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RTFLASH Recherche & Technologie
NUMERO 1022
Lettre gratuite hebdomadaire d’informations scientifiques et technologiques
Créée par René Trégouët rapporteur de la Recherche et Président/fondateur du Groupe de Prospective du Sénat
Edition du 25 Octobre 2019
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Egalement dans ce numéro
Avenir
CarriRo Deli, le robot autonome de livraison qui veut conquérir le Japon
Matière
Un verre flexible presque incassable…
Le béton cellulaire : solide, économique et écologique
Des revêtements en verre bioactifs pour la fabrication d’implants osseux
Espace
Quelle est la bonne vitesse d'expansion de l'Univers ?
Vivant
Une sieste de temps en temps protège votre cœur !
Le sport améliore la santé cérébrale, même chez les plus jeunes
La France, premier émetteur européen de particules fines…
Le cerveau, aussi, apprend en se parlant à lui-même
L'entreprise BIOLIFE4D réussit à imprimer en 3D un cœur humain miniature
Les traumatismes crâniens augmentent les risques de maladie d'Alzheimer
Cancer et maladies liées à l’âge : Une nouvelle cause de vieillissement cellulaire
Une nouvelle classe d'antidouleur venue d'un poisson venimeux
Avoir un grand frère serait associé à un développement plus lent du langage
Recherche
Daimler teste ses camions autonomes sur les routes américaines
Edito
Vers le cerveau réparé : les vertigineuses promesses des implants cérébraux



Avant propos :

Comme chaque semaine, jusqu'à la fin de l'année, je vous dis où en est notre campagne de dons. Au moment où je finis la rédaction de cet édito (Mercredi soir) nous sommes à 12.234 euros, soit 1.835 euros de plus en une semaine. Nous sommes encore assez loin du seuil minimum (15.000 €) mais j'ai confiance. Je remercie bien sincèrement les 160 personnes qui ont déjà fait un don, don souvent accompagné d'un mot très sympathique.

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Éditorial :

Cette semaine, je reviens sur un sujet que j'ai régulièrement abordé depuis la création de notre lettre : celui des implants cérébraux et autres neuroprothèses. En 1998, lorsque j’ai créé cette publication, ces appareils et dispositifs relevaient encore largement de la science-fiction. Mais au cours de ces dernières années, la recherche dans ce domaine a connu une incroyable accélération qui débouche aujourd’hui sur des systèmes opérationnels en laboratoire et laisse espérer une utilisation thérapeutique à large échelle de ce type d’outils révolutionnaires, dans une gamme étendue de pathologies.

En février 2018, une équipe de recherche de l'Université de Pennsylvanie a par exemple présenté un implant cérébral qui a permis pour la première fois de restaurer en partie la mémoire défaillante de vétérans de l’armée. Cet implant vient se connecter au lobe temporal gauche, une zone essentielle pour la mémoire et le langage (Voir Nature). Il permet, grâce à un logiciel approprié, d’améliorer la transmission des signaux électriques et, in fine, de renforcer certaines capacités de mémorisation du sujet. « Tout comme les météorologues prédisent le temps en installant dans l'environnement des capteurs qui mesurent l'humidité, la vitesse du vent et la température, nous installons des capteurs dans le cerveau et nous mesurons les signaux électriques », indiquent les chercheurs.

Theodore Berger, un professeur de bio-ingénierie à l’Université de Californie du Sud, a développé des modèles mathématiques pour l’équipe travaillant sur le projet. Il a également réussi à décoder le déclenchement neuronal, au niveau de l’hippocampe correspondant à des souvenirs particuliers. Les dispositifs ont été testés sur des épileptiques avec des électrodes déjà implantées dans leur cerveau, mais ils pourraient, à terme, être utilisés pour traiter des victimes d’AVC ou certains patients atteints de la maladie d'Alzheimer.

De son côté, une autre équipe du Wake Forest Baptist Medical Center, en collaboration avec des chercheurs de l'Université de Californie du Sud, travaille sur un implant qui fonctionne différemment. Cet appareil, présenté en mars 2018, ne tente pas d'améliorer la transmission du message mais identifie le "code" transmis par les neurones pour chaque souvenir et complète l'information lorsque le cerveau n’en est plus capable (Voir Science Daily).

Cette approche originale a permis aux chercheurs de reconnaître un souvenir précisément dans une série d'images, par exemple : « Voici ma maison, avec son portail en métal vert et ma voiture rouge stationnée devant » précise le professeur Theodore Berger. Selon Robert Hamson, auteur de l'étude, le pourcentage d'amélioration de la mémoire irait jusqu'à 37 % pour des questions comme : « Est-ce-que j'ai bien pris mes médicaments ce matin ? Où sont mes clés ? Où ai-je garé la voiture ? » Ces appareils, déjà testés sur des patients qui souffrent d'épilepsie avec des électrodes intracérébrales, nécessitent encore un matériel externe encombrant, mais il n’existe aucun obstacle de principe qui s’oppose à leur miniaturisation.

Fin 2018, la jeune pousse américaine Ni2o, (pour neuron input to output) a présenté, quant à elle, son projet d’implant cérébral de la taille d'un grain de riz, permettant une communication bidirectionnelle riche entre cerveau et ordinateur. L'idée émane de Newton Howard, chercheur qui dirige le Synthetic Intelligence Lab du Massachusetts Institute of Technology  (MIT), aux États-Unis, et le Computational Neuroscience Lab de l'Université d'Oxford, au Royaume-Uni. Fondée dans ce haut lieu de la recherche scientifique, la jeune société vient de rejoindre l'incubateur de l'Institut du cerveau et de la moelle épinière, à Paris. « Notre implant comportera une puce informatique dotée de circuits adaptés à l'apprentissage profond », explique Newton Howard. « Un dispositif extérieur sur le crâne assurera l'alimentation par induction et relaiera la communication sans fil » précise le chercheur.

Cet implant de 1,9 sur 2,2 mm, baptisé Kiwi, a été conçu de manière à pouvoir échanger électriquement dans les deux sens avec les neurones environnants, via une centaine de milliers d'électrodes en nanotube de carbone. Il pourra également interagir directement avec les neurones par voie optique, grâce à l'optogénétique, via une dizaine de milliers de diodes électroluminescentes (LED) miniatures. Les chercheurs espèrent que ce nouveau type d’implant cérébral pourra se substituer, pour de nombreuses pathologies, à des interventions chirurgicales lourdes et à risques. Concrètement, l’implant cérébral peut être implanté, en passant par la cavité nasale, en seulement 2 heures, au lieu de plus de 12 heures pour les implants actuels, mis en place par craniotomie.

Une fois placé dans le cerveau, Kiwi est capable d’interagir avec les neurones du patient, d’analyser les informations envoyées par les neurones et de répondre avec un traitement de stimulation adéquat, soit de la lumière, soit une impulsion électrique. En parallèle, les données sont transmises sur une application mobile, qui permet un double suivi en temps réel, par le patient et par les équipes médicales. Dotés de capacités d’autoapprentissage et s’appuyant sur l’intelligence artificielle, cet implant cérébral pourra s’adapter de manière permanente à l’évolution des troubles dont souffre le patient.

Un premier prototype pourrait être expérimenté des 2020 et une version plus évoluée, disposant de dix fois plus d'électrodes et LED, à l’horizon 2022. Comme toujours, ce dispositif expérimental fera d’abord l’objet d’essais cliniques sur l’animal, avant un éventuel passage à l’homme, d’ici 2025. En théorie, cet implant qui fonctionne sans fil est susceptible de remplir toutes les indications thérapeutiques de la stimulation cérébrale profonde, à commencer par la maladie de Parkinson. Mais les chercheurs pensent que l’implant cérébral Kiwi pourrait, à plus long terme, révolutionner la prise en charge des troubles neurologiques et des maladies neurodégénératives.

