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Edito
L'émergence d'une intelligence planétaire serait-elle une réalité scientifique ?
Au cours des années 70, en collaboration avec le biologiste Lynn Margulis, James Lovelock a conçu une hypothèse scientifique, présentée et formalisée en 1974 dans un célèbre essai, "La Terre est un être vivant : l'hypothèse Gaïa". Selon Lovelock, il faudrait admettre que les systèmes vivants de la Terre appartiennent à une même entité régulant l'environnement de manière à préserver les conditions favorables à la vie. Cette hypothèse Gaïa, nom grec de la déesse de la Terre, déjà évoquée par le poète antique Hésiode au VIIIème siècle avant JC, repose sur une approche que Lovelock appelle "géophysiologie". Selon ce scientifique, la biosphère serait une entité auto-régulatrice dotée de la capacité de préserver la santé de notre planète en contrôlant l'environnement chimique et physique. écrit Lovelock dans "La Terre est un être vivant : l'hypothèse Gaïa".
L'hypothèse Gaïa suppose que l'atmosphère de la Terre est préservée et régulée de manière active, grâce à l'action de l’ensemble du vivant évoluant à sa surface, c'est à dire par la biosphère. La biosphère doit donc être envisagée ainsi comme un vaste organisme unique qui maintient un équilibre dynamique par la somme des interactions entre espèces vivantes (animales et végétales), mers, océans et sols… « L'ensemble des êtres vivant sur Terre – des baleines aux virus, des chênes aux algues – peut être considéré comme formant une entité vivante unique, capable de manipuler l'atmosphère de la Terre de manière à satisfaire ses besoins généraux et dotée de facultés et de pouvoirs supérieurs à ceux de ses parties constituantes », écrit Lovelock.
Dans l’esprit de Lovelock, ce concept Gaïa s’inscrit dans une démarche heuristique globale et nous oblige à la fois à repenser les fondements de notre rapport à la nature et à imaginer de nouvelles solutions, de nouveaux modes d’existence, dirait l’anthropologue Bruno Latour, susceptibles de préserver l’habitabilité de la Terre pour notre espèce et l’ensemble du vivant. La pensée de Lovelock n’a cessé de voir son influence intellectuelle et scientifique croître depuis un demi-siècle et suscite toujours des débats passionnés au sein de la communauté scientifique, qui ne sont pas sans rappeler ceux provoqués, en leur temps, par la théorie de la sélection naturelle de Darwin (1856), le concept d’écologie du biologiste allemand Ersnt Haeckel (1866), les lois de l’hérédité de Gregor Mendel (1866), la théorie microbienne de Pasteur (1864), ou le fameux débat qui opposa en 1975 Jean Piaget et Noam Chomsky sur les capacités linguistiques universelles du cerveau.
L’œuvre et la pensée de James Lovelock, il est important de le rappeler, ont profondément influencé l’écologie politique et des penseurs aussi différents que Joël de Rosnay, Michel Serres, Edgar Morin ou Bruno Latour. Lovelock a notamment développé et enrichi le concept d'homéostasie, proposé en 1936 par le physiologiste américain Walter Cannon, qui définit la propension remarquable de tous les êtres vivants à se maintenir dans un état d’équilibre dynamique, en s’adaptant constamment à leur environnement par l’action d’une multitude de cascades et de boucles de rétroaction (négative et positive), dont la cybernétique, inventée dans les années 40 par Wiener et Shannon, a dévoilé les lois et mécanismes qui s’inscrivent dans des chaînes de causalité circulaire.
« Le processus actif et complexe d'homéostasie, que ce soit dans le cas d'une cellule, d'un animal ou de l'ensemble de la biosphère, se déroule en majeure partie de manière automatique, pourtant il convient d'admettre qu'une forme quelconque d'intelligence est nécessaire même au sein d'un processus automatique pour interpréter de manière correcte l'information recueillie au sujet de l'environnement. Trouver la réponse à une question aussi triviale que "Y a t-il suffisamment d'air pour respirer ?" nécessite une forme l'intelligence et si Gaia existe, elle doit être dotée, toute chose égale par ailleurs, d’une certaine intelligence globale », précise Lovelock.
