et de femmes pourraient affecter le système immunitaire de ceux qui reçoivent ce sang".

C'est d'autant plus étonnant qu'on pouvait penser le contraire, le sang de jeunes ayant un effet rajeunissant mais qui pourrait être délétère dans certains cas (contrariant le système immunitaire des patients gravement atteints à qui on fait ces transfusions ?).

- Un filet électromécanique autour du cœur mieux que le pacemaker

Une équipe de l'école de médecine d'Harvard a réussi à implanter un filet électromécanique sur le cœur de rats. Composé de nanofils gaînés de caoutchouc, cet implant a la particularité d'être élastique et donc de s'adapter parfaitement à la forme de l'organe, comme le ferait un collant. Lorsque une crise cardiaque se produit, le filet pousse le cœur du rat à se contracter de manière uniforme pour pomper suffisamment de sang. Autre avantage, l'implant couvre l'ensemble des ventricules du cœur et permet de donner des impulsions électriques à l'organe entier. Le pacemaker, lui, ne stimule que certains points du cœur.

- Une protéine pour faire fondre les graisses

Des chercheurs ont identifié une nouvelle enzyme (PM20D1) qui entraîne la destruction des graisses avec production de chaleur, empêchant donc son stockage. Cette découverte ouvre de nouvelles possibilités pour traiter ou prévenir l’obésité.

Ils ont identifié une enzyme, appelée PM20D1 (peptidase M20 domain containing 1), sécrétée par les cellules, qui favorise la production de certains composés : les acides aminés N-acylés.

Quand les chercheurs ont injecté des acides aminés N-acylés chez des souris obèses qui suivaient un régime riche en graisse, ils ont observé une perte significative de poids après huit jours de traitement. La perte de poids concernait le tissu graisseux. Comme l’administration des acides aminés N-acylés augmente la dépense énergétique, elle facilite la perte de poids.

En mangeant des fibres nos bactéries nous protègent du diabète et de l’obésité.

- Des bactéries kamikazes programmées pour cibler les cellules cancéreuses

La capacité de Salmonella à vivre en anaérobie a inspiré leur modification pour produire trois types de substances anticancers: une qui détruit les parois cellulaires, une qui alerte le système immunitaire et une qui déclenche la mort des cellules. Pour libérer ce cocktail toxique, les bactéries son programmées à l'auto-destruction quand elles s'accumulent au même endroit.

Les bactéries modifiées se sont effectivement rendues directement dans les régions anaérobies des tumeurs et y ont délivré leurs substances thérapeutiques.

Par ailleurs, une pilule anti-cancer est testé au Brésil bien que les tests sur des souris n'aient pas été concluants. Elle est composée de phosphoéthanolamine synthétique qui, théoriquement, est en mesure d'aider le système immunitaire à identifier les cellules tumorales pour les éliminer.

- L'exercice physique réduit le risque de cancer cérébral, du cou et du poumon

La leucémie myéloïde et les cancers touchant le cardia gastrique (l'orifice supérieur de l'estomac) et les reins ont montré la plus forte réduction des risques. Il a aussi été constaté que la marche et l'aérobic sont liées à un risque plus faible de développer un cancer du côlon, du sein et de l'endomètre. Les experts soulignent que le risque d’être diagnostiqué d’un cancer cérébral, du cou, de la vessie, du poumon, du rectum ou encore d’un myélome peut également être réduit grâce à l’exercice physique. En ce qui concerne le cancer du côlon, l'Institut national du cancer indique que les études ont constamment démontré que les adultes qui augmentent leur activité physique (intensité, durée, fréquence) peuvent réduire le risque de la maladie de 30 à 40 %.

Par contre, l'alcool serait impliqué dans 8 cancers : bouche, gorge, larynx, œsophage, foie, côlon, intestin et sein. L'activité physique favoriserait aussi la production de sperme.

- Un implant contre l'arthrite rhumatoïde

La stimulation du nerf vague pourrait aider à réguler le système immunitaire. La technique consiste à implanter un petit appareil électrique, comme un stimulateur cardiaque, sous la peau de la poitrine au-dessus du nerf vague.

- Guérir l'arthrite avec l'impression 3D de cartilage issu de cellules souches modifiée

Il s'agit de reconstruire la surface d'une articulation arthritique en utilisant les propres cellules souches du patient pour développer un nouveau cartilage, combinée à la thérapie génique pour libérer des molécules anti-inflammatoires mais seulement lorsque le patient prend un médicament spécial.

"Quand il y a inflammation, nous donnons au patient un médicament simple qui active le gène que nous avons implanté pour réduire l'inflammation dans l'articulation. Nous pouvons arrêter de donner le médicament à tout moment, ce qui désactive le gène".

- Un bioprinter multimatières qui imprime un os

Ce bio-printer imprime deux os reliés par un tendon en utilisant six matériaux, dont l'os synthétique, l'encre conductrice, les cellules souches et l'oxyde de graphène.