En avril dernier, une autre avancée remarquable a été présentée par des chercheurs américains de l'Université de Californie, à San Francisco (Voir Nature). L’idée de ces scientifiques est de parvenir à mettre au point un « décodeur cérébral », capable de transformer les signaux du cerveau en paroles. Ce "neurotraducteur" s’adresse aux patients incapables de parler à cause d'un AVC ou d'une paralysie. Ces chercheurs ont inventé un décodeur pour reproduire des paroles synthétiques par ordinateur, à partir des signaux cérébraux qui déclenchent les mouvements correspondants dans la bouche. Présentée dans la prestigieuse publication « Nature Communications », cette technique reste encore très expérimentale mais l’équipe de recherche se dit persuadée que ce type d’implant sera au point d’ici 10 ans et pourra un jour bénéficier aux patients qui savent parler mais qui en ont perdu la capacité.

« Notre objectif final est bien de créer une technique permettant de restaurer la communication pour des patients incapables de parler, que ce soit en raison de problèmes neurologiques comme les AVC ou de maladies comme certains cancers », explique l'un des auteurs de l'étude, Edward Chang, de l'Université de Californie à San Francisco. Certes, il existe déjà des dispositifs qui aident ces patients à composer des mots lettre par lettre, grâce à des mouvements des yeux ou de la tête. Mais ceux-ci restent très lents, produisant au mieux 10 mots par minute, contre 150 pour la parole.

Pour mettre au point ce nouveau traducteur très innovant, les chercheurs ont eu l’idée d'aller puiser directement les mots à la source : dans le cerveau. Ils ont mené des essais cliniques sur cinq patients traités pour une épilepsie. Dans le cadre de ces essais, les chercheurs ont d'abord demandé à ces patients de lire à voix haute certaines phrases prédéfinies. Cette première phase leur a permis d’identifier, grâce à des électrodes implantées dans le crâne des patients, les signaux cérébraux responsables de l'articulation des mots.

Ensuite, ils ont décodé ces signaux en y associant les mouvements nécessaires à la prononciation, dans les mâchoires, la langue, les lèvres ou le larynx. Enfin, sur la base de ces mouvements, ils ont reproduit ces phrases par ordinateur. Toutes en anglais, ces phrases sont d'une construction simple. Par exemple: « tu ne trouveras pas cette adresse dans l’annuaire ». « Les signaux cérébraux liés aux mouvements de la parole sont en partie communs à tous les individus », assure Edward Chang, qui poursuit, « je suis certain que nous parviendrons un jour à réaliser un décodeur paramétré sur un individu doué de la parole et qui pourra servir à un patient incapable de parler, mais qui pourra contrôler ce dispositif grâce à sa propre activité cérébrale ».

Il y a quelques semaines, des chercheurs français ont réalisé une première mondiale impressionnante, en présentant un exosquelette pouvant être commandé par la pensée. Il s’agit d’une avancée scientifique majeure qui a permis à un patient paralysé des quatre membres, depuis une chute, de diriger directement par la pensée, au terme d’un long entraînement, les mouvements d'un exosquelette motorisé (Voir Clinatec et The Lancet).

« C'est un message d'espoir pour les personnes dans le même état que moi : il y a des choses possibles, même si on a un gros handicap », explique ce jeune Lyonnais de 28 ans, premier patient d'un essai clinique mené par Clinatec, un centre de recherche biomédicale du CEA, à Grenoble.

Le prototype, issu de dix ans de recherches de plusieurs équipes, repose sur des électrodes implantées dans le crâne, qui vont "capter les signaux envoyés par le cerveau et les traduire en signaux moteurs", décrit Alim-Louis Benabid, professeur émérite à l'Université Grenoble Alpes. Chez les paralysés des quatre membres suite à une fracture de la colonne vertébrale, « le cerveau est toujours capable de générer les ordres qui habituellement font bouger les bras et les jambes, mais il n'y a personne qui les exécute », explique cet éminent scientifique, auteur principal de cette étude.

Dans le cas de Thibault, les chercheurs ont montré qu'il était possible de capter correctement, et en continu, les signaux électriques correspondant à son activité cérébrale et de les transmettre quasiment en temps réel et sans fil vers l'ordinateur qui les décode. Le jeune homme s’est entraîné chez lui pendant plusieurs mois sur un simulateur. Grâce à son implant, il est parvenu à faire réaliser des mouvements à un avatar virtuel sur l'écran de son téléviseur. « J'ai dû tout réapprendre petit à petit mais la plasticité cérébrale fait qu'on retrouve les ordres à envoyer pour obtenir les bons mouvements, de manière beaucoup plus souple, beaucoup plus naturelle », explique Thibault.

Celui-ci s’est ensuite rendu trois jours par mois à Grenoble pour faire les mêmes exercices directement sur l'exosquelette. Aujourd’hui, à l’issue de son laborieux processus de rééducation cérébrale, il parvient à faire avancer les jambes du robot, à plier le coude, ou encore à lever les épaules... « Honnêtement, bien qu’optimiste de nature, je ne pensais pas que j’arriverai à aller aussi loin et j’ai vraiment le sentiment de participer à une aventure scientifique exceptionnelle », souligne Thibault. Fort de ce remarquable succès, les chercheurs projettent de réaliser trois nouvelles expérimentations, sur trois autres sujets volontaires, au cours de ces prochains mois, précise le Professeur Benabid.

Ces nouveaux essais vont notamment permettre d'améliorer l'équilibre de l'exosquelette, le gros point faible de tous les robots de ce type. « Cela nécessite des calculs très lourds et des temps de réaction très rapides, sur lesquels on est en train de travailler, en utilisant l'intelligence artificielle », expliquent les chercheurs. « Mais en attendant un exosquelette parfaitement réactif et autonome dans tous les environnements, notre interface pourrait déjà permettre d'ici quelques années aux personnes tétraplégiques de diriger leur fauteuil roulant ou de guider un bras motorisé, qui améliorerait considérablement leur autonomie », précise le Professeur Benabid, qui ajoute, non sans fierté, « D'autres équipes de chercheurs ont déjà implanté des électrodes pour stimuler par le cerveau les muscles de patients paralysés ou amputés, mais notre équipe est la première à ma connaissance à utiliser directement les signaux du cerveau pour contrôler un robot exosquelette ».

Cette prouesse scientifique et technologique a été rendue possible grâce à une nouvelle interface cerveau-machine nommé Wimagine®, développée au Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA). Cette neuroprothèse unique au monde est la clef de voute technologique permettant au patient d’actionner par la pensée l’exosquelette à l’intérieur duquel il a pris place. Ce dispositif léger a seulement besoin d’être posé sur le cerveau pour collecter au moyen de ses 64 électrodes d’indispensables signaux électriques. « La grande innovation de ce dispositif est de pouvoir mesurer de manière chronique en haute résolution l’activité électrique dans le cerveau correspondant à des intentions de mouvement du patient puis de les transmettre en temps réel et sans fil vers un ordinateur qui va se charger de les analyser et de les décoder », expliquent les chercheurs.

Ces mesures de l’activité électrique enregistrée sur le cortex permettent, grâce à des algorithmes extrêmement sophistiqués et reposant sur l’apprentissage profond et l’intelligence artificielle, de prédire le mouvement volontaire imaginé par le patient et de le transmettre, sous forme opérationnelle aux membres de l’exosquelette qui va alors les exécuter quasiment en temps réel. Commentant ses travaux, le professeur Benabid tient à souligner un point qui lui semble capital. Il insiste sur le fait qu’il ne s’agit en aucun cas, dans son esprit, d’aller vers un homme « augmenté », mais de réparer et de rétablir le plus efficacement possible, des fonctions cérébrales ou des mécanismes neurologiques altérés ou lésés.