Les travaux de Lovelock ont également joué un rôle important dans l’élaboration de la théorie de l’Anthropocène, proposée en 1995 par le Nobel de chimie Paul Crutzen et le biologiste Eugen Stoermer. Selon cette théorie, depuis le début de la révolution industrielle, à la fin du XVIIIème siècle, l’influence des activités humaines serait devenue prépondérante sur l’ensemble des dimensions physiques et biologiques de notre planète. Nous aurions alors basculé très rapidement (à l’échelle de la Terre) de l’Holocène, qui avait commencé il y a 11 700 ans, à cette nouvelle ère, l’anthropocène, qui se caractérise par une période de désordres accrus, d’écarts croissants par rapport à l’équilibre, et de fluctuations chaotiques de plus en plus violentes, révélant la recherche par notre planète d’un nouvel équilibre physique, énergétique et biologique global.
C’est dans ce contexte de réflexion scientifique et philosophique qu’a été publié en février dernier un long et passionnant article qui a eu un fort retentissement dans le monde anglo-saxon, mais qui n’a pas assez été repris et commenté dans notre pays. Intitulé : "L’intelligence serait-elle un processus de niveau planétaire ?", cet article a été cosigné par trois éminents scientifiques Américains (un astrophysicien et deux astrobiologistes), Adam Franck, David Grinspoon et Sara Marcheur (Voir Article intégral).
Ces chercheurs soulignent que nous avons encore trop tendance à considérer l'intelligence comme une propriété presque exclusivement détenue par des individus, alors qu’il est pourtant bien établi à présent qu’elle peut également émerger comme propriété d’entités collectives, ainsi que l’ont montré les travaux de Wolpert et Kagan. Dans la nature, nous trouvons en effet de nombreux exemples de prise de décision collective, et de stratégies non réductibles à un conditionnement génétique, notamment chez certaines espèces d’insectes à haut niveau d’organisation sociale, comme les fourmis et les abeilles. L’article souligne que certains biologistes n’hésitent plus à parler de "forme d’intelligence" à propos des bactéries, des virus et même de cellules individuelles, comme les cellules cancéreuses, capables de stratégies particulièrement sophistiquées pour échapper au système immunitaire ou devenir résistantes aux traitements les plus violents… Des chercheurs du CNRS ont même montré en 2016 qu’un fascinant organisme monocellulaire, le « Blob », bien que dépourvu de système nerveux, était tout à fait capable d’apprendre de ses erreurs et de trouver la meilleure façon de franchir un obstacle imprévu (Voir CNRS).
Selon ces trois chercheurs, nous n’avons pas encore appris à bien discerner et évaluer les formes d’intelligence diffuses et réticulaires qui se manifestent sur diverses échelles spatiales et temporelles très éloignées de celles liées à notre condition humaine. Nous admettons certes l’existence de certaines formes d’intelligence animales ou collectives, mais nous restons bien démunis face à des intelligences végétales d’une radicale altérité, comme celles dont savent faire preuve les arbres, capables de communiquer entre eux de manière subtile, à plusieurs échelles temporelles, pour s’entraider et mieux faire face aux nuisibles ou à un changement climatique potentiellement dangereux pour leur survie…
Ces chercheurs soulignent que la survie à long terme de notre civilisation nécessitera un mode fondamentalement différent d’organisation et de comportement à l'échelle planétaire et une compréhension du rôle crucial des échelles de temps dans l’intensité des boucles de rétroaction entre l’homme et la planète, afin de prendre les décisions qui permettront la survie de notre espèce. Dans cette perspective, il faut intégrer et enrichir le concept moderne de biosphère, qui trouve notamment son origine dans les travaux de Vernadsky, le fondateur de la biogéochimie. Ce grand scientifique a compris que l'activité globale de la vie sur Terre doit être considérée comme faisant partie d'un système – la biosphère – articulée, par les lois de la thermodynamique, aux autres systèmes planétaires, atmosphère, hydrosphère, cryosphère et lithosphère.
Sous l’effet du rayonnement solaire, explique Vernadsky, la matière de la biosphère capte et redistribue l'énergie et la convertit en énergie finale dont notre espèce a appris à se servir avec une redoutable efficacité, pour modifier la planète à son profit et améliorer à la fois sa durée et son niveau de vie, devenant ainsi "comme maître et possesseur de la Nature", pour reprendre la célèbre phrase de Descartes. Pour Vernadsky, il faut voir la biosphère comme un phénomène émergent qui apparaît et évolue grâce à la diversité des espèces individuelles. En effet, l'évolution de ces espèces ne peut être comprise que dans le contexte de la biosphère au sens large. Mais cette émergence, selon lui, implique toujours un certain degré d'activité cognitive, qui se manifeste dans le foisonnement des sociétés et des cultures humaines.
