Europe Solidaire http://www.europesolidaire.eu/ Europe Solidaire Europe Solidaire http://www.europesolidaire.eu/logo.gifEurope Solidairehttp://www.europesolidaire.eu/ Wed, 21 Feb 2018 08:31:00 GMT Neuro-sciences. Des rayons lumineux pour explorer le cerveau http://www.europesolidaire.eu/article.php?article_id=2911 2911 <br /><p>Cf &nbsp;<em>Cartographier les micro-circuits dans le cerveau</em> <a href="http://www.europesolidaire.eu/article.php?article_id=2865&amp;r_id">http://www.europesolidaire.eu/article.php?article_id=2865&amp;r_id</a>=</p> <p>Mais il s&#39;agit d&#39;une m&eacute;thode dite invasive qui ne peut &ecirc;tre utilis&eacute;e qu&#39;exceptionnellement, au moins chez les humains, par exemple &agrave; l&#39;occasion de tr&eacute;panations. Aujourd&#39;hui une &eacute;quipe internationale de neuroscientifiques annonce avoir r&eacute;ussi l&#39;exploration de couches profondes du cerveau en utilisant une lumi&egrave;re de longueur d&#39;onde proche de l&#39;infra-rouge (<em>Near infrared ou NIR</em>). Ce type de lumi&egrave;re peut ais&eacute;ment traverser le tissu c&eacute;r&eacute;bral en conservant sa coh&eacute;rence. Pour en tirer parti, il faut introduire dans le cerveau des nano-particules &laquo;&nbsp;r&eacute;verb&eacute;rantes&nbsp;&raquo; (<em> up-conversion nanoparticles ou UCNP) </em>qui absorbent la lumi&egrave;re et g&eacute;n&egrave;rent une lumi&egrave;re de courte longueur d&#39;onde, bleu-vert, laquelle peut activer les neurones voisins.</p> <p>Cette recherche est pr&eacute;sent&eacute;e comme permettant le d&eacute;veloppement de nouveaux outils non invasifs destin&eacute;s au traitement de certains troubles neurologiques ou plus g&eacute;n&eacute;ralement &agrave; la recherche concernant le fonctionnement et le r&ocirc;le du cerveau.</p> <p><strong>L&#39;optog&eacute;n&eacute;tique</strong></p> <p>Comme l&#39;indique Wikipedia, l&#39;optog&eacute;n&eacute;tique (<a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Optogénétique">https://fr.wikipedia.org/wiki/Optog%C3%A9n%C3%A9tique</a> ) exploite la propri&eacute;t&eacute; du syst&egrave;me nerveux &agrave; utiliser des signaux &eacute;lectriques pour fonctionner. Les neurones codent l&#39;information en signaux &eacute;lectriques ou potentiels d&#39;action. Ces impulsions engendrent la lib&eacute;ration par la cellule nerveuse de mol&eacute;cules appel&eacute;es neurotransmetteurs.&nbsp; Ces messagers chimiques activent alors, ou au contraire inhibent les cellules faisant partie du m&ecirc;me r&eacute;seau que la cellule.</p> <p>Le fonctionnement de l&rsquo;optog&eacute;n&eacute;tique repose principalement sur l&rsquo;insertion au niveau c&eacute;r&eacute;bral des g&egrave;nes codant pour une prot&eacute;ine &laquo; photo-activable &raquo; le plus souvent d&rsquo;origine bact&eacute;rienne, appel&eacute;e opsine. L&rsquo;insertion dans le g&eacute;nome des neurones &eacute;tudi&eacute;s de la s&eacute;quence codant l&rsquo;opsine peut &ecirc;tre r&eacute;alis&eacute;e par plusieurs m&eacute;thodes diff&eacute;rentes, la plus pratiqu&eacute;e &eacute;tant l&#39;implantation dans le g&eacute;nome d&#39;un virus capable&nbsp;d&#39;infecter les cellules de la zone o&ugrave; elle a &eacute;t&eacute; sera inject&eacute;e. Ces vecteurs s&rsquo;int&egrave;grent dans le g&eacute;nome h&ocirc;te des cellules infect&eacute;es, permettant la synth&egrave;se d&rsquo;une quantit&eacute; suffisante de prot&eacute;ine photo-activable, y compris dans les prolongements les plus fins du neurone.</p> <p>Les opsines une fois produites par le cerveau-h&ocirc;te sont alors activ&eacute;es par une lumi&egrave;re d&#39;une certaine longueur d&#39;onde &agrave; l&rsquo;aide d&rsquo;une fibre optique directement implant&eacute;e dans le cerveau de l&rsquo;animal. Les canaux que forme l&rsquo;opsine s&rsquo;ouvrent et, en fonction de leur nature, peuvent provoquer la d&eacute;polarisation ou l&rsquo;hyperpolarisation du neurone, ce qui le rend visible &agrave; l&#39;observation. Mais la lumi&egrave;re utilis&eacute;e, bleu-vert, est rapidement dispers&eacute;e dans le tissu. D&#39;o&ugrave; la n&eacute;cessit&eacute; d&#39;introduire &agrave; titre permanent des fibres optiques invasives dans le cerveau.</p> <p>La nouvelle m&eacute;thode, d&eacute;crite dans l&#39;article que vient de publier la revue Nature, consiste &agrave; utiliser une lumi&egrave;re proche de l&#39;infra-rouge qui p&eacute;n&egrave;tre plus profond&eacute;ment dans le cerveau, &agrave; travers la boite cr&acirc;nienne, sans par cons&eacute;quent avoir &agrave; ouvrir celle-ci. Les nano-particules UCNP qui avaient &eacute;t&eacute; introduites pr&eacute;c&eacute;demment dans le cerveau absorbent cette lumi&egrave;re et s&#39;illumine en bleu-vert dans des zones jusqu&#39;&agrave; pr&eacute;sent inaccessibles du cerveau. L&#39;introduction des UCNP se fait par une simple injection qui est consid&eacute;r&eacute;e comme non invasive. Les UCNP se sont r&eacute;v&eacute;l&eacute;es tr&egrave;s stables et biologiquement compatibles.<br /> <br /> <em>NB. Nous nous demandons pour notre part comment cette injection de nano-particules peut-&ecirc;tre consid&eacute;r&eacute;e comme non invasive. L&#39;article n&#39;indique pas &agrave; quel endroit du cerveau &ndash; ou du corps &ndash; elle est r&eacute;alis&eacute;e - ou par voie sanguine?. </em></p> <p>Il faut pr&eacute;ciser tout de suite que cette d&eacute;marche n&#39;a pas encore exp&eacute;riment&eacute;e chez l&#39;homme, mais chez des souris. Beaucoup de difficult&eacute;s seront &agrave; r&eacute;soudre pour que la nouvelle m&eacute;thode soit utilis&eacute;e chez des patients humains. Notamment, les modifications continuelles des r&eacute;seaux de neurones obligent &agrave; adapter r&eacute;guli&egrave;rement le positionnement des nanoparticules. Il faudra &eacute;videmment aussi s&#39;assurer de la non-toxicit&eacute; &agrave; long terme du processus.</p> <p>La collaboration a associ&eacute; des scientifiques du RIKEN Brain Science Institute <a href="http://www.brain.riken.jp/en/">http://www.brain.riken.jp/en/</a> au Japon, de la National University de Singapour, de la Johns Hopkins University aux Etats-Unis <a href="https://www.jhu.edu/">https://www.jhu.edu/</a> et de la Keio University de Tokyo <a href="https://www.keio.ac.jp/en/">https://www.keio.ac.jp/en/</a>.</p> <p><strong>Abstract of&nbsp;</strong><em><em><strong>Near-infrared deep brain stimulation via upconversion nanoparticle&ndash;mediated optogenetics</strong></em></em></p> <p><em>Optogenetics has revolutionized the experimental interrogation of neural circuits and holds promise for the treatment of neurological disorders. It is limited, however, because visible light cannot penetrate deep inside brain tissue. Upconversion nanoparticles (UCNPs) absorb tissue-penetrating near-infrared (NIR) light and emit wavelength-specific visible light. Here, we demonstrate that molecularly tailored UCNPs can serve as optogenetic actuators of transcranial NIR light to stimulate deep brain neurons. Transcranial NIR UCNP-mediated optogenetics evoked dopamine release from genetically tagged neurons in the ventral tegmental area, induced brain oscillations through activation of inhibitory neurons in the medial septum, silenced seizure by inhibition of hippocampal excitatory cells, and triggered memory recall. UCNP technology will enable less-invasive optical neuronal activity manipulation with the potential for remote therapy.</em></p> <h3><strong>R&eacute;f&eacute;rence:</strong></h3> <p>Chen et al. <em>Near-infrared deep brain stimulation via upconversion nanoparticle-mediated optogenetics.</em></p> <ul> <li> <p><a href="http://science.sciencemag.org/content/359/6376/679">http://science.sciencemag.org/content/359/6376/679</a></p> <p>&nbsp;</p> </li> </ul> Fri, 16 Feb 2018 23:00:00 GMT Robotique. Amorce de dialogue entre des robots et des poissons-zèbres http://www.europesolidaire.eu/article.php?article_id=2908 2908 <img src="http://www.europesolidaire.eu/repimg/20180215183440_zebrafish.jpg" align="left" alt="photo" title="" border="0" /><br /><p>Il para&icirc;t donc int&eacute;ressant de conduire une telle exp&eacute;rience, dont les enseignements pourraient &ecirc;tre tr&egrave;s importants dans une soci&eacute;t&eacute; o&ugrave; les humains seront conduits &agrave; fr&eacute;quenter des robots biomim&eacute;tiques dot&eacute;s de plus en plus de facult&eacute;s d&#39;apprentissage au contact de leurs compagnons humains.</p> <p>Compte tenu cependant des difficult&eacute;s &agrave; surmonter, ne fut-ce que pour r&eacute;aliser des robots dot&eacute;s des ressources n&eacute;cessaires pour une interaction approfondie avec des humains, des chercheurs de la Tandon School of Engineering de l&#39;Universit&eacute; de New York <a href="http://engineering.nyu.edu/">http://engineering.nyu.edu/</a>&nbsp;ont mis au point un syst&egrave;me d&#39;&eacute;change et d&#39;apprentissage en boucle entre un animal relativement simple, le poisson-z&egrave;bre <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Poisson_zèbre">https://fr.wikipedia.org/wiki/Poisson_z%C3%A8bre</a>, et un robot lui-m&ecirc;me relativement simple. Celui-ci a &eacute;t&eacute; con&ccedil;u pour se comporter de la m&ecirc;me fa&ccedil;on qu&#39;un poisson-z&egrave;bre, de fa&ccedil;on &agrave; pouvoir &ecirc;tre pris pour un semblable par le poisson. A l&#39;inverse, il a &eacute;t&eacute; dot&eacute; de logiciels et d&#39;interfaces lui permettant de prendre en compte les comportements des poissons &agrave; son contact. On lira ci-dessous les r&eacute;f&eacute;rences de l&#39;article que l&#39;&eacute;quipe vient de publier dans la prestigieuse revue Nature.</p> <p>Pour des raisons pratiques, dans un premier temps, les exp&eacute;riences qui viennent d&#39;&ecirc;tre conduites en ce sens l&#39;ont &eacute;t&eacute; dans une enceinte o&ugrave; un panneau de verre s&eacute;parait les deux protagonistes, mais &agrave; travers de laquelle ils pouvaient cependant s&#39;observer, de la m&ecirc;me fa&ccedil;on qu&#39;ils le feraient dans l&#39;eau.</p> <p>Il a &eacute;t&eacute; constat&eacute; que le poisson, dans ces conditions, n&#39;&eacute;prouvait pas de peur dans le voisinage d&#39;un robot se comportant comme lui et r&eacute;agissant imm&eacute;diatement &agrave; ses propres r&eacute;actions. Au contraire, il a paru, malgr&eacute; la s&eacute;paration impos&eacute;e par le panneau de verre, d&eacute;sireux de conduire un dialogue comportemental avec le robot. A l&#39;inverse, les capacit&eacute;s d&#39;observation et de d&eacute;duction du robot lui permettait de s&#39;int&eacute;grer aussi pleinement que possible dans les &eacute;changes que proposait inconsciemment le poisson. Le tout s&#39;est fait en temps r&eacute;el, ce qui est essentiel &agrave; la validit&eacute; de l&#39;exp&eacute;rience.</p> <p>Ceci dit, dans la communication entre animaux interviennent des &eacute;changes d&#39;hormones ou d&#39;odeurs qui seront toujours tr&egrave;s difficiles &agrave; identifier et plus encore &agrave; reproduite par les concepteurs des futurs robots.</p> <p><strong>Des poissons enrichis?</strong></p> <p>Les chercheurs s&#39;efforcent d&eacute;sormais de mieux observer et comprendre les comportements des poissons-z&egrave;bres entre eux, afin d&#39;am&eacute;liorer les r&eacute;ponses que le robot pourra leur apporter. Celui-ci pourra, au lieu de simplement les imiter apr&egrave;s coup, anticiper ces r&eacute;ponses afin de mieux s&#39;int&eacute;grer dans la relation avec les poissons. Il restera pour aller plus loin &agrave; concevoir un robot suffisamment robuste, malgr&eacute; la miniaturisation, pour nager et r&eacute;agir parmi les poissons-z&egrave;bres comme s&#39;il &eacute;tait l&#39;un d&#39;entre eux.</p> <p>Ajoutons pour notre part, en extrapolant, que si un tel robot &eacute;tait con&ccedil;u de fa&ccedil;on &agrave; entretenir des rapports progressivement enrichis avec des g&eacute;n&eacute;rations successives de poissons-z&egrave;bres, afin de leur apprendre des comportements encore inconnus de l&#39;esp&egrave;ce, de futurs poissons pourraient peut-&ecirc;tre faire-preuve de savoirs augmentant leur capacit&eacute;s &agrave; maitriser le milieu et mieux &eacute;viter les pr&eacute;dateurs.