Enfin, relatons une dernière étude fascinante, publiée il y a seulement quelques jours par l’équipe américaine du Professeur Todd Roberts, du Southwestern Medical Center au Texas (Voir Science). Ces chercheurs ont voulu savoir s’il était possible d’implanter des souvenirs qui n’ont en réalité jamais existé, comme dans le célèbre film de science-fiction « Inception » de Christopher Nolan. Ces travaux ont porté sur le diamant mandarin, une espèce d’oiseau qui apprend à chanter en mémorisant ce qu’il entend de ses géniteurs, puis en le répliquant progressivement. Cet apprentissage se déroule dans une région précise du cerveau des oiseaux, nommée HVC (pour high vocal center). Et cette zone est elle-même alimentée par le cortex moteur, qui envoie des informations au HVC.

Les chercheurs ont eu l’idée d’insérer un encodage de souvenirs dans le cerveau d’un groupe d’oiseaux n’ayant aucune expérience d’apprentissage par imitation. Ils ont alors pu constater que ces oiseaux ont pu apprendre à chanter des mélodies qu’ils n’avaient jamais entendues. Ils ont également observé que les longueurs de note correspondaient au niveau de lumière reçue (par la technique de l’optogénétique). En clair, plus la stimulation lumineuse des neurones était longue, plus la note apprise avait également une longueur importante.

Selon ces scientifiques, il serait tout à fait possible d’imaginer intervenir, par les mêmes techniques optogénétiques, sur d’autres aires cérébrales, pour implanter ou modifier des souvenirs plus complexes. L’étude montre également, de manière très étonnante, que, même quand la liaison entre le cortex cérébral et le HVC (high vocal center) est interrompue, les oiseaux parviennent quand même à se souvenir en partie des mélodies implantées, ce qui montre que celles-ci ont été stockées, par des mécanismes biochimiques qui restent à découvrir, dans d’autres régions de leur cerveau.

Ces quelques exemples d’implants cérébraux (mais il y en a beaucoup d’autres en développement dans le monde) montrent à quel point la recherche dans ce domaine fascinant a progressé au cours de ces dernières années. Toutes ces avancées absolument remarquables laissent à penser que des réalisations médicales, qui relevaient encore du domaine du rêve lointain il y a une dizaine d’années, seront opérationnelles bien plus rapidement qu’on l’imagine, permettant, d’une part, d’effectuer un bond en avant dans la connaissance fondamentale du fonctionnement de notre cerveau et de notre système nerveux et, d’autre part, d’ouvrir de nouvelles voies thérapeutiques pour traiter une vaste gamme de troubles et de pathologies neurologiques ou psychiatriques, avec bien moins d’effets secondaires qu'aujourd’hui.

Mais face à ces avancées médicales, scientifiques et technologique extraordinaires, nous devons redoubler de vigilance, comme le souligne avec force le professeur Benabid, pour ne pas glisser insensiblement du rêve dans un cerveau réparé à celui d'un cerveau « augmenté » ou amélioré. C’est pourquoi, comme je le préconisais il y a déjà 20 ans, il est aujourd’hui urgent que notre société tout entière entame de manière sereine une profonde réflexion conduisant à la construction d’un cadre de « neuroéthique », fixant les limites que nous ne souhaitons pas dépasser, en matière d’intervention directe, à l’aide de ces nouveaux outils, sur notre cerveau, si nous voulons à la fois préserver la singularité existentielle de chacun et son humanité.

René TRÉGOUËT

Sénateur honoraire

Fondateur du Groupe de Prospective du Sénat

e-mail : tregouet@gmail.com


Avenir
Nanotechnologies et Robotique
CarriRo Deli, le robot autonome de livraison qui veut conquérir le Japon
Lundi, 21/10/2019 - 19:29

La société japonaise ZMP vient de présenter son nouveau robot de livraison à domicile. Cette jeune firme, créée en 2011, a mis au point un certain nombre d’innovations dans le secteur de la robotique, comme l'un des premiers robots humanoïdes, baptisé Pino, au début des années 2000. Cette fois, elle veut percer avec CarriRo Deli, destiné à la livraison de denrées alimentaires commandées en ligne. Le robot, présenté cet été aux médias japonais,  est spécialisé dans la livraison du dernier kilomètre.

Moins compact que son homologue américain conçu par Starship Technologies, ce robot à quatre roues mesure 109 cm de haut, 96 cm de long et 66 cm de large. Il est alimenté par batteries et utilise des capteurs combinés à une carte 3D pour se déplacer. Doté d’une capacité de chargement de 50 kg (contre 10 kg chez Starship), il se déplace à une vitesse de 6 km/h. L’un des atouts du robot réside dans le fait que plusieurs configurations sont proposées : un seul compartiment de stockage, quatre ou huit bacs plus petits.

Pour séduire les utilisateurs, CarriRo Deli a également été conçu selon certains codes que l’on peut retrouver dans la culture japonaise moderne. Doté d’une voix de personnage de dessin animé et de grands yeux LED, il est disponible en quatre couleurs (rouge, jaune, bleu et argent) - et  s’exprime par petites phrases, du type "bonjour", "merci" ou encore "Je livre de la nourriture délicieuse". « Nous voulions créer un robot qui soit bien accepté socialement », explique Hisashi Taniguchi, PDG de ZMP.

L’autonomie du robot a néanmoins des limites. S’il peut éviter les obstacles, il ne peut faire face seul à certaines anomalies : un camion garé sur son chemin ou un passage pour piétons sans lignes au sol nécessite une intervention humaine. CarriRo Deli a déjà été testé dans des campus universitaires japonais, comme les robots de Starship Technologies aux Etats-Unis. Des tests qui se déroulent dans un environnement particulièrement favorable aux robots de livraison autonome : un périmètre et des distances restreintes, un réseau limité de commerçants et un accueil du public – les étudiants – souvent positif.

Pour se développer, la société mise sur deux phénomènes touchant la population japonaise dans son ensemble : d’une part, une importante pénurie de main-d'œuvre en raison d’un faible taux de natalité alors même que le nombre de livraisons ne cesse d’augmenter (+5,8 % par rapport à l'année 2017) ; d’autre part, une population vieillissante pour laquelle la praticité de l’e-commerce est un vrai bénéfice.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

L'Usine Digitale

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Matière
Matière et Energie
Un verre flexible presque incassable…
Jeudi, 24/10/2019 - 10:00

Le verre est un matériau reconnu pour ses propriétés mécaniques et optiques, sa dureté et sa durabilité. Il a cependant un défaut : il est fragile. Pour surmonter ce défaut, une équipe de chercheurs de l'Université canadienne Mc Gill a conçu un verre très résistant, en s’inspirant de la microstructure de la nacre, un matériau naturel aussi réputé pour sa solidité que pour sa beauté.

Les propriétés exceptionnelles de la nacre proviennent autant de sa composition chimique que de sa microstructure. Lorsqu’on l’observe au microscope électronique, on constate que la nacre est constituée à plus de 95 % d’un empilement de plaques d’aragonite de formule chimique CaCO3.

Pourtant, l’aragonite n’est pas réputée pour être un matériau particulièrement résistant : avec une dureté de quatre sur l’échelle de Mohs, c’est un matériau qui se raye facilement à l’aide d’un simple couteau. En réalité, la nacre est un matériau beaucoup plus complexe. Ainsi, le secret de la nacre vient de ses conditions de production : un procédé naturel de polymérisation de molécules organiques et minérales qui permet d’obtenir un matériau avec une résistance propre 10 fois supérieure à celle de l’aragonite.