Après avoir développé le concept de la biosphère, Vernadsky a prolongé sa réflexion en explorant le concept de Noosphère (noos est le mot grec pour esprit), mais sans reprendre la dimension mystique que lui donnait Teilhard de Chardin. Pour Vernadsky, une telle activité avait toujours été présente dans la biosphère, des microbes aux mammifères. Mais il considère que cette activité cognitive collective, à l’œuvre depuis les origines dans le vivant, a franchi un immense saut, à la fois quantitatif et qualitatif, avec l’apparition de la science moderne, puis des sociétés industrielles, il y a deux siècles.
L'hypothèse Gaïa, telle que l’a développée Lovelock, reprend, prolonge et élargit la réflexion de Vernadsky, en postulant que la vie sur Terre a toujours été capable, depuis son apparition très précoce (sans doute il y a quatre milliards d’années, selon les dernières recherches), de maintenir des conditions physico-chimiques globales, nécessaires à sa survie. Si la théorie de Gaïa reste si discutée et controversée, bien que son influence se soit considérablement étendue au fil du temps, c’est parce que certains y voient l'introduction d'un principe finaliste gênant, censé guider le sens de l'évolution vers un but prédéfini, tandis que d'autres pointent le fait que cette hypothèse est difficilement compatible avec le mécanisme de sélection naturelle, clé de la théorie de l’évolution. Mais ces objections ont été largement dissipées par Lovelock lui-même, qui se défend de tout finalisme caché et invoque la capacité largement sous-estimée d’auto-organisation vers toujours plus de complexité de notre planète, ce processus culminant avec l’apparition de la conscience réflexive propre à l’espèce humaine. Par ailleurs, des travaux récents ont montré l’existence de mécanismes évolutifs qui peuvent sélectionner les rétroactions négatives à l'échelle mondiale, ce qui conforte l’hypothèse Gaia.
Ces trois scientifiques rappellent également que l’on peut trouver dans le génial essai du grand physicien autrichien Erwin Schrodinger (l’un des pères de la physique quantique), intitulé, "Qu’est-ce que la vie ?" (1944), les fondements conceptuels qui conduiront à l’enrichissement de la biologie par l’apport de la cybernétique et de la théorie de l’information, puis au long travail théorique de Lovelock, jusqu’à son hypothèse Gaia. Dans son essai très dense et plein de propositions audacieuses pour l’époque, Schrödinger souligne que de nombreuses lois physiques applicables à une échelle donnée résultent d'un chaos à une échelle plus réduite. Ce principe deviendra célèbre en cybernétique sous le nom "d'ordre issu du désordre". Selon Schrödinger, les êtres vivants possèdent cette extraordinaire et irréductible propriété leur permettant de résister temporairement (le temps de leur existence) au principe d’entropie (qui veut que tout système organisé tende irrémédiablement vers le désordre) et même d’utiliser à leur profit cette entropie pour se complexifier et accroître leur capacité d’action sur leur milieu.
En s’appuyant sur les travaux de Schrödinger et de Lovelock, ces scientifiques postulent que cette intelligence planétaire est une propriété collective émergente des sous-systèmes composant la biosphère, qui induit à son tour de nouveaux comportements sur les individus. Il y aurait donc, selon cette hypothèse, l'émergence successive, à différentes échelles d’espace et de temps, d’un processus cognitif et réflexif en cascade, non réductible à la somme de ses composants, et conduisant à une organisation toujours plus complexe et riche en informations, de la matière à la vie, et de la cellule à la planète entière.
L’article conclut en soulignant que l’une des leçons de l'Anthropocène réside dans la nécessité vitale pour nos sociétés humaines de développer des boucles de rétroaction régulatrices globales à travers l'ensemble des systèmes planétaires en interaction. Face au défi de civilisation immense que représente le changement climatique, les auteurs appellent à une prise de conscience collective de l’existence et du rôle de l’intelligence planétaire, qui n’est pas extérieure à nous, mais consubstantielle à notre action.