<br /> <br /> <strong>Abstract</strong></p> <p><em>Robotics is continuously being integrated in animal behaviour studies to create customizable, controllable, and repeatable stimuli. However, few systems have capitalized on recent breakthroughs in computer vision and real-time control to enable a two-way interaction between the animal and the robot. Here, we present a &ldquo;closed-loop control&rdquo; system to investigate the behaviour of zebrafish, a popular animal model in preclinical studies. The system allows for actuating a biologically-inspired 3D-printed replica in a 3D workspace, in response to the behaviour of a zebrafish. We demonstrate the role of closed-loop control in modulating the response of zebrafish, across a range of behavioural and information-theoretic measures. Our results suggest that closed-loop control could enhance the degree of biomimicry of the replica, by increasing the attraction of live subjects and their interaction with the stimulus. Interactive experiments hold promise to advance our understanding of zebrafish, offering new means for high throughput behavioural phenotyping.<strong> </strong></em></p> <p><strong>R&eacute;f&eacute;rence</strong></p> <p><a href="https://www.nature.com/articles/s41598-017-19083-2">https://www.nature.com/articles/s41598-017-19083-2</a></p> <p>&nbsp;</p> Wed, 14 Feb 2018 23:00:00 GMT Des synapses artificielles pour de futurs calculateurs neuromorphiques http://www.europesolidaire.eu/article.php?article_id=2904 2904 <br /><p>C&#39;est pour r&eacute;pondre &agrave; ce besoin que les calculateurs neuromorphiques ont &eacute;t&eacute; invent&eacute;s il y a plus de 10 ans. Ils font appel &agrave; un concept de calcul s&rsquo;inspirant du fonctionnement du cerveau ; ils sont capables d&rsquo;apprendre, de se corriger et de r&eacute;pondre &agrave; des questions de tr&egrave;s grande complexit&eacute;, ce qui est inconcevable pour un ordinateur classique. Ils fonctionnent selon les principes des calculateurs &agrave; r&eacute;seaux de neurones ayant fait leur preuve dans le domaine de l&#39;Intelligence Artificielle. <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Réseau_de_neurones_artificiels">https://fr.wikipedia.org/wiki/R%C3%A9seau_de_neurones_artificiels</a>.</p> <p>Les r&eacute;seaux de neurones artificiels visent &agrave; imiter le cerveau humain. Celui-ci est un r&eacute;seau tr&egrave;s complexe ayant un grand nombre de cellules de base interconnect&eacute;es, les neurones. Il y a environ 100 milliards de neurones dans le cerveau humain et 10 puissance 15 connexions. Ces connexions sont nomm&eacute;es des synapses. Les r&eacute;seaux de neurones sont des mod&egrave;le tr&egrave;s simple du cerveau o&ugrave; les unit&eacute;s de calcul &eacute;l&eacute;mentaire sont interconnect&eacute;es. &Eacute;videmment, on ne prend pas en compte les caract&eacute;ristiques biologiques du cerveau. Il s&#39;agit seulement de r&eacute;aliser de petits cerveaux artificiels.<br /> <br /> Pour &ecirc;tre efficaces, les calculateurs neuromorphiques ont besoin de liaisons tr&egrave;s performantes entre leurs unit&eacute;s de calcul. Ces liaisons sont appel&eacute;es des synapses artificielles. Diff&eacute;rentes techniques sont utilis&eacute;es pour cela. Aujourd&#39;hui, on parle du <em>Reservoir Computing</em>&nbsp;(<a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Reservoir_computing">https://en.wikipedia.org/wiki/Reservoir_computing</a>) Il fonctionne selon des principes similaires &agrave; ceux des calculateurs &agrave; r&eacute;seaux de neurones. Ils peuvent &ecirc;tre int&eacute;gr&eacute;s dans un un ordinateur classique sous la forme de simulations num&eacute;riques.</p> <p><em>Le Reservoir Computing</em>&nbsp;se d&eacute;veloppe principalement en Europe o&ugrave; il a &eacute;t&eacute; d&eacute;velopp&eacute; et dont il reste l&rsquo;apanage. Diff&eacute;rentes solutions sont mises en oeuvre. Ainsi le projet europ&eacute;en PHOCUS <a href="http://nonlineaire.univ-lille1.fr/SNL/media/2011/resumes/LARGER_Laurent.pdf">http://nonlineaire.univ-lille1.fr/SNL/media/2011/resumes/LARGER_Laurent.pdf</a><br /> n&eacute; en 2010 d&rsquo;une collaboration entre l&rsquo;Espagne, l&rsquo;Allemagne, la Belgique et la France, pilot&eacute; par l&rsquo;universit&eacute; des &icirc;les Bal&eacute;ares, fait appel &agrave; une solution physique s&rsquo;appuyant sur une classe particuli&egrave;re de syst&egrave;mes dynamiques, les dynamiques non lin&eacute;aires &agrave; retard.</p> <p>Au d&eacute;partement Optique de l&rsquo;Institut FEMTO-ST, une &eacute;quipe de chercheurs men&eacute;e par Laurent Larger a mis au point d&rsquo;un d&eacute;monstrateur physique du&nbsp;<em>Reservoir Computing</em>&nbsp;qui exploite la complexit&eacute; des comportements de la lumi&egrave;re dans une fibre optique. <a href="http://www.cnrs.fr/insis/recherche/actualites/2017/03/processeur-optique-cerveau.htm">http://www.cnrs.fr/insis/recherche/actualites/2017/03/processeur-optique-cerveau.htm</a></p> <p>Ce&nbsp;<em>Reservoir Computing</em>&nbsp;photonique a recours aux &eacute;quations non lin&eacute;aires &agrave; retard pour assurer, de fa&ccedil;on in&eacute;dite jusqu&rsquo;alors, la cr&eacute;ation physique d&rsquo;un &eacute;quivalent de r&eacute;seau de neurones artificiels. Le syst&egrave;me est purement temporel et le retard se substitue &agrave; la dimension spatiale initialement n&eacute;cessaire &agrave; la multiplication des neurones. On obtient un syst&egrave;me plus facile &agrave; g&eacute;rer technologiquement, et un traitement ultrarapide de l&rsquo;information gr&acirc;ce aux composants des t&eacute;l&eacute;communications par fibre optique.<br /> <br /> Laurent Larger explique que &laquo;&nbsp;&nbsp;<em>La notion de retard correspond &agrave; la m&eacute;moire du syst&egrave;me. Plus la m&eacute;moire est importante, plus il est possible de cr&eacute;er de neurones</em>&nbsp;&raquo;,. Le d&eacute;monstrateur mis au point comporte quelque quatre cents neurones seulement, mais il a enregistr&eacute; un succ&egrave;s au-del&agrave; des esp&eacute;rances dans le domaine de la reconnaissance vocale pour lequel il a fait l&rsquo;objet de tests. Avec l&rsquo;identification de plus d&rsquo;un million de mots &agrave; la seconde, le&nbsp;<em>Reservoir Computing</em>&nbsp;photonique est le seul syst&egrave;me physique au monde t&eacute;moignant de telles puissance et rapidit&eacute; de calcul, et d&eacute;passe de tr&egrave;s loin les capacit&eacute;s de la simulation num&eacute;rique.</p> <p><strong>D&#39;autres approches</strong></p> <p>C&#39;est cependant pour exp&eacute;rimenter d&#39;autres approches que le National Institute of Standards and Technology (NIST) am&eacute;ricain pr&eacute;sente aujourd&#39;hui un projet de synapse artificielle visant &agrave; acc&eacute;rer les liaisons entre neurones artificiels.Il est d&eacute;crit sur le site Science Advances (voir r&eacute;f&eacute;rence in fine La recherche est financ&eacute;e par l&#39; Intelligence Advanced Research Projects Activity Cryogenic Computing Complexity Program, lanc&eacute; en 2014.<br /> <br /> A elle seule, la synapse artificielle du NIST repr&eacute;sente un exploit d&#39;ing&eacute;nierie. Il s&#39;agit d&#39;un cylindre m&eacute;tallique de 10 microm&egrave;tres (ou microns) de diam&egrave;tre, &agrave; peine plus grand qu&#39;une synapse biologique. Il traite les entr&eacute;es venant des neurones artificiels sous forme de signaux optiques et les transforme en courants dit impulsionnels, le terme d&eacute;signant un dispositif de corr&eacute;lation de deux signaux optiques permettant d&#39;en faire un signal plus performant. Il permet au neurone d&#39;&eacute;mettre (fire) beaucoup plus rapidement que le neurone biologique, soit 1 milliard&nbsp;de fois par seconde compar&eacute; aux 50 fois par seconde de ce dernier. Il n&#39;utilise que 1 dix milli&egrave;me de l&#39;&eacute;nergie d&eacute;pens&eacute; par la synapse biologique.</p> <p>A elle seule, la synapse artificielle du NIST repr&eacute;sente un exploit d&#39;ing&eacute;nierie. Il s&#39;agit d&#39;un cylindre m&eacute;tallique de 10 microm&egrave;tres (ou microns) de diam&egrave;tre, &agrave; peine plus grand qu&#39;une synapse biologique. Il traite les entr&eacute;es venant des neurones artificiels sous forme de signaux optiques et les transforme en courants dit impulsionnels, le terme d&eacute;signant un dispositif de corr&eacute;lation de deux signaux optiques permettant d&#39;en faire un signal plus performant. Il permet au neurone d&#39;&eacute;mettre (fire) beaucoup plus rapidement que le neurone biologique, soit 1 milliard de fois par seconde compar&eacute; aux 50 fois par seconde de ce dernier. Il n&#39;utilise que 1 dix milli&egrave;me de l&#39;&eacute;nergie d&eacute;pens&eacute; par la synapse biologique.</p> <p>Le dispositif est ins&eacute;r&eacute; dans des microprocesseurs d&#39;un centim&egrave;tre carr&eacute; d&eacute;j&agrave; emplis de centaines de circuits &eacute;lectroniques.&nbsp;Ces microprocesseurs ainsi &eacute;quip&eacute;s seront les composants du futur calculateur neuromorphique. Il s&#39;agira de composants superconducteurs, transmettant l&#39;&eacute;lectricit&eacute; sans r&eacute;sistance, contrairement aux semi-conducteurs des ordinateurs classiques. Les donn&eacute;es seront transmises, trait&eacute;es et stock&eacute;es dans des unit&eacute;s de flux magn&eacute;tiques. L&#39;ordinateur classique traite au contraireles donn&eacute;es dans des circuits d&eacute;di&eacute;s et les stocke dans des m&eacute;moires s&eacute;par&eacute;es.</p> <p>Ces synapses seront utilis&eacute;es dans des calculateurs neuromorphiques faits de composants superconducteurs, transmettant l&#39;&eacute;lectricit&eacute; sans r&eacute;sistance, contrairement aux semi-conducteurs des ordinateurs classiques. Les donn&eacute;es seront transmises, trait&eacute;es et stock&eacute;es dans des unit&eacute;s de flux magn&eacute;tiques. L&#39;ordinateur classique traite les donn&eacute;es dans des circuits d&eacute;di&eacute;s et les stocke dans des m&eacute;moires s&eacute;par&eacute;es.</p> <p>Les synapses artificielles repr&eacute;senteront donc, selon leurs concepteurs, un pas en avant consid&eacute;rable pour la r&eacute;alisation de vastes syst&egrave;mes neuromorphiques beaucoup plus complexes aux performances se rapprochant du cerveau humain &ndash; ou tout au moins de certains aires c&eacute;r&eacute;brales de ce cerveau, telles par exemple de celles permettant la reconnaissance des formes.</p> <p>Mais, a-t-il &eacute;t&eacute; object&eacute;, il faudra r&eacute;aliser et assembler des millions de ces synapses artificielles pour qu&#39;elles commencent &agrave; concurrencer les performances d&#39;une aire c&eacute;r&eacute;brale humaine. Par ailleurs, elles ne fonctionnent qu&#39;&agrave; des temp&eacute;ratures proches du z&eacute;ro absolu, afin de permettre la superconductivit&eacute;. Ceci pourrait cependant &ecirc;tre obtenu dans un centre de calcul de grande taille, mais non dans de petites puces.</p> <p>Les neuroscientifiques font valoir par ailleurs que l&#39;on connait trop mal encore le fonctionnement des synapses biologiques pour pouvoir les simuler efficacement sur des synapses artificielles.<br /> <br /> N&eacute;anmoins la voie propos&eacute;e par les chercheurs du NIST para&icirc;t prometteuse.</p> <hr /> <p><strong>Abstract of&nbsp;</strong><em><em><strong>Ultralow power artificial synapses using nanotextured magnetic Josephson junctions</strong></em></em></p> <p><em>Neuromorphic computing promises to markedly improve the efficiency of certain computational tasks, such as perception and decision-making. Although software and specialized hardware implementations of neural networks have made tremendous accomplishments, both implementations are still many orders of magnitude less energy efficient than the human brain. We demonstrate a new form of artificial synapse based on dynamically reconfigurable superconducting Josephson junctions with magnetic nanoclusters in the barrier. The spiking energy per pulse varies with the magnetic configuration, but in our demonstration devices, the spiking energy is always less than 1 aJ. This compares very favorably with the roughly 10 fJ per synaptic event in the human brain. Each artificial synapse is composed of a Si barrier containing Mn nanoclusters with superconducting Nb electrodes. The critical current of each synapse junction, which is analogous to the synaptic weight, can be tuned using input voltage spikes that change the spin alignment of Mn nanoclusters. We demonstrate synaptic weight training with electrical pulses as small as 3 aJ. Further, the Josephson plasma frequencies of the devices, which determine the dynamical time scales, all exceed 100 GHz. These new artificial synapses provide a significant step toward a neuromorphic platform that is faster, more energy-efficient, and thus can attain far greater complexity than has been demonstrated with other technologies.