Si la nacre est aussi solide, c’est grâce à un empilement de plaques hexagonales de CaCO3, soudées entre elles par une substance organique à base de protéines. Lorsque la nacre subit un choc, ces plaques glissent les unes sur les autres en suivant la déformation du polymère, ce qui permet de dissiper l’énergie de l’impact.

Ces propriétés sont connues depuis longtemps et leur exploitation intéresse de nombreuses équipes de chercheurs dans le monde. L’équipe du professeur François Barthelat, de l’Université McGill au Canada, a ainsi créé un nouveau type de verre feuilleté en gravant des motifs au laser sur de fines feuilles de verre. En cas de choc, ces feuilles se brisent en hexagones microscopiques en suivant les motifs gravés.

Lorsqu’il subit un impact, un verre feuilleté classique absorbe une partie des chocs, mais peut être brisé. Ce nouveau type de verre réagit différemment. Les dommages restent extrêmement localisés et il n’y a quasiment pas de propagation de l’énergie du choc : le verre se déforme et renvoie l’énergie, car ce verre est très flexible.

Malheureusement, cette caractéristique le rend, pour le moment, inutilisable pour la fabrication de vitrages de fenêtres, bien qu’il soit deux à trois fois plus résistant qu’un verre trempé. Ce nouveau type de verre peut cependant d’ores et déjà trouver de nombreuses applications, notamment pour la fabrication d'écrans de tablettes ou smartphones, qui pourraient ainsi devenir au moins deux fois plus résistants.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

New Scientist

Le béton cellulaire : solide, économique et écologique
Mercredi, 23/10/2019 - 12:06

Apparu en France il y a une dizaine d'années, le béton cellulaire est un matériau fabriqué à partir de sable, chaux et ciment. Il a été inventé en 1925 en Suède et reproduit une pierre existant à l’état naturel sous le nom de tobermorite.

Le béton cellulaire présente trois grandes catégories d’avantages : il offre une bonne isolation, il présente une excellente résistance mécanique et sismique, et il se travaille facilement.

Dans un communiqué, Stanislas Della Valle, architecte de l’Atelier d’Architecture Della Valle, témoigne, « le béton cellulaire est d’une grande force portante, étanche à l’air et sans ponts thermiques, avec un pouvoir isolant exceptionnel. Ces structures, composées de +/- 80 % d’air,  permettent d’être jusqu’à 5 % plus isolantes que d’autres matériaux porteurs isolants (…). La mise en œuvre est plus simple et plus rapide et les erreurs d’exécution sont éliminées. Les coûts et les délais de construction sont réduits significativement ».

Des millions de bulles d’air sont encapsulées dans la matière et lui confèrent des propriétés exceptionnelles, notamment en termes d’isolation. Les blocs peuvent être utilisés en épaisseur standard (20 à 25 cm) avec un isolant pour obtenir un mur double isolation ou en forte épaisseur (30 et plus) sans isolation rapportée pour obtenir un mur bioclimatique.

Autre avantage important : Le procédé de fabrication du béton cellulaire est peu énergivore car la cuisson se fait à basse température (180°C) dans des autoclaves. Il existe 3 usines en France qui assurent une bonne couverture du territoire (nord, centre-est et sud-ouest). Le bilan carbone est optimisé grâce à la faible température de cuisson, la légèreté pour le transport, la réutilisation de déchets.

Le béton cellulaire est recyclé tout au long de son cycle de vie. Lors de la fabrication, les déchets sont réinjectés dans le process. Lors de la mise en œuvre, les chutes de coupe sont faciles à réutiliser et donc réduites. Les déchets résiduels en usine ou sur chantier, ainsi que ceux issus de déconstruction, peuvent être valorisés en matériaux secondaires (granulats légers, litière pour chat…) ».

Enfin, le béton cellulaire est incombustible et ininflammable (classe Européenne A1). Ses propriétés anti-feu résultent de la structure en cellules fermées, détaille Cellumat, qui limite l’extension de l’incendie et l’élévation de température dans les locaux adjacents.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash 

Batiweb

Des revêtements en verre bioactifs pour la fabrication d’implants osseux
Lundi, 21/10/2019 - 19:25

Une équipe du Laboratoire de Physique Corpusculaire, de l’Université de Clermont-Ferrand (CNRS/IN2P3) a conçu un verre synthétique bioactif, optimisé pour la fabrication d’implants osseux permettant une régénération deux fois plus rapide.

Les verres bioactifs sont des matériaux qui, après insertion dans l’organisme, se recouvrent naturellement d’une couche hydroxyapatite carbonatée, ce qui permet la création de liaisons chimiques avec les cellules osseuses. Néanmoins, ces verres sont peu utilisés en pratique à cause de leur fragilité.

Pour remédier à ce problème, l’équipe de chercheurs du CNRS propose ainsi de combiner les propriétés bio actives d’un verre SiO2 -CaO et la résistance d’une gélatine, une forme hydrolysée de collagène osseux de type I.

Pour concevoir ce matériau innovant, les chercheurs ont testé de multiples compositions de bio-verres, élaborés par le procédé sol-gel. Ce procédé sol-gel a plusieurs avantages : il est facile à mettre en œuvre et peut-être opéré à température ambiante, ce qui en fait un bon candidat.

En effet, la principale difficulté était de trouver un moyen de contrôler la porosité à l’intérieur du matériau sans passer par un traitement thermique qui aurait pour conséquence de détruire la matrice en collagène. Les propriétés bioactives de ce matériau hybride ont ensuite été testées par l’incorporation d’ions calcium dans la matrice poreuse, le calcium étant connu pour stimuler la formation osseuse et l’activité cellulaire.

Par ailleurs, la caractérisation de ces matériaux a été rendue possible grâce à une technique d’analyse ultrasensible des surfaces : la méthode PIXE, qui permet d’obtenir une cartographie des éléments chimiques sous l’action d’un faisceau de protons. En plus de permettre une cicatrisation deux fois plus rapide, ce biomatériau hybride présente d’autres avantages.

Ainsi, il est d’autant plus intéressant que sa synthèse demeure remarquablement simple à mettre en œuvre en comparaison avec d’autres procédés utilisés jusqu’ici. En effet, la synthèse à température ambiante, l’absence d’atmosphère inerte et de produits chimiques dangereux ou toxiques pour les cellules humaines sont également un argument de poids. Cette simplicité, associée à un faible coût des matières premières, en font un matériau très compétitif.

Un tel hybride pourrait même, à l’avenir, supplanter l’utilisation des phosphates de calcium tels que l’hydroxyapatite qui n’ont pas de comportement bio actif. Néanmoins, à plus court terme, ce nouveau verre bioactif est annoncé pour la fabrication d’implants dentaires et sa commercialisation est d’ores et déjà prévue pour 2022.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Techniques de l'Ingénieur

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Espace
Espace et Cosmologie
Quelle est la bonne vitesse d'expansion de l'Univers ?
Mercredi, 23/10/2019 - 12:00

Il y a un siècle, les astrophysiciens Georges Lemaître et Edwin Hubble ont découvert que l'Univers était en expansion, alors qu'à l'époque, beaucoup de scientifiques le croyaient statique. En 1998, deux équipes de chercheurs ont découvert que le rythme de cette expansion s'accélérait avec la distance, et que l'Univers était rempli d'une mystérieuse "énergie noire" causant cette accélération, depuis 14 milliards d'années. Ils ont gagné le prix Nobel en 2011.