Si la transition de notre espèce vers cette intelligence planétaire suppose la mise en œuvre de moyens scientifiques et techniques adaptés, elle relève, en dernière analyse, d’un impératif moral absolu qui s’inscrit dans le cadre de la longue évolution du vivant, dont elle constitue une nouvelle étape pouvant se définir comme l’apparition d’une conscience collective commune à toute l’Humanité, et inscrivant notre destin et notre avenir dans la reconnaissance et la construction lucides d’une expansion cognitive qui relie matière, vie, pensée Terre et Cosmos…
René TRÉGOUËT
Sénateur honoraire
Fondateur du Groupe de Prospective du Sénat
e-mail : tregouet@gmail.com
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La fibrillation auriculaire ou atriale est le plus fréquent des troubles du rythme cardiaque. Il touche 410 personnes sur 100 000 en France. Il est donc courant que des patients soient opérés pour des troubles de ce type. Afin d’assister les cardiologues dans leur mission, une technologie basée sur l’intelligence artificielle est actuellement testée au Pôle Santé République de Clermont-Ferrand. Mélanie Reist, ingénieure de la société Volta Medical qui développe ce produit, explique : « C’est un logiciel basé sur l’intelligence artificielle qui permet de détecter, au bloc opératoire, des signaux intra cardiaques pathologiques chez les patients, au niveau des oreillettes. L’algorithme a été entraîné avec une base de données de centaines de milliers de signaux annotés par des médecins experts dans l’analyse visuelle. Le système permet de reproduire l’expertise visuelle des médecins ».
Jeudi 3 mars, un patient atteint de fibrillation atriale est opéré au Pôle Santé. Antoine Roux, cardiologue interventionnel, explique ce dont souffre ce malade : « On traite un problème de rythme cardiaque. C’est un rythme anormal qu’on appelle une arythmie. Plus précisément, c’est la fibrillation auriculaire. Cette maladie correspond à une désorganisation du rythme cardiaque du patient qui va avoir un rythme trop rapide ou irrégulier. Ça va occasionner de multiples gênes pour le patient. » Cet état nécessite une intervention : « On va essayer de supprimer cette arythmie, ce rythme anormalement élevé en inhibant les petites zones à l’intérieur du cœur qui donnent cette arythmie. Ces zones ont acquis une activité électrique anormalement élevée. Ce sont de petits orages électriques avec des décharges électriques très rapides qui prennent leur source à des endroits bien précis. Pour guérir les patients, il faut localiser précisément toutes ces zones d’orage électrique pour les inhiber les unes après les autres. Si on arrive à toutes les localiser et à toutes les inhiber, le patient sera guéri », explique le docteur Roux.
Ce patient fait partie de l’étude Volta Medical. Le logiciel va donc être utilisé pour repérer, lors de l’opération, les zones à traiter dans le cœur du patient : « Le système intervient durant la phase de cartographie, la première phase de l’opération. On va cibler les zones qui sont pathologiques grâce au système. Lorsqu’on passe le cathéter de cartographie dans l’oreillette du patient, en fonction des signaux qui vont être détectés, le système va s’allumer. Ces zones-là, qui s’allument soit en orange soit en rouge, vont être taguées sur le système de cartographie et ce sont ces zones qui vont être cautérisées durant la phase d’ablation », explique Mélanie Reist.
En plus de l’écran qui donne au cardiologue les constantes du patient et qui lui permet de visualiser son cœur, le praticien dispose d’un autre outil : « L’écran se situe près du médecin. Le médecin regarde les signaux en temps réel sur l’écran. Une fois détecté, des points apparaissent sur le système de cartographie. Il y a un son qui l’indique au médecin, s’il ne l’a pas vu. Le médecin donne les numéros des électrodes du cathéter à l’ingénieur de cartographie ».
Ce cartographe du cœur s’appelle Grégory Viallon. Il explique : « Il faut intégrer le système Volta dans notre travail mais en termes de technicité, c’est juste une manière différente de travailler. On va aller brûler certaines zones qu’on n’aurait sûrement pas cautérisées sans le système Volta ». Voici, en images, le déroulé de l'intervention : En effet, la technique traditionnelle implique de cautériser les cellules autour des veines pulmonaires. Avec l’intelligence artificielle, de nouveaux foyers sont identifiés et cautérisés.
« Les outils actuels comportent des cartographies cardiaques nous aidant à enregistrer l’activité électrique à l’intérieur du cœur et à déterminer où se situent ces petits orages électriques responsables de l’arythmie du patient. Cette intervention existe depuis une vingtaine d’années. L’apport du système Volta est de cartographier plus précisément ces zones d’orage électrique pour les cautériser ensuite. L’intelligence artificielle permet d’affiner la connaissance des zones responsables de l’arythmie et faire le tri entre les zones relativement saines où la cautérisation n’aura pas d’effet pour le patient et les zones réellement malades », se félicite le docteur Roux.
Ce cardiologue est pleinement convaincu que le système d’intelligence artificielle représente une vraie chance pour ses patients : « On a vraiment le sentiment qu’on arrive à guérir de façon plus efficace nos malades et avec un taux de guérison plus élevé. Pour l’instant, le système Volta est dans une phase d’étude finale, par conséquent, tous les patients à qui on a pu faire profiter de ce système ont un taux de guérison supérieur aux autres. Les statistiques sont en cours et, dans un an et demi environ, viendront confirmer ce sentiment qu’on a mais, ne pas l’utiliser est parfois frustrant parce qu’on a le sentiment de moins bien soigner nos malades ».