</em></p> <p><strong>Reference:</strong></p> <p>Superconducting &lsquo;synapse&rsquo; could enable powerful future neuromorphic supercomputers. 7 f&eacute;vrier 2018<br /> <a href="http://advances.sciencemag.org/content/4/1/e1701329">http://advances.sciencemag.org/content/4/1/e1701329</a></p> <p><strong>Autre r&eacute;f&eacute;rence</strong><br /> <br /> Sur le sujet des ordinareurs neuromorphiques,&nbsp; voir un article plus d&eacute;taill&eacute; publi&eacute; le 16/02 par rtflash</p> <p><a href="http://www.rtflash.fr/l-ordinateur-neuromorphique-ouvre-t-il-voie-vers-intelligence-artificielle-forte/article">http://www.rtflash.fr/l-ordinateur-neuromorphique-ouvpubli&eacute; re-t-il-voie-vers-intelligence-artificielle-forte/article</a></p> <p>&nbsp;</p> Sat, 10 Feb 2018 23:00:00 GMT Physique. Une nouvelle particule subatomique http://www.europesolidaire.eu/article.php?article_id=2902 2902 <br /><p>On lira &agrave; ce sujet une &eacute;tude publi&eacute;e sur arXiv <a href="https://arxiv.org/abs/1712.06153">https://arxiv.org/abs/1712.06153</a></p> <p>L&#39;exp&eacute;rience concerne l&#39;observation de collisions entre hadrons provoqu&eacute;es par une &eacute;nergie plus forte que d&#39;habitude, et observ&eacute;es d&#39;une fa&ccedil;on plus pr&eacute;cise. La collision a provoqu&eacute; l&#39;&eacute;mission de gluons en nombres impairs, contrairement aux nombres pairs jusqu&#39;ici enregistr&eacute;. Il peut y avoir, selon l&#39;exp&eacute;rience, 3, 5, 7...gluons au lieu des 2, 4, 6 habituellement observ&eacute;s. De plus, aucune &eacute;mission de quark n&#39;a &eacute;t&eacute; enregistr&eacute;e. 1)<br /> <br /> Les chercheurs estiment que cela ne remet pas en cause le Mod&egrave;le Standard des Particules, mais &eacute;claire quelques r&eacute;gions d&#39;obscurit&eacute; qu&#39;il comporte. L&#39;existence de l&#39;odderon avait &eacute;t&eacute; suppos&eacute;e d&egrave;s les ann&eacute;es 1970, mais jamais prouv&eacute;e. On notera que les nouvelles observations r&eacute;sultent de collisions entre protons de 13 tera&eacute;lectron volts, les plus puissantes jusqu&#39;&agrave; ce jour obtenues. Ceci conforte l&#39;hypoth&egrave;se selon laquelle, plus la puissance du LHC sera augment&eacute;e, plus de nouveaux aspects de la mati&egrave;re, et par cons&eacute;quent de l&#39;univers, pourront &ecirc;tre d&eacute;voil&eacute;s.</p> <p>Les chercheurs sont conscients qu&#39;ils travaillent aux fronti&egrave;res des connaissances, actuelles, mais que celles-ci pourraient &ecirc;tre &agrave; l&#39;avenir tr&egrave;s recul&eacute;es. Leurs travaux incluent la recherche d&#39;une nouvelle extra-dimension de l&#39;univers.</p> <p>Les applications des acc&eacute;l&eacute;rations obtenues dans l&#39;exp&eacute;rience TOTEM int&eacute;resseront des domaines aussi vari&eacute;s que la m&eacute;decine,la mesure des rayons cosmiques, la dessalisation de l&#39;eau. En priv&eacute;, les physiciens am&eacute;ricains travaillant au LHC regrettent qu&#39;&agrave; l&#39;&eacute;poque, leur gouvernement ait pr&eacute;f&eacute;rer financer des d&eacute;penses militaires que la mise en place d&#39;un acc&eacute;l&eacute;rateur circulaire tel que le LHC.</p> <p>Quant au projet de m&eacute;ga-acc&eacute;l&eacute;rateur lin&eacute;aire am&eacute;ricain envisag&eacute; par le gouvernement f&eacute;d&eacute;ral, il en est encore aux &eacute;tudes pr&eacute;liminaires. On peut douter qu&#39;il voit le jour dans les prochaines ann&eacute;es, compte tenu des d&eacute;penses d&#39;armement annuelles d&#39;environ 900 milliards de dollars promises par Donald Trump.</p> <p><strong>Note</strong></p> <p>1) Wikipedia indique que le&nbsp;gluon&nbsp;est le boson (<a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Boson">https://fr.wikipedia.org/wiki/Boson</a>) responsable de l&#39;interaction forte. Les&nbsp;gluons&nbsp;confinent les quarks ensemble en les liant tr&egrave;s fortement. Ils permettent ainsi l&#39;existence des protons et des neutrons, ainsi que des autres hadrons et donc de l&#39;univers que nous connaissons.</p> <ol> </ol> Fri, 09 Feb 2018 23:00:00 GMT Physique quantique. Les calculateurs quantiques sont-ils trop bruyants? http://www.europesolidaire.eu/article.php?article_id=2900 2900 <br /><p>Dans un r&eacute;cent article publi&eacute; par le tr&egrave;s s&eacute;rieux Quanta Magazine, (<a href="https://www.quantamagazine.org/gil-kalais-argument-against-quantum-computers-20180207/">https://www.quantamagazine.org/gil-kalais-argument-against-quantum-computers-20180207/</a>) le math&eacute;maticien isra&eacute;lien Gil Kalai (<a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Gil_Kalai">https://fr.wikipedia.org/wiki/Gil_Kalai</a>) explique &agrave; l&#39;auteure de l&#39;article pourquoi il consid&egrave;re que les calculateurs quantiques constituent un r&ecirc;ve hors de port&eacute;e. La question n&#39;est pas anodine. Un certain nombre de scientifiques, math&eacute;maticiens, physiciens ou sp&eacute;cialistes des sciences de l&#39;informatique, commencent &agrave; partager ce point de vue. Dans le m&ecirc;me temps cependant des sommes de plus en plus importantes sont consacr&eacute;es, non seulement en Occident mais en Chine et en Russie, au d&eacute;veloppement de calculateurs quantiques. Qui se trompe?<br /> <br /> Nous n&#39;entrerons pas ici dans une discussion hors de port&eacute;e. Nous nous bornerons &agrave;&nbsp;r&eacute;sumer tr&egrave;s bri&egrave;vement le d&eacute;but de l&#39;argumentation de Gil Kalai. Nous nous demanderons ensuite - question &agrave; laquelle il est presque aussi difficile de r&eacute;pondre - pourquoi tant de scientifiques et d&#39;int&eacute;r&ecirc;ts industriels et politiques investissent actuellement dans la r&eacute;alisation de calculateurs quantiques. Ceux-ci sont aujourd&#39;hui tr&egrave;s rudimentaires, ne comportant qu&#39;un nombre r&eacute;duit de q.bit. . Mais&nbsp;ceux qui les mettent au point et qui les financent semblent persuad&eacute;s que la voie est prometteuse. Il a m&ecirc;me &eacute;t&eacute; dit que celui qui poss&eacute;dera le premier un calculateur quantique de taille s&eacute;rieuse (dot&eacute; de quelques centaines de q.bits?) poss&eacute;dera le monde.</p> <p><strong>Un &laquo;&nbsp;bruit&nbsp;&raquo; &agrave; jamais incontr&ocirc;lable</strong></p> <p>Pour Gil Kalai, en simplifiant beaucoup, les &laquo;&nbsp;bruits&nbsp;&raquo; autrement dit les erreurs qui affecteront les calculateurs quantiques d&egrave;s qu&#39;ils seront dot&eacute;s d&#39;un nombre suffisant de q.bits pour commencer &agrave; &ecirc;tre utiles, prendront une telle importance qu&#39;ils ne pourront pas &ecirc;tre &eacute;limin&eacute;s. Les calculateurs actuels produisent un nombre consid&eacute;rables d&#39;erreurs, eux-aussi, mais leurs concepteurs ont d&egrave;s les origines d&eacute;velopp&eacute; des algorithmes permettant d&#39;en neutraliser une tr&egrave;s grande partie. Celles qui &eacute;chappent, de plus en plus nombreuses au fur et &agrave; mesure de l&#39;augmentation de la puissance des composants et des machines, produisent des blocages ou fausses r&eacute;ponses bien connues, mais toujours redout&eacute;es, les bugs.</p> <p>Gil Kalai explique que, dans un ordinateur quantique, comme dans tout ordinateur, lors de chaque cycle de traitement, des bruits se produisent, avec des fluctuations ou des erreurs impr&eacute;visibles. Ceci r&eacute;sulte en premier lieu du fait qu&#39;un q.bit, ou l&#39;&eacute;tat d&#39;un q.bit, puisse se trouver d&eacute;fectueux. Mais pour corriger une erreur quantique, il faut de 100 &agrave; 500 q.bits &laquo;&nbsp;r&eacute;els&nbsp;&raquo; pour obtenir un q.bit &laquo;&nbsp;logique&nbsp;&raquo; de bonne qualit&eacute;. Un logiciel correcteur d&#39;erreurs quantiques ne peut donc fonctionner que si le niveau du bruit reste en dessous d&#39;un certain seuil.</p> <p>Pour d&eacute;terminer ce seuil, ce qui est indispensable &agrave; la production d&#39;un ordinateur quantique d&#39;une puissance suffisante, il faut contr&ocirc;ler le bruit. Ceci devient vite impossible si les erreurs se trouvent corr&eacute;l&eacute;es. Dans ce cas, le nombre de q.bits affect&eacute;s devient tr&egrave;s nombreux et l&#39;ordinateur devient inutilisable.</p> <p>Gil Kalai a utilis&eacute; ses comp&eacute;tences math&eacute;matiques pour mod&eacute;liser les risques de corr&eacute;lations et d&eacute;terminer celles susceptibles de rendre l&#39;ordinateur inutilisable. On pourra approfondir la question &agrave; partir notamment d&#39;un article de lui tr&egrave;s technique publi&eacute; dans Arxiv : Gaussian Noise Sensitivity and BosonSampling <a href="https://arxiv.org/abs/1409.3093">https://arxiv.org/abs/1409.3093</a></p> <p><strong>Des tailles encore insuffisantes</strong></p> <p>Ces recherches l&#39;ont conduit &agrave; consid&eacute;rer que le niveau de bruit ne pourra jamais &ecirc;tre contr&ocirc;l&eacute;, car il augmentera plus rapidement que la taille de l&#39;ordinateur. Il ne s&#39;agira pas seulement d&#39;un probl&egrave;me technique &agrave; r&eacute;soudre par l&#39;ing&eacute;nierie, tel que la protection d&#39;un grand ordinateur contre des interactions entre q.bits et atomes ext&eacute;rieurs provoquant la d&eacute;coh&eacute;rence de certains de ces derniers, c&#39;est-&agrave;-dire les rendant inutilisables. Iil s&#39;agit d&#39;une impossibilit&eacute; qu&#39;il juge fondamentale.</p> <p>De petits ordinateurs quantiques peuvent fournir des solutions &agrave; la r&eacute;solution de petits probl&egrave;mes, tel que celui de la simulation des processus au sein d&#39;un noyau atomique de deut&eacute;rium. (<a href="https://arxiv.org/abs/1801.03897">https://arxiv.org/abs/1801.03897)</a> . Mais augmenter leur taille afin de rendre ces ordinateurs sup&eacute;rieurs aux calculateurs ordinaires et leur permettre d&#39;aborder de grands probl&egrave;mes se heurtera &agrave; un mur ind&eacute;passable. La r&eacute;alisation prochaine d&#39;un ordinateur de 50 q.bits, tel que celui annonc&eacute; par IBM,&nbsp; ne devrait pas permettre d&#39;aborder des tailles suffisantes pour faire appara&icirc;tre les seuils de non-fiabilit&eacute; pronostiqu&eacute;s par Gil Kalai.</p> <p>Nous avons plusieurs fois ici cit&eacute; les travaux de Seth Lloyd et de nombreux autres physiciens th&eacute;oriciens, qui n&#39;ont jamais &eacute;voqu&eacute; ces seuils th&eacute;oriques, comme plus g&eacute;n&eacute;ralement toutes les recherches entreprises pour proposer des applications &agrave; la m&eacute;canique quantique (voir par exemple <a href="http://www.admiroutes.asso.fr/larevue/2015/153/quantique.htm">http://www.admiroutes.asso.fr/larevue/2015/153/quantique.htm</a> ) Ces recherches et le nombre des premiers r&eacute;sultats annonc&eacute;s ne cessent de croitre. Faut-il en d&eacute;duire que Gil Kalai est dans l&#39;erreur?</p> <p>Celui-ci, encore une fois, r&eacute;pondra que la taille des calculateurs quantiques obtenus &agrave; ce jour n&#39;est pas suffisante pour que les niveaux d&#39;erreurs deviennent non maitrisables. Mais tr&egrave;s vite ce seuil sera atteint, ce qui explique son pessimisme.</p> <p>Il sera int&eacute;ressant d&#39;observer quels &eacute;chos recevront les recherches de Gil Kalai et de ses coll&egrave;gues. Les pessimistes diront que tant qu&#39;il demeure possible d&#39;obtenir des cr&eacute;dits de recherches et de d&eacute;veloppement, nul ne sera assez d&eacute;sint&eacute;ress&eacute; pour &eacute;voquer des obstacles th&eacute;oriques encore impossibles &agrave; d&eacute;montrer exp&eacute;rimentalement.