- Des analyses sous la peau

- Un tatouage électronique capte les émotions sur les muscles du visage

Le tatouage se compose d'une électrode de carbone, une surface adhésive qui se fixe à la peau, et un revêtement de polymère conducteur à base de nanotechnologie qui améliore la performance de l'électrode.

« La capacité d'identifier et de cartographier les émotions des gens a de nombreuses utilisations potentielles ».

"Mais ce n'est pas tout. Les données physiologiques mesurées dans les muscles spécifiques peuvent être utilisées à l'avenir pour mesurer la vigilance des conducteurs sur la route, l'état des patients en réadaptation après un AVC ou une lésion cérébrale, et les amputés peuvent l'employer pour bouger des membres artificiels".

- Un biocapteur Implantable qui transmet des données biologiques en continu

C'est destiné d'abord aux soldats.

Technologie

biotechnologies, informatique, robotique

- Un biorobot imprimé avec un muscle de limaces de mer

Des muscles de limaces de mer on été combinés avec un polymère souple imprimé en 3-D pour construire des robots "biohybrides" qui rampent comme des tortues de mer sur la plage.

Un muscle de la bouche de la limace fournit le mouvement, qui est contrôlé par un champ électrique externe.

Voir aussi Futura-Sciences et Sciences et Avenir. Ce qui est troublant, c'est non seulement le fait de combiner du vivant avec du plastique mais qu'on peut prélever un organe maintenu vivant hors du corps.

- Un biorobot contrôlé par la lumière

 
Ce biorobot est constitué de cellules de muscle cardiaque de rat, d'un squelette en or, d'ailettes en plastique et de protéines d'algue activés par la lumière (optogénétique).

Il suffit d'une lumière bleue pour activer les muscles du biorobot.

Et pour diriger ce robot raie, il suffit d'appliquer une fréquence lumineuse plus importante d'un côté, afin d'en accélérer les mouvements musculaires et ainsi changer la trajectoire du robot.

Voir aussi Sciences et Avenir.

- Système haptique pour la réalité virtuelle

HapticWave, un projet d'Oculus et Facebook, le fait en utilisant une plaque métallique circulaire fixée sur un anneau d'électro-aimant envoyant des vibrations à votre main, placée dans le centre de la plaque.

- La première télécommande sans fil pour chien ou chat !

- Edward Snowden invente une coque iPhone anti-espionnage

L’idée détaillée dans cet article de recherche consiste à réaliser une coque de smartphone avec batterie, en l’espèce pour un iPhone 6 de 4,7 pouces, dans laquelle est inséré un oscilloscope miniature. Le dispositif va alors surveiller en permanence l’activité électrique du circuit utilisé par le modem sans fil et détecter lorsque le modem est utilisé pour écouter ou transmettre des informations alors que le téléphone est censé être en « mode avion » et ne plus émettre ni recevoir aucune donnée.

L’ensemble des calculs est réalisé par un processeur indépendant situé directement dans la coque, et non par le téléphone mobile, pour éviter toute neutralisation du dispositif par piratage du téléphone ou mise à jour du firmware. De même, l’information sur le statut du téléphone et l’absence d’activité électromagnétique est affichée sur la coque, qui pourra émettre une alerte sonore, voire désactiver la batterie automatiquement.

- HoloVit, l’écran transparent qui fera flotter des « hologrammes » !

Le système ne requiert ni projecteur ni équipement spécial. Un smartphone, une tablette, un ordinateur ou un téléviseur peuvent devenir le projecteur. Placé à la bonne distance, images et vidéos donneront l’impression de prendre vie, de flotter sur cet écran transparent. Le seul inconvénient, c’est qu’il faudra un contenu formaté spécifiquement pour cette technologie.

Les images holographiques sur les écrans HoloVit ne sont pas vraiment en 3D, et elles ne peuvent être visualisées que sur l’écran en question. Avec les accessoires d’enregistrement modulaires, vous pourrez aussi créer vos propres contenus : il suffit pour cela d’une caméra basique (de smartphone ou de tablette) et du fond spécial fourni.

- La 3D au cinéma sans lunettes bientôt possible ?

Avec un écran équipé de lentilles et de miroirs, le système expérimental Cinema 3D, à l'étude au MIT, présente à chaque spectateur de la salle une image en relief, évitant le port de lunettes spéciales. Ingénieux mais complexe, le procédé doit encore faire ses preuves en format grandeur nature pour envahir nos salles obscures…

L’idée qui sous-tend la technologie Cinema 3D est que les spectateurs dans un cinéma ne bougent que faiblement leur tête, selon une largeur angulaire conditionnée par la profondeur de leur siège. L'idée est donc de diffuser les images selon de fins pinceaux et de reproduire l’effet stéréoscopique pour chaque siège dans la salle. Cinema 3D encode différentes barrières de parallaxe pour qu'elle s'adapte à chaque spectateur.