Au total, sur le Pôle Santé République, une vingtaine de patients ont été inclus à l’étude, dont la moitié a bénéficié de ce dispositif médical : « C’est une étude clinique internationale randomisée. On a prévu d’inclure 374 patients : 50 % qui auront un traitement avec la technique Volta et 50 % des patients qui seront traités de manière conventionnelle. Il y a 11 centres en France », détaille l’ingénieure Mélanie Reist.
Des études sont également en cours dans des centres médicaux à Marseille, Nice, Toulouse, Lyon, Strasbourg, Nancy, Massy, Saint-Denis, Nantes, et près de Lille. La population cible de Volta Medical : les patients ayant une fibrillation atriale persistante, entre 3 mois et 5 ans. Entre 40 et 50 % des malades recevant le traitement classique récidivent, selon l’ingénieure : « On a de bons retours des médecins de l’étude clinique, c’est assez prometteur ». Selon Mélanie Reist, Volta est seule à proposer des techniques faisant appel à l’intelligence artificielle dans le domaine de la fibrillation atriale, c'est donc un marché important qui pourrait s'offrir à cette société. Cette maladie provoque de nombreux symptômes chez les patients, allant de la simple palpitation ou de l’essoufflement au moindre effort à une fatigue permanente, et jusqu’à une insuffisance cardiaque.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
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Des ingénieurs en charge du projet Scope-M sont parvenus à transmettre avec un émetteur d’énergie par micro-ondes de l’énergie avec une puissance de 1,6 kW par les airs à un kilomètre de distance. Le projet a été mené par une équipe du Laboratoire de recherche navale de l’armée des États-Unis.
L’objectif qui leur avait été donné par le Pentagone était le suivant : transmettre de l’énergie avec une puissance de 1 kW sur une distance d’un kilomètre par le biais d’un faisceau micro-ondes. Les chercheurs affirment que l’expérience a réussi au-delà de leurs espérances, puisqu’un pic de puissance à 1,6 kW, soit 60 % de plus que l’objectif, a été mesuré. L’équipe présente cette réussite comme « la démonstration de transmission de puissance la plus importante en près de 50 ans ».
Le projet se nomme Safe and Continuous Power bEaming – Microwave, ou SCOPE-M. Il est basé sur un principe qui est loin d’être nouveau : la conversion d’ondes électromagnétiques en courant continu grâce à des antennes appelées "rectennas". L’US Navy précise d’ailleurs qu’une expérience d’une envergure similaire avait été menée dans les années 1970.
Les scientifiques ont en effet choisi d’utiliser une longueur d’onde de 10 gigahertz. Celle-ci appartient à la fenêtre des "micro-ondes", qui présente plusieurs avantages dans ce genre de cadre. « Vous ne pouvez pas utiliser une fréquence trop élevée, car elle peut commencer à perdre de la puissance dans l’atmosphère », explique ainsi Christopher Rodenbeck, chercheur principal. « Le 10 GHz est un excellent choix, car la technologie des composants est bon marché et mature. Même en cas de forte pluie, la perte de puissance est inférieure à 5 % ». Elle présente aussi l’avantage de respecter les normes de sécurité internationales standards. « En tant qu’ingénieurs, nous développons des systèmes qui ne dépasseront pas ces limites de sécurité », affirme Paul Jaffe. « Cela signifie que c’est sans danger pour les oiseaux, les animaux et les gens ».
Le fonctionnement de cette "transmission sans fil" d’électricité est le suivant. L’électricité est convertie en micro-ondes, qui sont ensuite focalisées via un faisceau étroit sur un récepteur. Ce récepteur est lui-même composé de ce qu’on appelle des éléments rectenna, qui reconvertissent les ondes en courant continu. « SCOPE-M est constitué de dizaines de milliers d’antennes X-band (ndlr : une bande de fréquences dans la région radio micro-ondes du spectre électromagnétique). Chacune de ces antennes est connectée à une petite diode redresseuse qui convertit la puissance micro-onde incidente en puissance électrique continue », expliquent les chercheurs.