La vitesse est calculée grâce à la "constante d'Hubble". Cette constante est estimée de plus en plus précisément par les physiciens. Le problème est qu'elle est de 67,4 selon une méthode et de 73 selon une autre. L'unité est en kilomètres par seconde par mégaparsec. Un mégaparsec égale environ trois millions d'années-lumière. Cela se lit ainsi: des galaxies situées à trois millions d'années-lumière (1 mégaparsec) s'éloignent de 67,4 (ou 73 !) kilomètres par seconde.

Les deux nombres semblent proches, mais pas pour les cosmologistes. Chaque méthode ayant une marge d'erreur faible, le fossé entre les deux résultats ne s'explique pas par une simple erreur de calcul : il y aurait donc un problème plus fondamental, quelque chose qui nous échapperait concernant l'Univers et que la théorie actuelle n'est pas capable d'expliquer. Peut-être que l'équation expliquant le Big Bang et le cosmos a besoin d'être mise à jour.

La recherche actuelle, impliquant de nombreuses équipes dans le monde, consiste non seulement à affiner les mesures de distance des étoiles, mais aussi à trouver de nouvelles méthodes pour mesurer la vitesse de fuite des galaxies et peut-être résoudre ce que les physiciens appellent sobrement, au lieu d'une controverse ou d'une crise, la "tension" de la constante d'Hubble.

Illustrant cette quête frénétique, une étude décrivant une méthode nouvelle, rédigée par des chercheurs de l'Institut d'astrophysique Max Planck en Allemagne et d'autres universités, est ainsi parue dans la revue américaine Science. Ils sont parvenus à mesurer la distance de deux étoiles en observant comment sa lumière se courbe autour de grosses galaxies sur son trajet jusqu'à la Terre.

Cette équipe a mesuré la constante à 82,4 km/s/mégaparsec, mais avec une marge d'erreur de plus ou moins 10 %, soit beaucoup plus que les mesures effectuées par d'autres équipes. « Si la tension est réelle, cela veut dire que l'univers ancien était gouverné par des lois physiques inconnues », précise la cosmologiste Inh Jee, coautrice de l'étude.

Le but de ces nouveaux travaux est de vérifier s'il y réellement un problème fondamental. Elle espère que d'autres observations réalisées avec sa méthode permettront de réduire l'erreur, qu'elle reconnaît être trop grande pour l'instant.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Le Vif

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Vivant
Santé, Médecine et Sciences du Vivant
Une sieste de temps en temps protège votre cœur !
Jeudi, 24/10/2019 - 10:04

En 2018, une étude conduite dans 21 pays mettait en évidence une augmentation du risque cardiovasculaire et de la mortalité proportionnelle au sommeil. Globalement, le danger augmentait nettement pour deux catégories d’individus : ceux qui dormaient plus de 10 heures par nuit, d’une part, et ceux qui faisaient la sieste alors qu’ils dormaient plus de 6 heures par nuit, d’autre part.

Une nouvelle étude réalisée par des chercheurs de l'Université de Lausanne vient de montrer qu'une sieste occasionnelle était largement bénéfique pour le cœur. Dans ce travail, 3462 habitants de Lausanne âgés de 35 à 75 ans ont été suivis pendant un peu plus de cinq ans. La majorité (58 %) ne faisait jamais de sieste, les autres en faisaient chaque semaine : 1 ou 2 (19 %), entre 3 et 5 (12 %) ou 6 ou 7 (11 %). Les résultats montrent qu’il y a deux fois moins d’accidents cardiovasculaires pour ceux qui font une ou deux siestes par semaine. Il n’y a en revanche aucun impact pour ceux qui en font plus de deux par semaine ou ceux qui n’en font pas du tout.

Selon l’enquête de l’Institut national du sommeil et de la vigilance (INSV/MGEN2017), « un Français sur quatre fait une ou deux siestes par semaine » et un sur sept en fait au moins trois par semaine.

Sans doute faut-il faire la différence entre la sieste par fatigue et la sieste par goût. La première est généralement plus longue. Dans l’enquête INSV/MGEN, on s’aperçoit ainsi que si trois jeunes sur dix déclarent faire en moyenne deux siestes par semaine, ce sont des siestes longues (avec plus d’une heure de sommeil pour les deux tiers d’entre eux) qui servent en réalité à compenser un manque de sommeil nocturne !

Cela confirme que la relation entre la sieste et santé n’est pas simple, car plusieurs facteurs interviennent : la durée et de la fréquence des siestes, mais également le moment de la sieste, ainsi que la qualité du sommeil observée pendant ces siestes. A chacun, donc, de trouver la bonne formule.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Heart

Le sport améliore la santé cérébrale, même chez les plus jeunes
Jeudi, 24/10/2019 - 09:57

Dans une vaste étude, des chercheurs de l'Université de Münster ont analysé 1.206 IRM émanant d'un groupe de participants âgés en moyenne de 29 ans. Les participants devaient réaliser une série de tests cognitifs mesurant la mémoire, la vivacité d'esprit, le jugement et le raisonnement. Ils devaient ensuite passer un test physique, pour lequel ils devaient marcher le plus vite possible deux minutes durant pour voir quelle distance ils parcouraient.

Leurs résultats, présentés lors du congrès ECNP de Copenhague, ont montré qu'une meilleure performance lors du test de marche était associée positivement à une meilleure performance cognitive et à une matière blanche cérébrale plus saine (signe de meilleures connexions nerveuses cérébrales).

Les chercheurs notent que leurs résultats laissent à penser qu'en augmentant la forme physique des sujets, il pourrait être possible d'améliorer les capacités cognitives, comme la mémoire ou les résolutions de problèmes, et ainsi mener à des améliorations de changements structurels au niveau du cerveau.

« Cela nous a surpris de voir que même chez une population jeune, la performance cognitive baissait à mesure que les niveaux de forme physique décroissaient. Nous savions à quel point cela pouvait compter chez les personnes âgées qui ne sont pas nécessairement en bonne santé, mais voir cela se produire chez des trentenaires était étonnant. Cela nous a mené à penser qu'un niveau basique de forme physique pourrait être un facteur de risque évitable pour la santé cérébrale », a commenté le chef de file des chercheurs, le Docteur Jonathan Repple.

Le Docteur Repple a aussi précisé que l'échantillon d'IRM étudié était l'une des grandes forces de cette étude, en expliquant que « habituellement, lorsque l'on travaille à partir d'IRM, un échantillon de 30 est assez conséquent, mais l'existence de cette vaste base de données d'IRM nous a permis d'éliminer des facteurs pouvant potentiellement nous induire en erreur, et a considérablement renforcé notre analyse ».

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Scientific Reports

La France, premier émetteur européen de particules fines…
Jeudi, 24/10/2019 - 09:53

Voilà un record dont notre pays se serait bien passé : en matière d’émissions de particules fines, la France est placée au rang de lanterne rouge en Europe. Selon une étude menée par l’Agence européenne de l’environnement (EEA), la France aurait rejeté dans l’atmosphère durant l’année 2017 environ 164.000 tonnes de particules fines PM2.5. Dans les pays voisins, seule l’Italie a enregistré des niveaux d’émissions similaires. À l’inverse, le Portugal, les Pays-Bas, l’Irlande ou encore la Belgique ont atteint de niveaux d’émissions beaucoup moins élevés.

Principal responsable de ces émissions de particules fines : les systèmes de chauffage. Ainsi, les chaudières, cuisinières et autres foyers – fermés ou ouverts – engendrent 70.000 tonnes de PM2.5 en 2017. Dans les faits, 45 % des émissions de PM2.5 en France sont dus aux rejets domestiques (tabac et autres sources comprises). Notons que selon l’association de surveillance de la qualité de l’air AirParif, les émissions de particules fines PM10 et de gaz à effet de serre (GES) liées aux activités domestiques sont également élevées.