- Remplacer l'imprimante 3D par un "ordinateur chimique"

Cette nouvelle machine baptisée Chemcomputer pourrait appliquer des processus chimiques avancés pour faire pousser des drones et des systèmes électroniques complexes, en les concevant au niveau moléculaire.

- Une imprimante 3D de silhouettes lumineuses

Le principe utilisé est relativement simple. Il se base sur celui du « zootrope », un jouet optique avec un cheval pour motif.

- Impression de circuits électroniques avec une encre à nanoparticules

Avec cette encre conductrice à base de nanoparticules l'impression 3D de circuits électroniques serait plus rapide.

A noter aussi un stylo pour dessiner des circuits électriques.

- Le robot domestique financé par Elon Musk

Ces robots conçus à l'origine pour les entrepôts apprennent progressivement (par deep learning) comment faire les tâches ménagères utiles.

- Durus, le robot qui marche comme un humain

- Un robot gardien de vaches en action

- Farmbot, le robot jardinier

Farmbot, un robot à 2900$ qui se charge de planter, arroser et bichonner fruits et légumes jusqu’à maturation.

FarmBot a mis au point un kit de construction et des logiciels entièrement open source, appelés « Farmbot Genesis ». Un peu à la manière d’une imprimante 3D, le robot est doté d’une tête articulée sur trois axes, qui permet de couvrir l’ensemble du potager. Il peut changer automatiquement d’outils en fonction des besoins, par exemple pour prendre de quoi planter des graines, verser de l’eau, analyser l’humidité du sol ou enterrer les mauvaises herbes.

Il est aussi doté d’une caméra qui permet de surveiller automatiquement les cultures en sachant précisément ce qui est planté où, et de détecter ces fameuses mauvaises herbes à étouffer sous la terre (ce qui évite de diviser les racines comme le fait un arrachement).

Côté logiciel, Farmbot est piloté depuis une interface web qui permet de constituer son potager dans une interface en drag & drop, en ayant sous les yeux des informations précises sur les caractéristiques de chaque plant (nom, besoins en lumière, en eau, en espace, méthode de plantation…). Le robot se charge ensuite tout seul d’aller chercher les graines qu’il faut pour les planter au bon endroit de la carte, et d’apporter chaque jour juste ce qu’il faut d’eau pour que l’ensemble pousse bien, en fonction des besoins spécifiques de chaque plante.

- Un robot livreur de pizza

- Un robot qui gare les voitures

En Chine, l’entreprise Yee-Fung Technology a développé un système de stationnement entièrement automatisé. Les voitures sont prises en charge à l’entrée du parking par un robot qui les soulève et les emporte jusqu’à un emplacement. Le système permettrait un gain d’espace important dans la conception des parcs de stationnement.

- Le bus autonome de Mercedes

- Un drone qui vole à 110 km/h

L'engin, qui coute 1300$, n'est pour le moment disponible qu'aux Etats-Unis. Son principal atout est sa grande vitesse, annoncée à plus de 110 km/h dans les spécifications techniques. Peu de drones peuvent voler aussi vite mais cela se fait au prix d'une consommation importante d'énergie : à cette vitesse l'autonomie est de tout juste dix minutes.

- Piloter plusieurs drones en même temps par la pensée

Techniquement, le dispositif est identique à celui utilisé pour la Brain-Drone Race, avec un casque EEG doté de 128 électrodes qui enregistre l’activité cérébrale correspondant à la pensée d’une action.

Ce qu’a découvert Panagiotis Artemiadis, c’est que le cerveau est capable de s’adapter pour gérer les comportements collectifs d’objets qui sont dissociés du corps. « Nous savons dans quelle partie du cerveau nous pouvons enregistrer ces signaux et ce qu’il faut y chercher pour décoder ces comportements collectifs pour des véhicules aériens et des groupes de robots ».

Les pilotes ne doivent pas relâcher leur concentration un instant car la fatigue, le stress et même la faim ont une incidence. De plus, comme chaque utilisateur est différent, l’interface neuronale doit être calibrée individuellement et ce calibrage doit se faire à chaque nouvelle session.

Pour le moment, le système permet de contrôler trois à quatre drones mais le professeur Artemiadis et son équipe ont l’ambition d’arriver rapidement à une vingtaine d’appareils, et même ensuite une centaine.

- Le successeur de l’A380 sera-t-il une aile volante ?

Aux États-Unis, en Europe, l'intérêt pour ce concept ne se dément pas. En France, après avoir mené en 2013 une étude prospective mettant en avant le potentiel de l'aile volante, l'Onera, le centre français de recherche aérospatiale, travaille sur ce concept qui pourrait voir le jour à l'horizon 2050 sur le créneau du transport aérien de masse.

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