Le faisceau a été testé à deux endroits différents, dans le Maryland et dans le Massachusetts, au MIT. Cette technologie pourrait, selon les scientifiques, être un jour utilisée pour transmettre de l’énergie sur Terre ou à partir de grandes centrales solaires orbitales pour fournir de l’électricité aux réseaux nationaux 24 heures sur 24, 365 jours par an.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
New Atlas
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Chauffer les maisons, propulser les véhicules, alimenter l’industrie métallurgique et les data centers… Comment répondre aujourd’hui à la vaste demande en énergie de l’humanité ? De nombreuses pistes sont explorées pour trouver de nouvelles sources ou améliorer les caractéristiques de celles que nous utilisons déjà. Parmi elles, l’énergie solaire offre de multiples atouts. Un des grands défis de cette filière est d’atteindre des rendements élevés. Dans ce domaine, les cellules photovoltaïques à pérovskite ont connu une évolution foudroyante. Malheureusement, en passant de dispositifs de laboratoire à des équipements pour un usage commercial, le changement d’échelle s’accompagne d’un effondrement du rendement.
En effet, dans l’électrode (souvent du dioxyde de titane) qui collecte les électrons produits lorsque la lumière interagit avec la cellule photovoltaïque, la mobilité des particules est faible et la conversion en courant est dès lors moins efficace. L’équipe de Michael Grätzel, de l’EPFL (l’École polytechnique fédérale de Lausanne), et de Dong Suk Kim, de l’Institut coréen de recherche sur l’énergie, propose de remplacer ces électrodes par une fine couche de boîtes quantiques (quantum dots).
Grâce à leurs performances élevées, les cellules à pérovskite suscitent un grand intérêt. Elles sont formées de matériaux dont la structure cristalline est la même que celle du titanate de calcium (CaTiO3), aussi nommé "pérovskite". De façon générale, les pérovskites sont constituées d’un assemblage hybride d’un composé organique et d’un halogénure de métal (un métal et un halogène). Or, en 2009, le chercheur japonais Tsutomu Miyasaka a découvert que les pérovskites ont des propriétés photovoltaïques intéressantes. Son premier dispositif avait un rendement de 3,8 % (le rapport de la puissance électrique produite et de la puissance lumineuse reçue). Mais dès 2012, une équipe de l’Université d’Oxford atteint 10 %. L’année suivante, Michael Grätzel et ses collègues ont franchi le cap des 15 %. En 2021, le rendement a dépassé 25 %. Les cellules à pérovskite ont donc un rendement supérieur à celles plus classiques au silicium. En outre, leur fabrication est peu coûteuse.
Leur déploiement commercial est cependant freiné par un obstacle technique. Comme la mobilité des électrons est faible dans les électrodes de dioxyde de titane, le rendement diminue quand la taille des composants augmente, car les électrons ont alors le temps de se recombiner avec les atomes de pérovskite. L’équipe de Michael Grätzel a trouvé une solution pour améliorer le rendement. Elle repose sur le principe des boîtes quantiques.
Il s’agit de nanostructures semi-conductrices, qui permettent de confiner un électron comme dans un atome. Les boîtes quantiques sont souvent qualifiées d’"atomes artificiels". Comme pour les niveaux d’énergie d’un atome, les lois de la mécanique quantique indiquent alors comment ces boîtes interagissent avec la lumière. Simplement en contrôlant leur taille, il est possible de les faire émettre un rayonnement à des longueurs d’onde spécifiques. Les applications sont nombreuses : imagerie médicale, diodes émettrices de lumière, mais aussi cellules photovoltaïques. Dans ce dernier cas, les boîtes quantiques se substituent au silicium ou aux pérovskites et captent la lumière du soleil.
Dans le dispositif de Michael Grätzel, l’électrode de dioxyde de titane est remplacée par une couche d’acide polyacrylique (un gel de polymère) contenant des boîtes quantiques de dioxyde d’étain (SnO2). Les chercheurs ont constaté que la capacité de capture de la lumière était augmentée et la recombinaison des électrons avec la pérovskite était diminuée de 80 %. Ils ont ensuite mesuré un rendement de 25,7 % pour une cellule de 0,08 centimètre carré. En augmentant la taille, la perte de performance est limitée : un rendement à 20,6 % pour une cellule de 64 centimètres carrés.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
Pour La Science
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Terre |
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Sciences de la Terre, Environnement et Climat
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Habitués depuis des millénaires à survivre dans un environnement extrême et pauvre en nutriments, les écosystèmes des ruisseaux glaciers sont aujourd'hui transformés par le changement climatique à un rythme sans précédent. C’est ce qu’affirment les scientifiques du Laboratoire de recherche en écosystèmes fluviaux (RIVER) de l’EPFL dans deux publications. Les deux études ont été réalisées en collaboration avec le Luxembourg Centre for Systems Biomedicine (LCSB) de l’Université du Luxembourg et l’Université de sciences et technologies du Roi Abdullah. La première étude met en évidence la diversité et les stratégies d'adaptation du microbiome dans les cours d'eau alimentés par les glaciers, tandis que la seconde révèle que la décomposition de la matière organique dans ces ruisseaux s'accélère et que la structure du microbiome se modifie avec le recul des glaciers. À mesure que la décomposition de la matière organique s'accélère, ces cours d'eau pourraient donc devenir de plus en plus importants.