Le reste des émissions de particules fines se partage majoritairement entre l’industrie manufacturière (17 %), le transport routier (15 %), les déchets (6,7 %), l’utilisation énergétique liée à l’industrie (66 %) et l’agriculture (6,4 %). Il est important de noter que, grâce aux convertisseurs catalytiques installés sur les systèmes d’échappement des véhicules, les rejets de PM2.5 liés aux transports ont été considérablement réduits depuis les années 1990.

Mais malgré les efforts réalisés par la France depuis trente ans pour réduire ses émissions de particules fines, la santé publique exige que davantage de mesures soient mises en place. Toujours selon l’EEA, la France était, en 2017, le troisième pays d’Europe à enregistrer le plus de décès liés à l’exposition aux particules PM2.5. Ainsi, 35.800 personnes seraient décédées dans l’Hexagone des suites d’une pathologie liée à l’exposition aux particules fines. Au niveau européen, 10 % des personnes mortes à cause des particules fines sont décédées en France.

Afin de lutter contre les émissions de particules fines, la France a pris des engagements fixés par la directive sur les plafonds d’émissions nationaux (NEC). Dans le rapport 2019, la France s’engage à réduire à l’horizon 2030 de 30 % les émissions de particules fines PM2.5 par rapport à celles enregistrées en 2017.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

AEE

Le cerveau, aussi, apprend en se parlant à lui-même
Mercredi, 23/10/2019 - 12:03

Le cortex - la zone externe et la plus grande du cerveau - est important pour les fonctions cognitives supérieures, les comportements complexes, la perception et l’apprentissage. Dès qu’un stimulus sensoriel se produit, le cortex traite et filtre l’information avant d’en renvoyer les aspects les plus pertinents aux autres régions du cerveau. Certaines d’entre elles renvoient à leur tour de l’information au cortex.

Ces boucles, appelées systèmes de rétroaction, sont essentielles au fonctionnement des réseaux corticaux et à leur adaptation aux nouvelles informations sensorielles. « Lors de l’apprentissage perceptuel (ou l’amélioration de la capacité à répondre à un stimulus sensoriel), les circuits neuronaux doivent d’abord évaluer l’importance de l’information sensorielle reçue puis affiner la façon dont elle sera traitée à l’avenir.

Les systèmes de rétroaction confirment dans une certaine mesure que les synapses responsables de la transmission de l’information à d’autres régions du cerveau l’ont fait correctement », explique Anthony Holtmaat, professeur en neurosciences fondamentales à la Faculté de médecine de l’UNIGE, qui dirige cette étude.

Les moustaches de la souris, spécialisées dans la détection tactile, jouent un rôle essentiel dans la capacité de l’animal à comprendre son environnement direct. La partie du cortex qui traite les informations sensorielles des moustaches optimise continuellement ses synapses afin d’intégrer de nouveaux aspects de l’environnement tactile de l’animal. C’est donc un modèle intéressant pour comprendre le rôle des systèmes de rétroaction dans les mécanismes d’apprentissage synaptique.

Les scientifiques de l’UNIGE ont isolé un circuit de rétroaction lié aux moustaches et utilisé des électrodes pour mesurer l’activité électrique des neurones dans le cortex. Ils ont ensuite simulé un input sensoriel en stimulant une partie spécifique du cortex qui traite cette information et ont contrôlé, par un faisceau lumineux, le circuit de rétroaction.

« Ce modèle ex vivo nous a permis de contrôler la rétroaction indépendamment de la stimulation sensorielle, ce qui est impossible à faire in vivo. Cependant, il était essentiel de déconnecter cette stimulation de la rétroaction pour comprendre comment l’interaction entre les deux mène au renforcement synaptique » ajoute Anthony Holtmaat. L’équipe a constaté que les deux composants, lorsqu’ils sont déclenchés séparément, activent un large éventail de neurones.

Cependant, lorsqu’ils sont activés simultanément, certains neurones réduisent au contraire leur activité. « Il est intéressant de noter que les neurones inhibés lorsque la stimulation sensorielle et la rétroaction se produisent simultanément inhibent habituellement les neurones importants pour la perception ; ce qu’on appelle une inhibition de l’inhibition ou une désinhibition », explique Leena Williams, chercheuse à la Faculté de médecine de l’UNIGE et première auteure de cette étude.

« Ces neurones agissent comme s’ils ouvraient une porte normalement fermée pour l’information entrante, et qui s’ouvre grâce à la boucle de rétroaction. Cela permet de renforcer les synapses qui traitent l’information sensorielle primaire. Notre recherche nous a permis d’identifier la façon dont la rétroaction optimise les connexions synaptiques afin de mieux interpréter les informations futures », ajoute-t-elle.

En identifiant avec précision les neurones impliqués dans ce mécanisme, ces chercheurs de l’UNIGE ont dévoilé le rôle joué par les systèmes de rétroaction synaptiques dans les processus d’apprentissage du cortex cérébral. Ils vont à présent tester leurs résultats et vérifier si les neurones inhibiteurs se comportent comme prévu lorsqu’une souris a besoin d’intégrer de nouvelles informations sensorielles ou lorsqu’elle découvre de nouveaux aspects dans son environnement tactile.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Unige

L'entreprise BIOLIFE4D réussit à imprimer en 3D un cœur humain miniature
Mercredi, 23/10/2019 - 11:52

Les maladies cardiovasculaires sont la première cause de mortalité dans le monde. Selon l'Organisation mondiale de la santé, en 2030, près de 23,6 millions de personnes mourront de ces affections. Mais la recherche dans ce domaine cardiaque ne cesse de progresser. L'entreprise américaine BIOLIFE4D a annoncé avoir réussi à imprimer un mini cœur humain, grâce à la technique de la bio-impression. Ce procédé utilise les cellules de la personne malade et non d'un tiers, éliminant ainsi les risques de rejet et la nécessité d'un traitement immunosuppresseur.

Le cœur est plus petit – environ le taille de celui d'une souris – mais a exactement la même structure qu'un vrai cœur humain, valves et vaisseaux sanguins compris. BIOLIFE4D utilise un procédé de fabrication bien particulier pour obtenir la bio-encre nécessaire pour l'impression. L'entreprise a également mis au point un nouvel algorithme avec "des paramètres d'impression 3D optimisés", testé à cette occasion sur le site de recherche de la société JLABS à Houston (Texas) sous la direction de M. Ravi Birla, directeur scientifique de l'entreprise.

Sur le plan technique, les scientifiques collectent des échantillons de sang du patient. Ces cellules sont transformées en cellules souches pluripotentes induites puis "reprogrammées" en cellules cardiaques, également appelées cardiomyocytes. Elles sont mélangées à des nutriments dans une solution d'hydrogel.

Ainsi, l'entreprise de biotechnologie obtient de la bio-encre ou "bio-ink", élément indispensable pour procéder ensuite à l'impression 3D du cœur couche par couche. Pour faire fusionner les différents niveaux, la chaleur n'est jamais utilisée car elle risquerait du tuer les cellules. Un échafaudage de support est utilisé pour maintenir les éléments biologiques en place. Et magie ! Le processus naturel d'assemblage opère.

L'organe imprimé ne reproduit que partiellement les fonctionnalités de l'organe capable, en principe, d'envoyer le sang dans l'ensemble du corps. A terme, l'objectif de BIOLIFE4D serait d'imprimer un cœur humain fonctionnel d'une taille normale pour pouvoir le commercialiser.

En juillet 2018, l'entreprise avait déjà réussi l'impression d'un patch cardiaque. Ce dispositif est constitué de plusieurs cellules présentes dans le cœur humain mais également d'une vascularisation préliminaire. L'équipe de scientifiques avait défié la lenteur médicale. Le procédé a été réalisé en quelques jours, contre 6 à 8 mois habituellement.