</p> Thu, 08 Feb 2018 23:00:00 GMT Concilier la conservation des ressources naturelles et la satisfaction des besoins humains vitaux http://www.europesolidaire.eu/article.php?article_id=2897 2897 <br /><p>Son r&eacute;sultat n&#39;&eacute;tonnera que ceux ayant toujours refus&eacute; de se poser la question. Aucun pays des 151 cas &eacute;tudi&eacute;s n&#39;est capable d&#39;offrir une vie jug&eacute;e satisfaisante par ses citoyens sans abuser des ressources naturelles.</p> <p>Il faut &eacute;videmment avant d&#39;entreprendre une telle &eacute;tude en fixer les limites. Des crit&egrave;res stricts de ce que l&#39;on d&eacute;signe par vie satisfaisante doivent &ecirc;tre d&eacute;finis. Sinon, chaque personne interrog&eacute;e pourrait juger que sa vie ne correspond pas &agrave; ses ambitions. L&#39;&eacute;tude a retenu un certain nombre de crit&egrave;res que nous ne d&eacute;taillerons&nbsp;pas ici, allant de l&#39;acc&egrave;s &agrave; la nourriture, la sant&eacute;, la dur&eacute;e de vie en bonne sant&eacute; jusqu&#39;&agrave; l&#39;&eacute;ducation et la d&eacute;mocratie.</p> <p>De m&ecirc;me, le concept de ressources disponibles doit &ecirc;tre pr&eacute;cis&eacute;. L&#39;&eacute;tude a retenu une liste de sept fronti&egrave;res &agrave; ne pas d&eacute;passer pour ne pas &eacute;puiser les ressources naturelles et les capacit&eacute;s d&#39;adaptation de la plan&egrave;te.</p> <p>N&eacute;cessairement, les choix faits pourront &ecirc;tre critiqu&eacute;s comme r&eacute;sultant d&#39;a priori. Que sont exactement, par exemple en mati&egrave;re de ressources, les limites de la consommation de l&#39;eau ou de la production de CO2. Il sera toujours possible de faire valoir que des progr&egrave;s technologiques pourront permettre les m&ecirc;mes r&eacute;sultats &agrave; moindre frais. Mais on ne doit pas oublier que la plupart de ces progr&egrave;s ont un co&ucirc;t qu&#39;il conviendra de prendre en compte.</p> <p><strong>Pas de surprise</strong></p> <p>Sous ces r&eacute;serves l&#39;&eacute;tude montre que les pays dits riches, comme les Etats-Unis, offrent les plus grandes satisfaction &agrave; leurs ressortissants, tout en consommant les plus grandes quantit&eacute;s de ressources naturelles. Ils sont rejoints par le Royaume-Uni et l&#39;Australie. Les plus transgressifs en tous domaines, et de tr&egrave;s loin, sont les Etats-Unis. Ceci ne surprendra pas.</p> <p>A l&#39;inverse des pays dits pauvres, comme le S&eacute;n&eacute;gal, consomment peu de ressources, mais n&#39;offrent pas &agrave; leurs citoyens des conditions de vie qu&#39;ils jugent satisfaisantes. Paradoxalement, l&#39;Afrique du Sud consomme autant de ressources, relativement, que l&#39;Am&eacute;rique, mais n&#39;assure la satisfaction que d&#39;un seul besoin, l&#39;alimentation. L&#39;&eacute;tude la qualifie de &laquo;&nbsp;sur-consommateur dysfonctionnel&nbsp;&raquo;. Il faudrait en ce cas se demander ce que deviennent les ressources non-consomm&eacute;es. L&#39;&eacute;tude ne le fait pas.</p> <p>Les chercheurs concluent &agrave; juste titre que &laquo;&nbsp;laisser faire les march&eacute;s&nbsp;&raquo; ne permettra ni de pr&eacute;server les ressources naturelles, ni d&#39;assurer la satisfaction des citoyens. Pour bien faire, il faudrait que chaque pays fasse un examen de conscience, afin de red&eacute;finir sa fa&ccedil;on de consommer et celle de r&eacute;pondre aux l&eacute;gitimes aspirations des citoyens.</p> <p>Nous pensons pour notre part que ceci ne se produira jamais. Les gouvernements seraient les seuls &agrave; pouvoir d&eacute;cider de ces &eacute;tudes. Mais ce n&#39;est qu&#39;une minorit&eacute; de privil&eacute;gi&eacute;s qui tiennent les r&ecirc;nes des gouvernements. On ne les voit pas risquer par ces recherches d&#39;abandonner leurs privil&egrave;ges.</p> <p>Ajoutons que l&#39;explosion actuelle des usages de l&#39;internet et des technologies de la communication, cens&eacute;s am&eacute;liorer les modes de vie sans d&eacute;truire de ressources naturelles, risque rapidement, sauf changement non pr&eacute;visible &agrave; ce jour, d&#39;&eacute;puiser les ressources en terres rares indispensables &agrave; la production des mat&eacute;riels. Voir <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Terre_rare">https://fr.wikipedia.org/wiki/Terre_rare</a><br /> <br /> <strong>R&eacute;f&eacute;rence</strong></p> <p>A good life for all within planetary boundaries&nbsp; 5 fev 2018</p> <p><strong>Abstract</strong></p> <p><em>Humanity faces the challenge of how to achieve a high quality of life for over 7 billion people without destabilizing critical planetary processes. Using indicators designed to measure a &lsquo;safe and just&rsquo; development space, we quantify the resource use associated with meeting basic human needs, and compare this to downscaled planetary boundaries for over 150 nations. We find that no country meets basic needs for its citizens at a globally sustainable level of resource use. Physical needs such as nutrition, sanitation, access to electricity and the elimination of extreme poverty could likely be met for all people without transgressing planetary boundaries. However, the universal achievement of more qualitative goals (for example, high life satisfaction) would require a level of resource use that is 2&ndash;6 times the sustainable level, based on current relationships. Strategies to improve physical and social provisioning systems, with a focus on sufficiency and equity, have the potential to move nations towards sustainability, but the challenge remains substantial.</em></p> <p><a href="https://www.nature.com/articles/s41893-018-0021-4">https://www.nature.com/articles/s41893-018-0021-4</a></p> <p>&nbsp;</p> Mon, 05 Feb 2018 23:00:00 GMT Biologie. Recherche de virus extraterrestres http://www.europesolidaire.eu/article.php?article_id=2881 2881 <img src="http://www.europesolidaire.eu/repimg/20180125133108_virus.jpg" align="left" alt="photo" title="" border="0" /><br /><p>Les chercheurs en astrobiologie, science qui s&#39;int&eacute;ressent aux possibilit&eacute;s de vie sur d&#39;autres plan&egrave;tes ou m&ecirc;me dans le vide spatial, commencent seulement cependant &agrave; s&#39;int&eacute;resser aux possibilit&eacute;s de trouver des virus ailleurs que sur notre plan&egrave;te. Le professeur de biologie Ken Stedman &agrave; l&#39;universit&eacute; de Portland, lance&nbsp;un appel pour une nouvelle discipline consacr&eacute;e &agrave; ce th&egrave;me, qu&#39;il&nbsp;nomme&nbsp;l&#39;astrovirologie. C&#39;est l&#39;objet d&#39;un article r&eacute;f&eacute;renc&eacute; ci-dessous &quot;Astrovirology: Viruses at Large in the Universe,&quot; publi&eacute; en f&eacute;vrier 2018 par le journal Astrobiology.<br /> <br /> Stedman demande que la Nasa et les autres agences spatiales entreprennent des recherches de virus dans les oc&eacute;ans cens&eacute;s se trouver sur les lunes de Saturne et de Jupiter. Par ailleurs, il&nbsp;voudrait que l&#39;on recherche des traces d&#39;anciens virus dans les sols terrestres, pour mener les m&ecirc;mes recherches sur les sols de la Lune et de Mars.Il faudrait&nbsp;aussi &eacute;tudier si les virus terrestres pourraient srvivre dans l&#39;espace, ce qui leur permettrait de contaminer d&#39;autres plan&egrave;tes ou ast&eacute;ro&iuml;des.</p> <p>Du fait que sur Terre se trouvent 10 &agrave; 100 fois plus de virus que de cellules, on peut penser qu&#39;il en serait de m&ecirc;me sur d&#39;autres plan&egrave;tes. Comme par ailleurs les virus semblent &ecirc;tre apparus sur Terre avant la vie cellulaire, ils pourraient &ecirc;tre pr&eacute;sents sur d&#39;autres plan&egrave;tes ne manifestant pas de forme identifiable de vie plus complexe.</p> <p><strong>Questions</strong></p> <p>Ceci dit, l&#39;article, en dehors du fait qu&#39;il pr&eacute;sente un utile recensement de la science des virus, ou virologie; n&#39;apporte &eacute;videmment pas de r&eacute;ponses aux questions qu&#39;il pose. Ainsi il para&icirc;t difficile de faire des hypoth&egrave;ses concernant l&#39;apparition d&#39;une forme de vie extraterrestre, comportant ou non des virus, vu que la biologie ou l&#39;arch&eacute;obiologie n&#39;ont pas encore pu expliquer, et moins encore reproduire en laboratoire, l&#39;apparition non seulement de la vie sur Terre, mais de celle des virus ou arch&eacute;ovirus.<br /> <br /> Par ailleurs, des virus extraterrestres pourraient ils exister sur d&#39;autres plan&egrave;tes, en l&#39;absence de cellules &agrave; noyau, ou eucaryotes, , consid&eacute;r&eacute;es en g&eacute;n&eacute;ral comme indispensables &agrave; la reproduction virale? Et si de telles cellules existaient sur ces plan&egrave;tes, il paraitrait plus facile de les observer, ou d&#39;observer les cons&eacute;quences de leurs activit&eacute;s, qu&#39;en ce qui concerne les virus.<br /> <br /> Quant &agrave; savoir si des virus pourraient se trouver dans l&#39;espace interplan&eacute;taire, transportant la vie de l&#39;une &agrave; l&#39;autre de ces plan&egrave;tes, la question para&icirc;t encore plus difficile &agrave; &eacute;lucider que les pr&eacute;c&eacute;dentes. Comment les observer? Comment pourraient-ils y &ecirc;tre venus? Pourraient-ils y survivre malgr&eacute; leur robustesse exceptionnelle?&nbsp;</p> <p>Autrement dit, ne pourrait-on pas sugg&eacute;rer, ce que nous nous garderons bien de faire, que l&#39;&eacute;minent professeur est seulement, avec ce th&egrave;me de l&#39;astrovirologie, en train de rechercher un g&eacute;n&eacute;reux financeur?&nbsp;<br /> <br /> Sur les virus terrestres, on trouvera ci-dessous en note quelques &eacute;l&eacute;ments d&#39;information fournis par Wikipedia <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Virus">https://fr.wikipedia.org/wiki/Virus</a></p> <p><br /> <strong>Abstract</strong></p> <p><em>Viruses are the most abundant biological entities on modern Earth. They are highly diverse both in structure and genomic sequence, play critical roles in evolution, strongly influence terran biogeochemistry, and are believed to have played important roles in the origin and evolution of life. However, there is yet very little focus on viruses in astrobiology. Viruses arguably have coexisted with cellular life-forms since the earliest stages of life, may have been directly involved therein, and have profoundly influenced cellular evolution. Viruses are the only entities on modern Earth to use either RNA or DNA in both single- and double-stranded forms for their genetic material and thus may provide a model for the putative RNA-protein world. With this review, we hope to inspire integration of virus research into astrobiology and also point out pressing unanswered questions in astrovirology, particularly regarding the detection of virus biosignatures and whether viruses could be spread extraterrestrially. We present basic virology principles, an inclusive definition of viruses, review current virology research pertinent to astrobiology, and propose ideas for future astrovirology research foci. </em></p> <p><strong>R&eacute;f&eacute;rence</strong></p> <p><a href="http://online.liebertpub.com/doi/10.1089/ast.2017.1649">http://online.liebertpub.com/doi/10.1089/ast.2017.1649</a></p> <p><strong>Notes.<br /> <br /> 1. Sur les virus.</strong></p> <p>&nbsp;<em>Le d&eacute;bat sur la nature des virus (vivants ou pas) repose sur des notions complexes </em><a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Virus#cite_note-2"><em>2</em></a><em>,</em><a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Virus#cite_note-3"><em>3</em></a><em>&nbsp;</em><em>et reste aujourd&#39;hui ouvert. Cependant, selon de nombreuses d&eacute;finitions </em><a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Virus#cite_note-4"><em>4 </em></a><em>du vivant (entit&eacute; mat&eacute;rielle r&eacute;alisant les fonctions de relation, nutrition, reproduction), les virus ne seraient pas des &ecirc;tres vivant</em><em> </em></p> <p>&nbsp;<em>Pour r&eacute;pliquer son acide nucl&eacute;ique, il d&eacute;pend d&#39;une cellule h&ocirc;te qu&#39;il doit infecter pour d&eacute;tourner et utiliser son m&eacute;tabolisme&nbsp;: un virus est un&nbsp;</em><a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Parasitisme"><em><strong>parasite </strong></em></a><em><strong>intracellulaire obligatoire</strong></em><em>.