Le changement climatique allonge la durée du printemps et de l’automne aux pieds des glaciers. Selon la première étude publiée dans Nature Communications, ce changement a des répercussions majeures sur le microbiome de l'écosystème, qui jusqu'à présent s'apparentait à une "oasis verte" pendant les courtes périodes du printemps et de l'automne. À l'avenir, le microbiome des ruisseaux glaciers pourrait se transformer en une "forêt". « Ces saisons sont d'importantes ‘fenêtres d'opportunité’ écologiques pour ces cours d'eau, car les conditions environnementales sont alors moins dures », explique le professeur Tom Battin, responsable du laboratoire RIVER et auteur correspondant des deux publications. « Cela permet aux producteurs primaires de proliférer et de constituer la base énergétique de la chaîne alimentaire microbienne ».
Outre cette découverte, les scientifiques ont ouvert ce qui était jusqu'ici une boîte noire : le microbiome situé à l'intérieur de ces écosystèmes. Ils comprennent mieux désormais comment les différents micro-organismes se font concurrence ou s'entraident pour survivre dans un environnement aussi pauvre en nutriments, avec une alternance de périodes de gel et de fonte et de fortes radiations UV.
Les scientifiques ont mis en évidence pour la première fois les interactions métaboliques potentielles entre les algues et les bactéries, et montré que les biofilms, les mousses attachées aux rochers des ruisseaux, sont très autonomes, car ils peuvent recycler leurs flux d'alimentation. Une adaptation importante qui leur permet de survivre dans un écosystème pauvre en énergie. « Les scientifiques de notre domaine ont tendance à considérer les biofilms comme des mégapoles gluantes, car ils abritent des millions de résidents microbiens tout en restant attachés aux rochers.
Nous avons pu observer comment les différentes espèces travaillent ensemble pour survivre », résume Tom Battin. L'équipe du Laboratoire RIVER a également fait d'autres découvertes cruciales, notamment un virome d'une richesse inattendue et des caractéristiques génomiques qui pourraient expliquer comment les bactéries sont capables de se protéger des températures glaciaires.
Dans la seconde étude, parue dans Global Change Biology, les scientifiques ont constaté que la matière organique de 101 ruisseaux glaciers observés dans le monde entier se décompose plus rapidement à mesure que les glaciers se retirent. Parallèlement, ils ont pu associer ce processus écosystémique à des composants distincts du microbiome. « Nous pouvons nous attendre à ce que la chaîne alimentaire de ces cours d’eau devienne plus verte à l'avenir, la production primaire devenant plus importante », indique Tom Battin. « Avec ce changement, certaines espèces microbiennes peuvent disparaître, d'autres prospérer. Il y aura donc un changement sur toute la chaîne alimentaire ». La conclusion principale de cette étude souligne que plus les glaciers se retirent, plus leurs cours d'eau risquent de devenir d’importantes sources naturelles de CO2 dans l'atmosphère.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
EPFL
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Vivant |
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Santé, Médecine et Sciences du Vivant
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Une étude clinique réalisée par l'Université Queen Mary de Londres et le Barts Health NHS Trust, a montré qu’un médicament expérimental contre l'hypertension artérielle pourrait bientôt remplacer les pilules quotidiennes. Administré sous forme d'injection semestrielle, il améliorerait fortement le quotidien des malades.
L'hypertension artérielle est une pathologie cardiovasculaire fréquente : en France, un adulte sur 3 serait touché. Pour lutter contre la maladie, des inhibiteurs de l'ECA (Altace, Capoten, Vasotec, Monopril…) sont généralement prescrits. Le problème ? Ils doivent être pris tous les jours, à heure régulière. Un traitement très contraignant, qui entraîne des problèmes d'observance et donc d'efficacité de la prise en charge. Mais ces pilules quotidiennes pourraient bientôt être remplacées par un médicament injectable d’un nouveau genre : le "Zilebesiran".