Les personnes souffrant d'insuffisance cardiaque terminale ont peu de chance de survie. En raison du nombre limité de donneurs, les patients décèdent avant d'avoir pu bénéficier d'une transplantation. Et même quand ils peuvent en bénéficier, ils risquent de subir un rejet de la greffe. C'est la raison pour laquelle nombre d'entreprises se tournent vers l'impression 3D pour trouver des solutions.

En avril 2019, des scientifiques de l'Université de Tel-Aviv, en Israël, ont réussi à imprimer un cœur à partir de cellules humaines. Ces travaux ont été publiés dans la revue Advanced Science. Avec une longueur de 2 centimètres et un diamètre d'1,4 centimètre, il est également beaucoup plus petit qu'un cœur normal. Il a été fabriqué à partir de cellules graisseuses reprogrammées en cellules cardiaques.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash 

L'Usine Digitale

Les traumatismes crâniens augmentent les risques de maladie d'Alzheimer
Lundi, 21/10/2019 - 19:32

On le sait, la maladie d'Alzheimer est favorisée par de nombreux facteurs qui commencent à être mieux identifiés, même si beaucoup reste à faire dans ce vaste champ de recherche.

Parmi ces facteurs, certains sont d'ordre génétique, mais d'autres semblent liés au mode de vie et à l'environnement. C'est le cas par exemple de certaines bactéries, de certaines habitudes alimentaires, ou encore du niveau d'activité physique.

Dans ce travail dirigé par le Professeur Nikos Gorgoraptis, les chercheurs sont parvenus à visualiser pour la première fois des "enchevêtrements" de protéines associées à la maladie d’Alzheimer chez les patients ayant subi une seule blessure à la tête.

Durant leurs recherches, les scientifiques ont étudié les cas de 21 patients ayant subi une blessure à la tête (qu’elle soit grave ou modérée), principalement suite à un accident de la route. En parallèle, ils ont aussi analysé les cas de 11 autres personnes qui, de leur côté, n’ont subi aucune blessure à la tête.

Les patients ayant été blessés présentaient des amas de protéines dans le cerveau que les chercheurs appellent "enchevêtrements de Tau". Pour rappel, la protéine Tau est incriminée dans la survenue de nombreuses démences, dont notamment la maladie d’Alzheimer, et est associée à des lésions nerveuses progressives.

Les scientifiques savaient déjà que les sportifs comme les boxeurs, rugbymen et footballeurs étaient sujets à présenter des enchevêtrements de Tau. En effet, ces derniers subissent des blessures et coups répétitifs à la tête dans le cadre de l’exercice de leur métier. Cependant, c’est la première fois que des chercheurs détectent des amas de Tau chez des patients ayant subi un seul et même traumatisme crânien.

La protéine Tau est là pour fournir un soutien structurel aux différentes cellules nerveuses du cerveau. Elle agit comme un échafaudage. Mais lorsque les cellules du cerveau se trouvent endommagées (comme c’est le cas lors d’une blessure à la tête), la protéine va se disperser sous forme d’amas ou enchevêtrements. Ensemble, ces derniers favorisent la dégénérescence neuronale, la perte de mémoire et des fonctions exécutives.

Pour les chercheurs londoniens, cela ne fait aucun doute : les patients présentant un traumatisme crânien étaient susceptibles de présenter ces enchevêtrements de Tau. Quant aux 11 patients en bonne santé suivis, aucun ne présentait l’enchevêtrement.

Le Docteur Gorgoraptis explique que les pertes de mémoire peuvent survenir des années après le traumatisme crânien. Concrètement, si l’enchevêtrement survient, les premiers symptômes de la maladie d’Alzheimer peuvent mettre des années à se présenter.

« Cette recherche ajoute une donnée supplémentaire au puzzle. Bien que nous sachions que les enchevêtrements de Tau sont associés à la maladie d’Alzheimer et à d’autres formes de démence, nous commençons seulement à comprendre comment un traumatisme cérébral pourrait conduire à leur formation », poursuit l’auteur de l’étude.

« C’est la première étape vers une analyse qui peut fournir une indication claire de la quantité de Tau présente dans le cerveau et de son emplacement favorisant la dégénérescence. Ces analyses aideront les médecins à sélectionner les patients qui pourraient bénéficier des traitements ciblant les enchevêtrements de Tau ».

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Imperial College London

Cancer et maladies liées à l’âge : Une nouvelle cause de vieillissement cellulaire
Lundi, 21/10/2019 - 19:22

Une équipe de l’Université de Californie du Sud a mis à jour une nouvelle clé de compréhension du fonctionnement du processus de vieillissement. Cette étude ouvre  la voie à de meilleurs traitements contre le cancer, grâce à une nouvelle classe de médicaments révolutionnaires, les sénolytiques, capables d’améliorer la santé au grand âge.

La sénescence est un processus naturel par lequel les cellules cessent définitivement de créer de nouvelles cellules. Ce processus est l’une des principales causes du déclin lié à l’âge, il se manifeste dans de nombreuses maladies liées à l’âge, dont l’arthrite, l’ostéoporose et les maladies cardiaques. Les cellules sénescentes peuvent être décrites comme l'opposé des cellules souches qui ont un potentiel illimité d'auto-renouvellement ou de division. En effet, les cellules sénescentes ne peuvent plus se diviser : la sénescence est donc un état d'arrêt irréversible du cycle cellulaire.

Ces scientifiques ont découvert que les cellules sénescentes vieillissantes cessent de produire une classe de produits chimiques appelés nucléotides, des éléments constitutifs clés de l'ADN. Ainsi, lorsqu’ils contraignent des cellules jeunes à cesser de produire ces nucléotides, ces cellules deviennent sénescentes. La production de ces nucléotides apparaît donc comme essentielle pour maintenir la jeunesse cellulaire. Cela suggère qu’empêcher les cellules de perdre cette fonction de synthèse des nucléotides leur permettrait de vieillir plus lentement…

La sénescence entraîne le vieillissement et les maladies comme le diabète, le dysfonctionnement cardiaque ou l'athérosclérose et le dysfonctionnement tissulaire général. En cas de cancer, elle ne doit pas être bloquée, car cela pourrait libérer des cellules cancéreuses. Il s’agit donc de trouver un moyen de supprimer les cellules sénescentes pour favoriser un vieillissement en bonne santé.

Jusqu'à présent, la sénescence était principalement étudiée sur les fibroblastes, les cellules les plus courantes qui constituent le tissu conjonctif, chez l’animal. Ici, l’équipe de Graham s'intéresse au mécanisme de la sénescence dans les cellules épithéliales qui tapissent la surface des organes. C’est aussi le type de cellules par lesquelles la plupart des cancers se développent. Une nouvelle méthode d’imagerie 3D a montré de manière inattendue que les cellules sénescentes ont souvent 2 noyaux et qu'elles ne synthétisent plus l'ADN.

Ces travaux ouvrent ainsi 2 voies ou cibles thérapeutiques : celle du rétablissement de la fonction de synthèse des nucléotides et celle de l’identification et de l’élimination des cellules sénescentes. Avec l'espoir d'applications dans le domaine émergent des sénolytiques, ces médicaments susceptibles d'éliminer les cellules vieillissantes.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

JBC

Une nouvelle classe d'antidouleur venue d'un poisson venimeux
Lundi, 21/10/2019 - 19:19

Les opiacés (substances dérivées de l’opium) et les opioïdes (substances non apparentées à l’opium, mais qui possèdent un effet analgésique similaire) sont devenus au cours des dernières décennies les principaux médicaments utilisés pour le traitement de la douleur.