</em><em> </em><br /> <br /> &nbsp;<em>Il semble que certains virus aient &eacute;volu&eacute; &agrave; partir de putatifs anc&ecirc;tres cellulaires s&#39;&eacute;tant simplifi&eacute;s</em><a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Virus#cite_note-15"><em>15</em></a><em>, et parall&egrave;lement l&#39;inverse &agrave; partir de r&eacute;plicons g&eacute;n&eacute;tiques autonomes tel les transposons, plasmides et affili&eacute;s ayant fini par acqu&eacute;rir une capside</em><a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Virus#cite_note-16"><em>16</em></a><em>.</em><em> </em><br /> <br /> <em>Les virus ont aussi un r&ocirc;le dans l&rsquo;&eacute;volution.&nbsp;</em><a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Patrick_Forterre"><em>Patrick Forterre</em></a><em>&nbsp;</em><em>avance m&ecirc;me l&rsquo;hypoth&egrave;se que les virus seraient les premiers organismes &agrave; ADN </em><a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Virus#cite_note-20"><em>20</em></a><em>. &Agrave; l&rsquo;</em><a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Origine_de_la_vie"><em>origine de la vie</em></a><em>, l&rsquo;ARN dominait (hypoth&egrave;se du monde &agrave; ARN) et assurait &agrave; la fois les fonctions de stockage et transmission de l&rsquo;information g&eacute;n&eacute;tique et de catalyse des r&eacute;actions chimiques. Seules existaient des cellules dont le g&eacute;nome &eacute;tait cod&eacute; par de l&rsquo;ARN et dont le m&eacute;tabolisme &eacute;tait assur&eacute; par des ARN-enzymes qui ont progressivement &eacute;t&eacute; remplac&eacute;s par des prot&eacute;ines-enzymes. Ces prot&eacute;ines, d&eacute;j&agrave; complexes, auraient &laquo;&nbsp;invent&eacute;&nbsp;&raquo; l&rsquo;ADN </em><a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Virus#cite_note-21"><em>21</em></a><em>. L&rsquo;ADN a &eacute;t&eacute; s&eacute;lectionn&eacute; en raison de sa plus grande stabilit&eacute;. D&rsquo;apr&egrave;s Patrick Forterre, l&rsquo;ADN conf&egrave;rerait au virus le pouvoir de r&eacute;sister &agrave; des&nbsp;</em><a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Enzyme"><em>enzymes</em></a><em>&nbsp;</em><em>d&eacute;gradant les&nbsp;</em><a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Génome"><em>g&eacute;nomes</em></a><em>&nbsp;</em><em>&agrave; ARN, arme de d&eacute;fense probable des protocellules. On retrouve le m&ecirc;me principe chez des virus actuels, qui alt&egrave;rent leur ADN pour r&eacute;sister &agrave; des enzymes produites par des bact&eacute;ries infect&eacute;es.</em><em> </em><br /> <br /> &nbsp;<em>Le plus petit virus connu est le&nbsp;</em><a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Hépatite_D"><em>virus delta</em></a><em>, qui parasite lui-m&ecirc;me celui de l&#39;</em><a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Hépatite_B"><em>h&eacute;patite B</em></a><em>. Il ne comporte qu&#39;un seul&nbsp;</em><a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Gène"><em>g&egrave;ne</em></a><em>. L&#39;un des plus gros virus connus est le&nbsp;</em><a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Mimivirus"><em>mimivirus</em></a><em>, avec un diam&egrave;tre qui atteint&nbsp;400 nanom&egrave;tres</em><em>&nbsp;</em><em>et un g&eacute;nome qui comporte&nbsp;1&nbsp;200 g&egrave;nes.</em><em> </em></p> <p>__________________________________________</p> <p><em>Il existe plusieurs hypoth&egrave;ses concernant l&#39;origine et l&#39;&eacute;volution des virus. Il est probable que tous les virus ne d&eacute;rivent pas d&#39;un anc&ecirc;tre commun et les diff&eacute;rents virus peuvent avoir des origines diff&eacute;rentes.</em></p> <ul> <li> <p><em><strong>Les virus et les cellules ont pu appara&icirc;tre dans la&nbsp;</strong></em><a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Soupe_primordiale"><em><strong>soupe primordiale</strong></em></a><em><strong>&nbsp;en m&ecirc;me temps et &eacute;voluer parall&egrave;lement.</strong></em><em>&nbsp;Dans ce sc&eacute;nario, au d&eacute;but de l&rsquo;apparition de la vie, les plus anciens syst&egrave;mes g&eacute;n&eacute;tiques d&#39;auto-r&eacute;plication (probablement de l&#39;</em><a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Acide_ribonucléique"><em>ARN</em></a><em>) sont devenus plus complexes et se sont envelopp&eacute;s dans un sac lipidique pour aboutir au&nbsp;</em><a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Progénote"><em>prog&eacute;note</em></a><em>&nbsp;&agrave; l&#39;origine des cellules. Une autre forme r&eacute;plicative aurait pu garder sa simplicit&eacute; pour former des particules virales.</em></p> </li> <li> <p><em><strong>Les virus pourraient avoir pour origine des morceaux d&#39;</strong></em><a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Acide_nucléique"><em><strong>acides nucl&eacute;iques</strong></em></a><em><strong>&nbsp;qui se sont &laquo;&nbsp;&eacute;chapp&eacute;s&nbsp;&raquo; du&nbsp;</strong></em><a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Génome"><em><strong>g&eacute;nome</strong></em></a><em><strong>&nbsp;cellulaire pour devenir ind&eacute;pendants.</strong></em><em>&nbsp;Ce ph&eacute;nom&egrave;ne pourrait avoir eu lieu lors d&rsquo;erreurs au cours de la r&eacute;plication du mat&eacute;riel g&eacute;n&eacute;tique. Les virus pourraient aussi avoir pour origine des&nbsp;</em><a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Plasmide"><em>plasmides</em></a><em>&nbsp;(mol&eacute;cules d&rsquo;ADN circulaires) ou des&nbsp;</em><a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Transposon"><em>transposons</em></a><em>&nbsp;(s&eacute;quences d&#39;ADN capables de se d&eacute;placer et de se multiplier dans un&nbsp;</em><a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Génome"><em>g&eacute;nome</em></a><em>), voire des&nbsp;</em><a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Viroïde"><em>viro&iuml;des</em></a><em>.</em></p> </li> <li> <p><em><strong>Les virus pourraient d&eacute;river de cellules ayant subi une simplification</strong></em><em>. D&#39;apr&egrave;s cette hypoth&egrave;se, les anc&ecirc;tres des virus auraient &eacute;t&eacute; des &ecirc;tres vivants libres ou des micro-organismes devenus des pr&eacute;dateurs ou des parasites d&eacute;pendants de leur&nbsp;</em><a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Hôte_(biologie)"><em>h&ocirc;te</em></a><em>. Les relations de&nbsp;</em><a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Parasitisme"><em>parasitisme</em></a><em>&nbsp;entra&icirc;nent la perte de nombreux&nbsp;</em><a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Gène"><em>g&egrave;nes</em></a><em>&nbsp;(notamment les g&egrave;nes pour le&nbsp;</em><a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Métabolisme"><em>m&eacute;tabolisme</em></a><em>&nbsp;apport&eacute;s par l&#39;h&ocirc;te). Cet organisme aurait co&eacute;volu&eacute; avec la cellule h&ocirc;te et n&#39;aurait conserv&eacute; que sa capacit&eacute; &agrave; r&eacute;pliquer son&nbsp;</em><a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Acide_nucléique"><em>acide nucl&eacute;ique</em></a><em>&nbsp;et le m&eacute;canisme de transfert de cellule &agrave; cellule. Cette hypoth&egrave;se s&#39;appuie notamment sur l&#39;existence des&nbsp;</em><a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Rickettsia"><em>rickettsies</em></a><em>, petites bact&eacute;ries ayant r&eacute;gress&eacute; &agrave; un tel point qu&#39;elles ne peuvent survivre que dans une cellule h&ocirc;te, et rappelant les virus.</em></p> </li> </ul> <p>&nbsp;<em>Des &eacute;tudes en 2013 de divers&nbsp;</em><a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Girus"><em>girus</em></a><em>&nbsp;tendent &agrave; favoriser l&#39;hypoth&egrave;se d&#39;une simplification</em><a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Virus#cite_note-Pandoraviruses2013-27"><em>27</em></a><em>. Cela impliquerait que les virus pourraient &ecirc;tre un embranchement phylog&eacute;n&eacute;tique au m&ecirc;me titre que les autres r&egrave;gnes (</em><a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Eucaryote"><em>eucaryotes</em></a><em>,&nbsp;</em><a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Bactérie"><em>bact&eacute;ries</em></a><em>,&nbsp;</em><a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Archée"><em>arch&eacute;es</em></a><em>) du&nbsp;</em><a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Vie"><em>Vivant</em></a><em>.</em></p> <p><strong>Note 2<br /> <br /> Sur l&#39;origine de la vie</strong></p> <p>On ajoutera que des composants de mati&egrave;re organique viennent d&#39;&ecirc;tre d&eacute;couverts dans des m&eacute;t&eacute;orites cristallins provenant d&#39;au dehors du syst&egrave;me solaire. Ceci conforme l&#39;hypoth&egrave;se selon laquelle la vie, au moins sous la forme primitive, pourrait &ecirc;tre tr&egrave;s fr&eacute;quente dans l&#39;univers.</p> <p>Voir Organic matter in extraterrestrial water-bearing salt crystals<br /> <a href="http://advances.sciencemag.org/content/4/1/eaao3521">http://advances.sciencemag.org/content/4/1/eaao3521</a></p> <p>On pourra relire sur un th&egrave;me voisin notre pr&eacute;c&eacute;dent article &laquo;&nbsp;Nouvelle hypoth&egrave;se concernant les origines de la vie sur Terre&nbsp;&raquo;<br /> <a href="http://www.europesolidaire.eu/article.php?article_id=2851&amp;r_id">http://www.europesolidaire.eu/article.php?article_id=2851&amp;r_id</a>=</p> <p>&nbsp;</p> Wed, 24 Jan 2018 23:00:00 GMT Spatial. Kilopower, futur réacteur nucléaire spatial miniature&#160;? http://www.europesolidaire.eu/article.php?article_id=2877 2877 <img src="http://www.europesolidaire.eu/repimg/20180122184142_kilopower.jpg" align="left" alt="photo" title="" border="0" /><br /><p>Voir <a href="https://www.space.com/39413-small-nuclear-reactor-kilopower-mars-colony.html">https://www.space.com/39413-small-nuclear-reactor-kilopower-mars-colony.html</a></p> <p>Pour installer une colonie humaine sur Mars, au plus t&ocirc;t dans une trentaine d&#39;ann&eacute;es, il faudra disposer de sources d&#39;&eacute;nergie rapidement mobilisables. Cela pourrait passer par un r&eacute;acteur nucl&eacute;aire miniature que la NASA est train de tester. Les premiers essais sont concluants et l&#39;agence spatiale compte maintenant le tester &agrave; pleine puissance d&#39;ici le mois de mars. Il s&#39;agit du projet&nbsp;<strong><strong>Kilopower. </strong></strong>&nbsp;Celui-ci sera un r&eacute;acteur &agrave; fission de petite taille, susceptible d&#39;&ecirc;tre transport&eacute; en plusieurs missions de la Terre vers la plan&egrave;te envisag&eacute;e, ou d&eacute;plac&eacute;e sur celle-ci selon les besoins de la colonie.</p> <p>Le syst&egrave;me&nbsp; Krusty, pour<strong><strong> </strong></strong><em><em>Kilopower Reactor Using Stirling Technology</em></em>) comprend peu de parties mobiles et exploite une technologie &eacute;prouv&eacute;e de transfert calorique associ&eacute; &agrave; un&nbsp;<a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Moteur_Stirling" target="_blank">moteur Stirling</a>&nbsp;imagin&eacute;e &agrave; Los Alamos dans les ann&eacute;es 60, et qui a aussi l&#39;avantage d&#39;&ecirc;tre compact.</p> <p>Le concept Kilopower consiste en une mini-centrale nucl&eacute;aire transportable Son r&eacute;acteur nucl&eacute;aire fonctionnant &agrave; partir de quelques grammes d&rsquo;uranium &agrave; la taille d&#39;un rouleau de papier toilette.&nbsp;&nbsp;Il peut d&eacute;livrer entre 1 et 10 Kilowatts correspondant &agrave; la consommation de deux ou trois familles sur Terre. La NASA a &eacute;valu&eacute; les besoins d&rsquo;une base martienne &agrave; quatre r&eacute;acteurs de ce type. En attendant, ils seraient tr&egrave;s utile sur la Lune.</p> <p>On demandera pourquoi de tels r&eacute;acteurs ultra-l&eacute;gers ne sont pas d&eacute;j&agrave; utilis&eacute;s &agrave; profusion sur la Terre. Une des r&eacute;ponses est qu&#39;ils co&ucirc;teraient beaucoup plus cher qu&#39;une actuelle centrale &agrave; fission. Par ailleurs, ils n&eacute;cessiteraient de nombreuses manipulations d&#39;uranium, avec les risques de contamination en d&eacute;coulant.