Ces molécules interagissent avec certains récepteurs présents dans le système nerveux central pour empêcher le signal de douleur d’atteindre le cerveau ; en conséquence, même si les dommages responsables de la douleur demeurent présents, le patient ne ressent plus (ou avec beaucoup moins d’intensité) cette douleur.

Cette action analgésique des opiacés et opioïdes n’est cependant pas parfaite : en plus des nausées et de la constipation, deux effets secondaires fréquents, la consommation répétée de ces médicaments sur de longues périodes peut aussi entraîner une dépendance qui mène à une surconsommation de ces médicaments et à un risque élevé de mortalité par arrêt respiratoire.

Ce phénomène a pris une ampleur très inquiétante aux États-Unis, où les décès causés par les surdoses d’opiacés ont grimpé en flèche au cours des 15 dernières années et sont l’un des principaux responsables de la réduction de l’espérance de vie observée chez nos voisins. La découverte de médicaments antidouleurs capables de reproduire les effets analgésiques des opiacés tout en pouvant être utilisés de façon prolongée, sans risque de dépendance, pourrait donc révolutionner le traitement de la douleur.

Puisque la dépendance aux opiacés provient de leur action au niveau du système nerveux central, une façon de contourner ce problème serait de bloquer localement les nerfs nociceptifs, responsables du signal de douleur. En ce sens, il est intéressant de noter que plusieurs poisons d’origine naturelle exercent justement leur action en bloquant l’influx nerveux et il a donc été proposé que ces toxines puissent être injectées localement pour supprimer la douleur à la source.

La tétrodotoxine (TTX) présente dans les poissons-globes (fugu en japonais) pourrait représenter l’une de ces toxines naturelles dotées de propriétés analgésiques. Cette toxine n’est pas produite par les poissons eux-mêmes, mais plutôt par certaines bactéries qui sont associées aux végétaux dont ils se nourrissent, et s’accumule dans le foie et les organes reproducteurs du poisson-globe. Au Japon, où le fugu est considéré comme un mets très délicat, seuls les chefs possédant une formation spéciale dans la préparation de ce poisson sont autorisés à le servir, généralement sous forme de sashimis tranchés si minces que le motif du plat de service demeure visible.

Cette précaution est essentielle, car la tétrodotoxine est une molécule extrêmement toxique (plusieurs milliers de fois plus puissante que le cyanure) qui empêche l’entrée de sodium dans les neurones et provoque une paralysie musculaire complète en bloquant de façon irréversible la transmission de l’influx nerveux.

Une équipe de savants américains a récemment testé le potentiel analgésique de la tétrodotoxine administrée localement et en petite quantité. Les résultats obtenus sont très encourageants : en liant biochimiquement la toxine à un polymère biodégradable à base de polyéthylène glycol, ils ont tout d’abord observé que la toxine était relâchée lentement au site d’injection, ce qui permet de réduire les quantités administrées et donc le risque d’effets secondaires causés par l’atteinte de zones non ciblées par le traitement.

De plus, l’équipe a aussi montré que les quantités de toxines utilisées peuvent être encore diminuées en combinant la formulation polymère-toxine avec un agent qui favorise la pénétration des molécules dans les cellules nerveuses et qui augmente donc la « livraison » de la toxine au site désiré.

Lorsque les chercheurs ont injecté quelques microgrammes de cette formulation de toxine au niveau du nerf sciatique de rats de laboratoire, ils ont pu obtenir un blocage complet du nerf pendant une période allant jusqu’à trois jours, sans dommages aux tissus environnants et sans toxicité apparente.

Selon le Docteur Daniel Kohane, professeur d’anesthésie au Harvard Medical School, il n’y a aucune raison pour qu’un effet similaire ne puisse être observé chez les humains, ce qui permet d’envisager que la tétrodotoxine puisse être utilisée pour générer des analgésies locales de très longues durées (allant jusqu’à quelques semaines) chez des patients souffrant de douleurs chroniques.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Journal de Montréal

Avoir un grand frère serait associé à un développement plus lent du langage
Lundi, 21/10/2019 - 19:14

On a longtemps pensé qu’un enfant ayant un frère ou une sœur aîné grandira dans un environnement linguistique stimulant et développera plus rapidement ses capacités linguistiques que le premier né de la famille. Dans les faits, plusieurs études ont montré le contraire : l’acquisition du langage chez un enfant ayant un aîné serait moins rapide que chez un enfant n’en ayant pas.

Plus étonnant encore, seuls les grands frères impacteraient les capacités linguistiques de leurs cadets, comme vient de le montrer une étude menée pas une équipe de recherche du CNRS, de l’AP-HP, de l’EHESS, de l’ENS et de l’Inserm.

Les enfants ayant une grande sœur présentent quant à eux un développement identique aux enfants n’ayant pas d’aîné. Plus de 1 000 enfants ont été suivis de leur naissance à leurs cinq ans et demi au sein de la cohorte mère-enfant EDEN2. Leurs capacités linguistiques ont été évaluées à 2, 3 et 5 ans et demi par des tests mesurant plusieurs aspects du langage, tels que le vocabulaire, la syntaxe ou encore le raisonnement verbal. Les enfants ayant un grand frère présentent en moyenne 2 mois de retard sur leur développement du langage par rapport aux autres enfants ayant une grande sœur.

Pour les scientifiques, deux hypothèses permettraient d’expliquer ce résultat. La première serait que les sœurs aînées, en parlant plus volontiers à leurs cadets que les frères, compenseraient la moindre disponibilité des parents. Une autre hypothèse serait que les sœurs aînées soient moins en compétition que les frères aînés pour s’attirer l’attention parentale.

Si cette étude ne permet pas de départager ces deux hypothèses, elle met en évidence que le développement du langage précoce du cadet d’une fratrie a tendance à être ralenti lorsque l’aîné est un garçon. Pour la suite de leurs travaux, les scientifiques voudraient examiner l’impact de la culture (notamment l'origine géographique) sur ces résultats.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

CNRS

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Recherche
Recherche & Innovation, Technologies, Transports
Daimler teste ses camions autonomes sur les routes américaines
Mercredi, 23/10/2019 - 11:56

Depuis quelques mois, Daimler, le plus grand constructeur de camions au monde, teste aux  Etats-Unis ses camions autonomes de classe 4. Cette catégorie de camion est en théorie capable de s’adapter à n’importe quelle situation, de manière autonome. Pour le moment, les camions autonomes de Daimler ne circulaient que du côté du sud-ouest de la Virginie, près du siège de Torc Robotics, un spécialiste des systèmes autonomes récemment acquis par Daimler.

En réalité, il y aura toujours un équipage à bord des camions autonomes. Pour assurer la sécurité des premiers trajets et s’assurer que tout se passe comme prévu, Daimler place un conducteur et un ingénieur à bord de chaque véhicule. Le conducteur gardera un coup d’œil sur la route pour éviter un accident et l’ingénieur s’assurera que le système autonome fonctionne parfaitement.

Daimler avait dit que se camions rouleraient dès 2019. Pour réussir cet exploit, le constructeur a dû s’associer à Torc Robotics, une société fondée en 2005, spécialisée dans les logiciels d’autoconduite et les capteurs à usage commercial, industriel et militaire. Depuis peu, Torc Robotics s’intéresse aux systèmes autonomes destinés au grand public. L’entreprise a notamment annoncé un partenariat avec Transdev, afin d’imaginer des navettes autonomes.

Daimler n’est pas tout seul sur ce créneau. UPS teste également des camions en Arizona. Comme l’a fait l’USPS avant elle, UPS s’est associé à TuSimple, une startup qui développe des camions autonomes. Une fois la technologie parfaitement au point, UPS espère réduire de 30 % le coût du transport par camion, en retirant les chauffeurs de la cabine.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash 

Daimler

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