</p> Sun, 21 Jan 2018 23:00:00 GMT Rôle du cortex préfrontal humain dans la relation inconsciente entre la perception et l'action http://www.europesolidaire.eu/article.php?article_id=2874 2874 <img src="http://www.europesolidaire.eu/repimg/20180121111354_tracking_the_brain_in_real_time_140x108.png" align="left" alt="photo" title="" border="0" /><br /><p>Les autres m&eacute;thodes d&#39;imagerie, par r&eacute;sonance magn&eacute;tique (fMRI) ou par electroenc&eacute;phalographie, peuvent se faire &agrave; partir de l&#39;ext&eacute;rieur de la boite cr&acirc;nienne. L&#39;ECOoG n&#39;est donc accept&eacute;e qu&#39;&agrave; l&#39;occasion d&#39;op&eacute;rations exigeant d&#39;acc&eacute;der directement au cerveau, comme l&#39;ablation d&#39;une tumeur ou un traitement de l&#39;&eacute;pilepsie. Elle requiert en principe l&#39;acceptation du patient qui se d&eacute;clare volontaire pour permettre cette op&eacute;ration 1). Les observations de cette nature sont donc tr&egrave;s rares.</p> <p>Ceci rend d&#39;autant plus pr&eacute;cieuse la publication des r&eacute;sultats d&#39;un travail que viennent de faire des neuroscientifiques de l&#39;Institut de neurosciences &agrave; Berkeley, Californie. Ils estiment avoir mis en &eacute;vidence en temps r&eacute;el le cheminement d&#39;une pens&eacute;e &agrave; travers le cortex pr&eacute;frontal. Celui-ci coordonne les activit&eacute;s permettant de r&eacute;pondre &agrave; une perception. Le processus ne s&#39;accompagne pas n&eacute;cessairement de conscience, laquelle mobilise des aires diff&eacute;rentes du cerveau.</p> <p>Ainsi, me pr&eacute;parant &agrave; traverser une route, si dans certains cas je per&ccedil;ois avant m&ecirc;me d&#39;en avoir conscience l&#39;arriv&eacute;e d&#39;une automobile, je m&#39;arr&ecirc;te spontan&eacute;ment, c&#39;est-&agrave;-dire inconsciemment. Ce n&#39;est que quelques instants apr&egrave;s que je rends compte de m&#39;&ecirc;tre arr&ecirc;t&eacute; et la raison pour laquelle je l&#39;ai fait.</p> <p>Il en est de m&ecirc;me des &eacute;changes verbaux au cours d&#39;une conversation. Mon cortex sensoriel pr&eacute;pare une r&eacute;ponse au mot qu&#39;il vient d&#39;entendre en mobilisant le cortex moteur qui me permettra d&#39;articuler ma r&eacute;ponse. Ceci explique en partie la rapidit&eacute; des &eacute;changes au cours d&#39;une discussion assez vive, dans laquelle j&#39;ai l&#39;impression de formuler certaines r&eacute;ponses avant m&ecirc;me d&#39;y avoir r&eacute;fl&eacute;chi. Dans les cas simples, ne n&eacute;cessitant pas l&#39;appel aux r&eacute;seaux constituant la m&eacute;moire, ceci se fait relativement rapidement, c&#39;est-&agrave;-dire en une demi-seconde.</p> <p>Dans les cas plus complexes, par exemple lorsque la r&eacute;ponse au mot entendu n&eacute;cessite l&#39;appel au synonyme de ce mot, le processus peut demander 2 &agrave; 3 secondes, n&eacute;cessaires &agrave; la consultation des r&eacute;seaux de m&eacute;moire. C&#39;est l&agrave; encore le cortex pr&eacute;frontal qui fait ce travail, avant de mobiliser le cortex moteur pour la formulation de la r&eacute;ponse.</p> <p>Ces r&eacute;sultats r&eacute;sultent de 8 exp&eacute;riences diff&eacute;rentes, conduites avec des patients volontaires. Ceux-ci en r&eacute;ponse <em>&agrave; </em>une question pos&eacute;e devaient formuler une r&eacute;ponse verbale ou pousser un bouton, ce qui mobilise les muscles du bras. Dans tous ces cas l&#39;observation a mis en &eacute;vidence une activit&eacute; &eacute;lectrique au sein du cortex pr&eacute;frontal.</p> <p><br /> <strong>Abstract of&nbsp;</strong><em><em><strong>Persistent neuronal activity in human prefrontal cortex links perception and action</strong></em></em></p> <p><em>How do humans flexibly respond to changing environmental demands on a subsecond temporal scale? Extensive research has highlighted the key role of the prefrontal cortex in flexible decision-making and adaptive behaviour, yet the core mechanisms that translate sensory information into behaviour remain undefined. Using direct human cortical recordings, we investigated the temporal and spatial evolution of neuronal activity (indexed by the broadband gamma signal) in 16 participants while they performed a broad range of self-paced cognitive tasks. Here we describe a robust domain- and modality-independent pattern of persistent stimulus-to-response neural activation that encodes stimulus features and predicts motor output on a trial-by-trial basis with near-perfect accuracy. Observed across a distributed network of brain areas, this persistent neural activation is centred in the prefrontal cortex and is required for successful response implementation, providing a functional substrate for domain-general transformation of perception into action, critical for flexible behaviour.</em></p> <h3><strong>R&eacute;f&eacute;rences:</strong></h3> <p>Matar Haller et al. Persistent neuronal activity in human prefrontal cortex links perception and action. Nature Human Behavior. Dec. 18, 2017&nbsp;<br /> <a href="https://www.nature.com/articles/s41562-017-0267-2">https://www.nature.com/articles/s41562-017-0267-2</a><br /> <br /> 1) Electrocorticographie&nbsp;<br /> <a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Electrocorticography">https://en.wikipedia.org/wiki/Electrocorticography</a></p> <p>&nbsp;</p> <p>&nbsp;</p> <p>&nbsp;</p> Sat, 20 Jan 2018 23:00:00 GMT Cosmologie. Première production en laboratoire d'un mini sursaut gamma http://www.europesolidaire.eu/article.php?article_id=2873 2873 <img src="http://www.europesolidaire.eu/repimg/20180120172432_gammaray.jpg" align="left" alt="photo" title="" border="0" /><br /><p>G<em>RB. Vue&nbsp;d&#39;artiste</em><br /> <br /> On fait l&#39;hypoth&egrave;se qu&#39;un GRB est g&eacute;n&eacute;r&eacute; dans la majorit&eacute; des cas par l&#39;effondrement gravitationnel d&#39;une &eacute;toile g&eacute;ante aboutissant soit &agrave; la formation d&#39;un trou noir ou d&#39;une &eacute;toile &agrave; neutrons (GRB longs) soit &agrave; la fusion de deux &eacute;toiles &agrave; neutrons binaires (GRB courts). Ce ph&eacute;nom&egrave;ne d&eacute;clenche l&#39;&eacute;mission d&#39;un faisceau &eacute;troit et sym&eacute;trique de mati&egrave;re atteignant des vitesses ultra-relativistes. Les sursauts gamma, observ&eacute;s au rythme moyen d&#39;un sursaut par jour, ont leurs sources dans d&#39;autres galaxies et constituent les &eacute;v&eacute;nements les plus lumineux de l&rsquo;Univers. Ils ont &eacute;t&eacute; d&eacute;couverts accidentellement en 1967 et ne commencent &agrave; &ecirc;tre expliqu&eacute;s qu&#39;au milieu des ann&eacute;es 1990.</p> <p>C&#39;est un tel ph&eacute;nom&egrave;ne que pensent avoir recr&eacute;&eacute;&nbsp;en laboratoire une &eacute;quipe de chercheurs qui viennent de publier sur ce sujet un article dans Physical Review Letters r&eacute;f&eacute;renc&eacute; ci-dessous.</p> <p>Comme l&#39;observation pr&eacute;cise et la compr&eacute;hension d&#39;un sursaut Gamma dans l&#39;univers est encore tr&egrave;s difficile, voire impossible, ils ont d&eacute;cid&eacute; de reproduire un des processus suppos&eacute;s &ecirc;tre &agrave; l&#39;origine d&#39;un GRB. Les rayonnements &eacute;mis par un Trou noir, &agrave; l&#39;origine des GRB, seraient principalement compos&eacute;s d&#39;&eacute;lectrons de mati&egrave;re et de leurs correspondants, des positrons d&#39;anti-mati&egrave;re 1). Les positrons sont identiques aux &eacute;lectrons, mais ils ont une charge &eacute;lectrique oppos&eacute;e. Ces rayonnements g&eacute;n&eacute;reraient de forts champs magn&eacute;tiques. La rotation des particules autour de ces champs donnerait lieu &agrave; de puissantes explosions de rayons gamma. Mais comme indiqu&eacute;, il est tr&egrave;s difficile de v&eacute;rifier cette hypoth&egrave;se dans le cosmos.</p> <p>L&#39;&eacute;quipe internationale qui a publi&eacute; l&#39;article cit&eacute; explique avoir exp&eacute;riment&eacute; l&#39;id&eacute;e consistant &agrave; reproduire le ph&eacute;nom&egrave;ne donnant naissance aux GRB &agrave; partir d&#39;une petite source de rayonnements &eacute;lectrons-positrons, afin d&#39;observer comment ces rayonnements &eacute;voluent spontan&eacute;ment. Les chercheurs ont utilis&eacute; pour cela le plus puissant laser existant &agrave; ce jour, le laser Gemini, h&eacute;berg&eacute; par le Rutherford Appleton Laboratory en Grande Bretagne. Voir <a href="http://www.stfc.ac.uk/research/lasers-and-plasma-physics/central-laser-facility/">http://www.stfc.ac.uk/research/lasers-and-plasma-physics/central-laser-facility/</a></p> <p>Ils ont pu en dirigeant ce laser sur une cible appropri&eacute;e, obtenir pendant un temps ultra-court des copies r&eacute;duites des rayonnements &eacute;mis par un Trou noir. Ils ont ainsi observ&eacute;&nbsp;pour la premi&egrave;re fois l&#39;auto-g&eacute;n&eacute;ration des champs magn&eacute;tiques correspondants. Ceci leur a permis de v&eacute;rifier exp&eacute;rimentalement la pertinence des principales hypoth&egrave;ses th&eacute;oriques permettant de comprendre la production des GRB &agrave; partir des Trous noirs.</p> <p>L&#39;exp&eacute;rience devrait avoir aussi aussi une grande importance th&eacute;orique. La mati&egrave;re composant la Terre est faite essentiellement d&#39;atomes, comportant un noyau positif entour&eacute; de nuages d&#39;&eacute;lectrons n&eacute;gatifs. C&#39;est la dynamique des &eacute;lectrons, beaucoup plus l&eacute;gers que les noyaux, qui est &agrave; la source de la lumi&egrave;re ou des champs magn&eacute;tiques. Par contre un rayon compos&eacute; d&#39;un &eacute;lectron et d&#39;un positron, tous deux de masse identique, donne un aper&ccedil;u sur ce que serait un monde constitu&eacute; de mati&egrave;re et d&#39;anti-mati&egrave;re. De nombreuses exp&eacute;riences tr&egrave;s innovantes pourraient donc &ecirc;tre conduites en utilisant le mod&egrave;le propos&eacute; pour expliquer la g&eacute;n&eacute;ration des GRB &agrave; partir des Trous noirs.</p> <p><strong>R&eacute;f&eacute;rence</strong></p> <p><a href="http://www.spacedaily.com/reports/How_we_created_a_mini_gamma_ray_burst_in_the_lab_for_the_first_time_999.html">https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.119.185002</a></p> <p><em><strong>Abstract</strong></em><br /> <em>We report on the first experimental observation of a current-driven instability developing in a quasineutral matter-antimatter beam. Strong magnetic fields (&ge;1&thinsp;&thinsp;T) are measured, via means of a proton radiography technique, after the propagation of a neutral electron-positron beam through a background electron-ion plasma. The experimentally determined equipartition parameter of&nbsp;&epsilon;B&asymp;10&minus;3is typical of values inferred from models of astrophysical gamma-ray bursts, in which the relativistic flows are also expected to be pair dominated. The data, supported by particle-in-cell simulations and simple analytical estimates, indicate that these magnetic fields persist in the background plasma for thousands of inverse plasma frequencies. The existence of such long-lived magnetic fields can be related to analog astrophysical systems, such as those prevalent in lepton-dominated jets.</em></p> <p><strong>Note</strong></p> <p>1) L&#39;anti-mati&egrave;re et la mati&egrave;re s&#39;annihilent spontan&eacute;ment. N&eacute;anmoins, avec certains pr&eacute;cautions, il est possible de conserver pendant un certain temps des particules d&#39;anti-mati&egrave;re. Le CERN r&eacute;alise de nombreux exp&eacute;riences int&eacute;ressant l&#39;anti-mati&egrave;re. Voir <a href="https://home.cern/fr/topics/antimatter">https://home.cern/fr/topics/antimatter</a></p> <p>&nbsp;</p> Fri, 19 Jan 2018 23:00:00 GMT Science. Cartographier les micro-circuits dans le cerveau http://www.europesolidaire.eu/article.php?article_id=2865 2865 <br /><p>Au sein du cerveau vivant, les groupes de neurones qui se connectent pour former des micro-circuits sont indispensables pour permettre au cerveau de traiter, notamment, les informations sensorielles. Conna&icirc;tre la fa&ccedil;on dont se forment et fonctionnent ces micro-circuits est un premier pas essentiel &agrave; la compr&eacute;hension du fonctionnement global du cerveau.</p> <p>Mais observer le cerveau vivant avec les techniques de la neuro-imagerie ne suffit pas. Il faut introduire des &eacute;lectrodes captant les &eacute;changes &eacute;lectriques entre neurones dans les couches plus profondes de la mati&egrave;re c&eacute;r&eacute;brale, en traversant la boite cr&acirc;nienne. Chez l&#39;homme ceci est inenvisageable, pour des raisons &eacute;thiques. Cela ne peut se faire &eacute;ventuellement qu&#39;&agrave; l&#39;occasion d&#39;une op&eacute;ration &agrave; cerveau ouvert, comme l&#39;excision d&#39;une tumeur. Chez l&#39;animal, l&#39;op&eacute;ration n&#39;est pas non plus facile. Les &eacute;lectrodes risquent de d&eacute;truire les neurones c&eacute;r&eacute;braux que l&#39;on veut observer.</p> <p>Aujourd&#39;hui cependant les progr&egrave;s de la connectique permettent de r&eacute;aliser des micro-&eacute;lectrodes moins invasives. Des neuro-scientifiques du Francis Crick Institute viennent d&#39;annoncer, dans l&#39;article r&eacute;f&eacute;renc&eacute; ci-dessous, qu&#39;ils ont d&eacute;velopp&eacute; une technique qu&#39;ils ont ont nomm&eacute; &quot;nanoengineered electroporation microelectrodes&rdquo; (NEMs).<br /> <br /> A cette fin, ils ont cr&eacute;&eacute; une s&eacute;rie de micro-trous &agrave; l&#39;extr&eacute;mit&eacute; d&#39;une nano&eacute;lectrode. Ils ont utilis&eacute; pour cela les techniques en plein d&eacute;veloppement aujourd&#39;hui de ce que l&#39;on nomme la nano-ing&eacute;nierie.<br /> <br /> Avec cette microsonde, introduite dans le cerveau d&#39;une souris, ils ont pu distribuer le courant &eacute;lectrique dans un rayon correspondant &agrave; un micro-circuit neural. La sonde a &eacute;t&eacute; plac&eacute;e dans une tranche horizontale du bulbe olfactif du cerveau, avec un dommage minimum pour la z&ocirc;ne. Ils ont pu ainsi identifier l&#39;ensemble des neurones du micro-circuit examin&eacute;, ce qui n&#39;avait jamais pu &ecirc;tre fait auparavant. Le travail a &eacute;t&eacute; fait en utilisant un microscope.<br /> <br /> Faut-il souligner l&#39;exploit technologique que ceci repr&eacute;sente. Le cerveau entier d&#39;une souris ne d&eacute;passe pas 1 ou 2 cm de long. La zone observ&eacute;e est de quelques centaines de microns.<br /> <br /> Pour les chercheurs, comme le cerveau est constitu&eacute; d&#39;unit&eacute;s semblables, que l&#39;on pourrait comparer &agrave; des octets dans un ordinateur, comprendre le fonctionnement d&#39;une de ces unit&eacute;s pourrait aider &agrave; comprendre le fonctionnement du cerveau entier, notamment dans la compr&eacute;hension des entr&eacute;es sensorielles et du contr&ocirc;le du comportement.<br /> &nbsp;</p> <p><strong>Abstract of&nbsp;</strong><em><em><strong>Architecture of a mammalian glomerular domain revealed by novel volume electroporation using nanoengineered microelectrodes</strong></em></em></p> <p><em>Dense microcircuit reconstruction techniques have begun to provide ultrafine insight into the architecture of small-scale networks. However, identifying the totality of cells belonging to such neuronal modules, the &ldquo;inputs&rdquo; and &ldquo;outputs,&rdquo; remains a major challenge. Here, we present the development of nanoengineered electroporation microelectrodes (NEMs) for comprehensive manipulation of a substantial volume of neuronal tissue. Combining finite element modeling and focused ion beam milling, NEMs permit substantially higher stimulation intensities compared to conventional glass capillaries, allowing for larger volumes configurable to the geometry of the target circuit. We apply NEMs to achieve near-complete labeling of the neuronal network associated with a genetically identified olfactory glomerulus. This allows us to detect sparse higher-order features of the wiring architecture that are inaccessible to statistical labeling approaches. Thus, NEM labeling provides crucial complementary information to dense circuit reconstruction techniques. Relying solely on targeting an electrode to the region of interest and passive biophysical properties largely common across cell types, this can easily be employed anywhere in the CNS.</em></p> <h3><strong>R&eacute;f&eacute;rence:</strong></h3> <p>D. Schwarz et al. Architecture of a mammalian glomerular domain revealed by novel volume electroporation using nanoengineered microelectrodes.</p> <p><a href="https://www.nature.com/articles/s41467-017-02560-7">https://www.nature.com/articles/s41467-017-02560-7</a></p> <p>&nbsp;</p> <ul> </ul> Mon, 15 Jan 2018 23:00:00 GMT Cosmologie. Se localiser à un mètre près dans l'espace profond http://www.europesolidaire.eu/article.php?article_id=2862 2862 <br /><p>Ceux ci fonctionnent gr&acirc;ce &agrave; des constellations de satellites situ&eacute;s &agrave; une distance suffisante pour servir de points fixes &agrave; la navigation soit sur la surface de la Terre soit dans l&#39;espace tr&egrave;s proche.</p> <p>Lorsque des missions robotiques seront dans le futur organis&eacute;es pour explorer avec pr&eacute;cision le syst&egrave;me solaire et m&ecirc;me ult&eacute;rieurement d&#39;autres objets de la galaxie (comme par exemple Proxima du Centaure), il conviendra de les localiser avec suffisamment de pr&eacute;cision pour atteindre l&#39;objectif et &eacute;ventuellement revenir sur Terre.</p> <p>La NASA propose pour cela d&#39;utiliser ce que l&#39;on pourrait appeler des phares fixes extragalactiques, c&#39;est-&agrave;-dire des pulsars. Un pulsar est un objet astronomique produisant un signal p&eacute;riodique allant de l&#39;ordre de la milliseconde &agrave; quelques dizaines de secondes. Ce serait une &eacute;toile &agrave; neutrons tournant tr&egrave;s rapidement sur elle-m&ecirc;me (p&eacute;riode typique de l&#39;ordre de la seconde, voire beaucoup moins pour les pulsars milliseconde) et &eacute;mettant un fort rayonnement &eacute;lectromagn&eacute;tique dans la direction de son axe magn&eacute;tique. (voir <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Pulsar">https://fr.wikipedia.org/wiki/Pulsar</a>&nbsp;)&nbsp; La NASA utilisera pour cela les &eacute;missions en rayons X de ces pulsars qui seront les plus faciles &agrave; recevoir.<br /> <br /> Elle a r&eacute;alis&eacute; &agrave;&nbsp;cette fin un dispositif appel&eacute; Station Explorer for X-ray Timing and Navigation Technology, ou SEXTANT, qui permettra &agrave; une sonde terrestre se d&eacute;pla&ccedil;ant &agrave; des vitesses de plusieurs milliers de km/h dans l&#39;espace de conna&icirc;tre &agrave; tous moments sa position. Le syst&egrave;me utilisera des pulsars miliseconde. Le proc&eacute;d&eacute; pourra &ecirc;tre conjugu&eacute; avec les syst&egrave;mes actuels de positionnement utilisant les &eacute;missions radio ou les images optiques d&#39;astres servant de rep&egrave;re, beaucoup moins pr&eacute;cis. Les &eacute;missions des pulsars peuvent &ecirc;tre re&ccedil;ues avec la m&ecirc;me pr&eacute;cision, qu&#39;il s&#39;agisse de l&#39;espace proche ou de l&#39;espace profond.</p> <p><strong>NICER</strong></p> <p>La technologie SEXTANT utilise l&#39;instrument pr&eacute;c&eacute;demment mis au point par la NASA, dit Neutron-star Interior Composition Explorer, ou NICER <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Neutron_Star_Interior_Composition_Explorer">https://fr.wikipedia.org/wiki/Neutron_Star_Interior_Composition_Explorer</a></p> <p>Il s&#39;agit d&#39;un syst&egrave;me de t&eacute;lescope &agrave; rayons X et de d&eacute;tecteurs pr&eacute;c&eacute;demment envoy&eacute; par la NASA, en juin 2017, &agrave; bord de l&#39;ISS (station orbitale). Il a d&eacute;j&agrave; servi &agrave; observer des pulsars, objets consid&eacute;r&eacute;s comme les plus exotiques de l&#39;univers. S&#39;ils augmentent encore leur densit&eacute;, ils peuvent devenir des trous noirs. Cette densit&eacute; est d&eacute;j&agrave; consid&eacute;rable. On consid&egrave;re qu&#39;une cuill&egrave;re &agrave; caf&eacute; de la mati&egrave;re composant un pulsar p&egrave;serait sur Terre un milliard de tonnes.</p> <p>On remarquera incidemment que l&#39;ISS, consid&eacute;r&eacute;e comme pratiquement inutile au plan de la recherche scientifique fondamentale, pourra dans l&#39;avenir. jouer un r&ocirc;le majeur dans l&#39;exploration de la galaxie. Il est donc essentiel de l&#39;entretenir puis de lui donner un successeur, ce que Donald Trump &agrave; ce jour se refuse &agrave; faire. La Chine de son c&ocirc;t&eacute; se pr&eacute;pare &agrave; lancer une station spatiale.</p> <p>La premi&egrave;re exp&eacute;rimentation de SEXTANT a utilis&eacute; 4 pulsars, nomm&eacute;s J0218+4232, B1821-24, J0030+0451 et J0437-4715. Dans l&#39;avenir, ce qui pourra demander des ann&eacute;es si la NASA voit ses demandes budg&eacute;taires refus&eacute;es par Donald Trump pr&eacute;cit&eacute;, comme il l&#39;en menace, il faudra mettre au point des instruments sur le mod&egrave;le de SEXTANT et NICER, facilement transportables et utilisables par de futures sondes spatiales, en attendant des voyages habit&eacute;s.</p> <p>Ces projets de la NASA ne devraient pas laisser indiff&eacute;rente l&#39;Agence Spatiale Europ&eacute;enne, &agrave; condition que la coop&eacute;ration puisse s&#39;organiser sur le plan de la r&eacute;ciprocit&eacute;.</p> <p>R&eacute;f&eacute;rences</p> <p><a href="https://www.nasa.gov/feature/goddard/nasa-s-multi-purpose-nicer-sextant-mission-on-track-for-2016-launch">https://www.nasa.gov/feature/goddard/nasa-s-multi-purpose-nicer-sextant-mission-on-track-for-2016-launch</a><br /> <a href="https://www.nasa.gov/feature/goddard/2018/nasa-team-first-to-demonstrate-x-ray-navigation-in-space">https://www.nasa.gov/feature/goddard/2018/nasa-team-first-to-demonstrate-x-ray-navigation-in-space</a></p> Sun, 14 Jan 2018 23:00:00 GMT PICSAT, un nanosatellite français http://www.europesolidaire.eu/article.php?article_id=2856 2856 <img src="http://www.europesolidaire.eu/repimg/20180112161333_picsat.jpg" align="left" alt="photo" title="" border="0" /><br /><p>Le satellite a &eacute;t&eacute; plac&eacute; sur une orbite polaire &agrave; l&#39;altitude de 505 km. Il ne sera visible de Meudon que 30 minutes par jour, quand il passera au dessus de la r&eacute;gion parisienne.<br /> <br /> Son objectif est d&#39;&eacute;tudier l&#39;&eacute;toile Becta Pictoris, sa plan&egrave;te et un disque de d&eacute;bris l&#39;entourant, qui a toujours suscit&eacute; la curiosit&eacute; des astronomes. Il comportera pour cela un petit t&eacute;lescope de 5 cm de diam&egrave;tre.</p> <p>Le satellite a &eacute;t&eacute; dessin&eacute; et construit en France en 3 ans, ce qui est consid&eacute;r&eacute; comme une vitesse record, compte tenu de la n&eacute;cessit&eacute; d&#39;assembler en un si petit volume un grand nombre de composants de tr&egrave;s petite taille.</p> <p>Malgr&eacute; sa petite taille le PicSat pourra contribuer &agrave; l&#39;&eacute;tude de l&#39;&eacute;toile tr&egrave;s brillante Beta Pictoris, qui se trouve dans l&#39;h&eacute;misph&egrave;re sud &agrave; 63,4 ann&eacute;es lumi&egrave;res de la Terre. Elle n&#39;est &acirc;g&eacute;e que de 23 millions d&#39;ann&eacute;es, ce qui en fait une &eacute;toile jeune &agrave; l&#39;&eacute;chelle astronomique. Le disque massif de poussi&egrave;re et de d&eacute;bris l&#39;entourant, d&eacute;couvert en 1980, fait son principal int&eacute;r&ecirc;t car le ph&eacute;nom&egrave;ne est rare. Son &eacute;tude peut aider &agrave; la compr&eacute;hension des m&eacute;canismes de formation des plan&egrave;tes.</p> <p>En 2009, une &eacute;quipe d&#39;astronomes fran&ccedil;ais dirig&eacute;e par Anne Marie Lagrange avait d&eacute;couvert une plan&egrave;te gazeuse g&eacute;ante, sept fois plus massive que Jupiter, qui orbitait autour de l&#39;&eacute;toile &agrave; une distance de 1,5 milliards de km. Cette plan&egrave;te a &eacute;t&eacute; baptis&eacute;e Beta Pictoris b.<br /> <br /> On peut l&#39;observer lorsqu&#39;elle passe devant son &eacute;toile, environ tous les 18 ans. Ceci devrait permettre d&#39;&eacute;tudier l&#39;&eacute;paisseur de son atmosph&egrave;re et sa composition chimique. Le transit, cependant, ne dure que quelques heures. Il ne peut &ecirc;tre s&eacute;rieusement &eacute;tudi&eacute; de la Terre, vu le court temps disponible et la couverture nuageuse. Au contraire, l&#39;observation depuis l&#39;espace permet de suivre en permanence le transit. Le satellite PicSat a &eacute;t&eacute; r&eacute;alis&eacute; &agrave; cette fin. Il n&#39;a pas les moyens d&#39;observer utilement Beta Pictoris, mais il pourra pr&eacute;venir les astronomes terrestres de la venue de la plan&egrave;te.</p> <p>Pour communiquer avec la Terre, PicSat utilisera une bande radio-amateurs mise en place &agrave; cette fin par le R&eacute;seau des Emetteurs Fran&ccedil;ais<br /> <br /> Au moment utile, l&#39;European Southern Observatory &agrave; La Sille, Chili, pourra observer le ph&eacute;nom&egrave;ne avec un puissant instrument d&eacute;nomm&eacute; HARPS. Les radioastronomes amateurs ont &eacute;t&eacute; invit&eacute;s &agrave; collaborer en utilisant un r&eacute;seau internet mondial les mettant en relation avec une base de donn&eacute;es PicSat.</p> <p>La mission de PicSat est pr&eacute;vue pour une dur&eacute;e d&#39;un an.</p> <p><strong>Pour en savoir plus, voir<br /> &nbsp;</strong><a href="http://lesia.obspm.fr/PICSAT.html">http://lesia.obspm.fr/PICSAT.html</a></p> Thu, 11 Jan 2018 23:00:00 GMT Science. Nouvelle hypothèse concernant les origines de la vie sur Terre http://www.europesolidaire.eu/article.php?article_id=2851 2851 <br /><p>Elle est toute diff&eacute;rente. Comme nous l&rsquo;avions indiqu&eacute;, seules des exp&eacute;riences r&eacute;ussies en vraie grandeur permettraient de trancher entre elles. Nous en sommes loin, puisqu&rsquo;une telle exp&eacute;rience r&eacute;ussie constituerait une v&eacute;ritable r&eacute;volution en biologie.</p> <p>La nouvelle hypoth&egrave;se relat&eacute;e ici vient d&rsquo;&ecirc;tre publi&eacute;e dans un article de Nature r&eacute;f&eacute;renc&eacute; ci-dessous. Elle &eacute;mane de chimistes du Scripps Research Institute (TSRI).</p> <p>Selon eux, des compos&eacute;s chimiques inertes, pr&eacute;sents sur Terre il y a 4 milliards d&lsquo;ann&eacute;es, auraient pu r&eacute;agir entre eux pour produire des &eacute;l&eacute;ments dits pr&eacute; biotiques, pr&eacute;curseurs de la vie.</p> <p>Ils ont &eacute;tudi&eacute; les r&eacute;actions aboutissant aujourd&rsquo;hui &agrave; la production de l&rsquo;acide citrique <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Acide_citrique">https://fr.wikipedia.org/wiki/Acide_citrique</a> L&rsquo;acide citrique est un acide pr&eacute;sent dans le citron, d&#39;o&ugrave; son nom. Il s&#39;agit d&#39;un acide faible qui joue un r&ocirc;le important en biochimie comme m&eacute;tabolite du cycle de Krebs, une voie m&eacute;tabolique majeure chez tous les organismes a&eacute;robies.</p> <p>Rappelons que le cycle de Krebs <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Cycle_de_Krebs">https://fr.wikipedia.org/wiki/Cycle_de_Krebs</a>, aussi appel&eacute; cycle de l&#39;acide citrique par anglicisme, est une voie m&eacute;tabolique pr&eacute;sente chez tous les organismes a&eacute;robies &quot;a&eacute;riens&quot; et dont la fonction premi&egrave;re est d&#39;oxyder les groupes ac&eacute;tyle, issus notamment de la d&eacute;gradation des glucides, des graisses et des prot&eacute;ines, pour en r&eacute;cup&eacute;rer l&#39;&eacute;nergie sous forme de huit &eacute;lectrons &agrave; haut potentiel de transfert et d&#39;une mol&eacute;cule de GTP ou d&#39;ATP, le tout &eacute;tant n&eacute;cessaire &agrave; la vie.</p> <p>Si l&rsquo;on pouvait montrer que des compos&eacute;s chimiques pr&eacute;sents sur Terre avant l&rsquo;apparition de la vie auraient pu aboutir &agrave; la production d&rsquo;acide citrique, un pas important dans la compr&eacute;hension de l&rsquo;origine de la vie aurait &eacute;t&eacute; fait. De premiers organismes pr&eacute;biotiques auraient pu utiliser l&rsquo;acide citrique comme le font aujourd&rsquo;hui les organismes vivants. Ceci leur aurait permis d&rsquo;entrer dans le cycle du vivant.</p> <p><strong>Cycles HKG et du malonate </strong></p> <p>Or les chercheurs ont montr&eacute; que deux cycles de r&eacute;actions non-biologiques, que les sp&eacute;cialistes nomment les cycles HKG et du malonate <a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Malonate">https://en.wikipedia.org/wiki/Malonate</a> auraient pu en agissant ensemble, si des conditions favorables l&rsquo;avaient permis, donner naissance &agrave; une version primitive de l&rsquo;acide citrique.</p> <p>En reproduisant ces r&eacute;actions et y ajoutant une r&eacute;action nomm&eacute;e aldolisation <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Aldolisationa">https://fr.wikipedia.org/wiki/Aldolisationa</a>, les chercheurs ont montr&eacute; qu&rsquo;elles pouvaient produire des acides amin&eacute;s et du CO2 qui sont aussi des produits finaux de l&rsquo;acide citrique.</p> <p>Si des mol&eacute;cules pr&eacute;-biologiques telles que les enzymes &eacute;taient apparu, elles auraient pu utiliser ces divers r&eacute;actions pour devenir plus efficaces. Les enzymes <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Enzyme">https://fr.wikipedia.org/wiki/Enzyme</a> sont des prot&eacute;ines dot&eacute;es de propri&eacute;t&eacute;s catalytiques. Leur &eacute;volution auraient pu donner naissance &agrave; des compos&eacute;s pr&eacute;biotiques efficaces.</p> <p>Au c&oelig;ur de ces r&eacute;actions est une mol&eacute;cule appel&eacute;e glyoxylate, qui &eacute;tait vraisemblablement pr&eacute;sente sur la Terre primitive, et qui est un &eacute;l&eacute;ment cl&eacute; dans le cycle de l&rsquo;acide citrique indispensable &agrave; la vie, dit cycle du Glyoxilate <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Cycle_du_glyoxylate">https://fr.wikipedia.org/wiki/Cycle_du_glyoxylate</a><br /> <br /> Reste &eacute;videmment, comme le reconnait l&rsquo;&eacute;quipe du TRSI, &agrave; appronfondir ces hypoth&egrave;ses et si possible &agrave; les tester dans des conditions proches de celle de la Terre avant l&rsquo;apparition de la vie.<br /> <br /> <strong>R&eacute;f&eacute;rence</strong></p> <p>Linked cycles of oxidative decarboxylation of glyoxylate as protometabolic analogs of the citric acid cycle<br /> <a href="https://www.nature.com/articles/s41467-017-02591-0">https://www.nature.com/articles/s41467-017-02591-0</a></p> <p><em>Abstract<br /> The development of metabolic approaches towards understanding the origins of life, which have focused mainly on the citric acid (TCA) cycle, have languished&mdash;primarily due to a lack of experimentally demonstrable and sustainable cycle(s) of reactions. We show here the existence of a protometabolic analog of the TCA involving two linked cycles, which convert glyoxylate into CO2&nbsp;and produce aspartic acid in the presence of ammonia. The reactions proceed from either pyruvate, oxaloacetate or malonate in the presence of glyoxylate as the carbon source and hydrogen peroxide as the oxidant under neutral aqueous conditions and at mild temperatures. The reaction pathway demonstrates turnover under controlled conditions. These results indicate that simpler versions of metabolic cycles could have emerged under potential prebiotic conditions, laying the foundation for the appearance of more sophisticated metabolic pathways once control by (polymeric) catalysts became available. </em></p> <p>&nbsp;</p> <p>&nbsp;</p> <p>&nbsp;</p> <p>&nbsp;</p> Tue, 09 Jan 2018 23:00:00 GMT Science . Fabriquer en 3D des organes vivants http://www.europesolidaire.eu/article.php?article_id=2846 2846 <img src="http://www.europesolidaire.eu/repimg/20180107192509_engineered_tissue_curvature.png" align="left" alt="photo" title="" border="0" /><br /><p>Les recherches visant &agrave; construire des organes, sinon des organismes artificiels, ont besoin de processus simples, conformes &agrave; un sch&eacute;ma g&eacute;n&eacute;ral, leur permettant &agrave; partir d&#39;un tissu vivant artificiel, de g&eacute;n&eacute;rer de telles formes complexes. L&#39;on sait depuis un certain temps produire un tissu vivant dit &laquo;&nbsp;artificiel&nbsp;&raquo; . Il faut utiliser pour cela des cellules embryonnaires, provenant de souris et m&ecirc;me d&#39;embryon humain, en les laissant se multiplier dans un milieu nourrisseur. Mais le tissu produit est sans formes. Il peut &eacute;ventuellement &ecirc;tre utilis&eacute; pour reconstituer sur de petites surfaces un tissu d&eacute;truit par un accident. Mais en aucun cas il ne peut servir &agrave; construire des organes et moins encore &ndash; dans un futur plus lointain &ndash; des organismes vivants complets.</p> <p>Aujourd&#39;hui cependant, des chercheurs de l&#39;Universit&eacute; de Californie (UCSF) viennent d&#39;annoncer dans le journal &nbsp;<em><em>Developmental Cell </em></em>du 28 d&eacute;cembre qu&#39;ils ont mis au point des instructions tr&egrave;s simples permettant de r&eacute;aliser en 3D diff&eacute;rentes formes contribuant &agrave; la r&eacute;alisation d&#39;un tissu humain complexe, lequel &agrave; son tour pourra &ecirc;tre utilis&eacute; pour construire, toujours en 3D un organe simple.<br /> <br /> Les biologistes avaient d&eacute;j&agrave; utilis&eacute; des imprimantes 3D modifi&eacute;es pour &eacute;laborer des tissus pouvant &ecirc;tre utilis&eacute;s dans un organe tel que l&#39;oreille externe ou la m&acirc;choire. Mais ceux-ci manquaient des structures d&#39;un tissu normal n&eacute;cessaires &agrave; son d&eacute;veloppement.</p> <p>La nouvelle recherche a pu construire en 3D des fibres appartenent &agrave; la matrice extracellulaire (<a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Extracellular_matrix">https://en.wikipedia.org/wiki/Extracellular_matrix</a> ). Celle-ci est compos&eacute;e de cellules qui fabriquent des mol&eacute;cules dites extracellulaires fournissant aux cellules environnantes le support structurel et biochimique n&eacute;cessaire &agrave; leur croissance. On parle aussi de tissu connectif. Construire en 3D &agrave; partir de la matrice extracellulaire les formes complexes caract&eacute;risant les organes d&eacute;finitifs est donc un premier pas dans la production artificielle de tels organes.</p> <p>L&#39;&eacute;quipe de l&#39;UCSF a utilis&eacute; une technologie de production de formes en 3D dite <em>DNA-programmed assembly of cells</em> (DPAC). Utilis&eacute;e in vitro, dans un tube &agrave; essai par exemple, le tissu peut former de lui-m&ecirc;me les formes complexes qui, in vivo, dans un embryon ou un sujet adulte, s&#39;assemblent spontan&eacute;ment en couches hi&eacute;rarchiques au cours du d&eacute;veloppement.</p> <p>Les chercheurs estiment que cette m&eacute;thode pourra trouver de nombreuses applications chez l&#39;humain, en m&eacute;decine r&eacute;g&eacute;n&eacute;ratrice par exemple. Elle pourra &eacute;ventuellement &ecirc;tre utilis&eacute;e dans le cadre de la biologie robotique (soft robotics) pour construire des organes artificiels ayant les propri&eacute;t&eacute;s du vivant.<br /> &nbsp;</p> <p><strong>Abstract of&nbsp;</strong><em><em><strong>Engineered Tissue Folding by Mechanical Compaction of the Mesenchyme</strong></em></em></p> <p><em>Many tissues fold into complex shapes during development. Controlling this process&nbsp;</em><em><em>in&nbsp;vitro</em></em><em>&nbsp;would represent an important advance for tissue engineering. We use embryonic tissue explants, finite element modeling, and 3D cell-patterning techniques to show that mechanical compaction of the extracellular matrix during mesenchymal condensation is sufficient to drive tissue folding along programmed trajectories. The process requires cell contractility, generates strains at tissue interfaces, and causes patterns of collagen alignment around and between condensates. Aligned collagen fibers support elevated tensions that promote the folding of interfaces along paths that can be predicted by modeling. We demonstrate the robustness and versatility of this strategy for sculpting tissue interfaces by directing the morphogenesis of a variety of folded tissue forms from patterns of mesenchymal condensates. These studies provide insight into the active mechanical properties of the embryonic mesenchyme and establish engineering strategies for more robustly directing tissue morphogenesis&nbsp;</em><em><em>ex&nbsp;vivo</em></em><em>.</em></p> <h3><strong>R&eacute;f&eacute;rence</strong></h3> <p><a href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1534580717309899">http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1534580717309899</a></p> <p>&nbsp;</p> <p>&nbsp;</p> Sat, 06 Jan 2018 23:00:00 GMT