Fabriqué par la société biopharmaceutique Alnylam Pharmaceuticals, ce traitement cible une protéine appelée angiotensinogène, produite par le foie et impliquée dans la régulation de la pression artérielle. En clair, il agit en réduisant l'hormone qui provoque la vasoconstriction. Administré seulement deux fois par an, il pourrait remplacer définitivement la prise de pilules quotidiennes.
Alors qu’un premier essai s’est déjà révélé concluant, l'Université Queen Mary de Londres (QMUL) étudie encore les effets du traitement. L’étude en cours a pour objectif d’examiner la "sécurité des injections et leur efficacité" chez les patients souffrant d'hypertension légère à modérée. Au total, 630 patients seront analysés. « Nous sommes ravis de tester cette approche de recherche unique en son genre (…). Nous n'en sommes qu'au début, mais notre espoir ultime est que le traitement se révèle être une solution pratique, sûre et plus gérable pour lutter contre l'hypertension artérielle », a déclaré le Docteur Manish Saxena, responsable de l'étude et directeur clinique adjoint chez QMUL. Le traitement semestriel constituerait, selon les experts, « une meilleure alternative à la prise quotidienne de médicaments ». Une bonne nouvelle pour tous les patients.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
QMUL
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À première vue, les anémones de mer et les humains n’ont absolument rien de similaire. Pourtant, une récente étude, conduite par une équipe américano-mexicaine, a révélé l’existence d’un gène essentiel en commun. Plus précisément, l’anémone de mer étoilée (Nematostella vectensis) possède le gène pou-iv. Celui-ci joue un rôle dans le développement des capacités sensorielles de ses tentacules. Or, ce même gène est également présent chez l’humain dans le développement de l’ouïe.
Tout d’abord, les scientifiques de l’Université de l’Arkansas (États-Unis) et de l’Institut polytechnique national du Mexique ont tenté d’observer si pou-iv était bien présent chez les anémones de mer. Ensuite, ils ont cherché à comprendre son rôle. Pour ce faire, ils ont modifié des œufs fécondés en éliminant le gène afin d’étudier le comportement des anémones mutantes. Selon les résultats, les anémones mutantes ont développé leurs cellules ciliées tentaculaires de manière anormale. En effet, elles ne fournissaient aucune réponse au toucher. Ainsi, l’absence de pou-iv a rendu les anémones incapables de détecter les stimulus.
« Cette étude est passionnante, car elle a non seulement ouvert un nouveau champ de recherche sur la façon dont la mécanosensation se développe et fonctionne dans une anémone de mer. Elle nous informe également que les éléments constitutifs de notre sens de l’ouïe ont d’anciennes racines évolutives remontant à des centaines de millions d’années, dans le Précambrien », a déclaré Nagayasu Nakanishi de l’Université de l’Arkansas.
Le gène pou-iv est bien connu de l’espèce humaine puisqu’il est également essentiel dans le développement de ses cellules ciliées. Pour les humains, ces récepteurs sensoriels du système auditif peuvent détecter les stimulus mécaniques, autrement dit les vibrations qu’ils perçoivent comme des sons. Pour l’anémone de mer, le gène en question développe également les cellules ciliées, mais ces dernières se trouvent sur les tentacules et présentent cette fois une fonction de détection de mouvements.
Les chercheurs ont rappelé que le gène pou-iv a traversé les âges et les branches de l’évolution depuis plus de 600 millions d’années. Il se retrouve aujourd’hui chez les bilatériens (Bilateria) formant un des plus grands clades des métazoaires, un groupe d’organisme désignant les animaux. Les bilatériens, dont font partie les humains, se caractérisent par une symétrie bilatérale. Le gène se retrouve donc également chez les Cnidaria, un groupe d’animaux aquatiques auquel appartient l’anémone de mer, notamment caractérisés par une symétrie radiale…
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
eLife
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Des scientifiques israéliens ont publié une nouvelle théorie audacieuse sur la façon dont le cerveau apprend, et affirment qu’elle pourrait ouvrir de nouvelles possibilités pour traiter les maladies dégénératives – et pour augmenter la puissance des ordinateurs. Cette recherche a fait l’objet d’un « examen par les pairs », ce qui signifie qu’elle a été analysée de près et jugée digne d’être publiée par des experts indépendants.
L’étude suggère que, bien que l’on pense généralement que la majeure partie de l’apprentissage du cerveau se fait dans les synapses, une grande partie de l’apprentissage se fait en réalité dans une autre partie des neurones – dans les dendrites. Les synapses sont les petits espaces entre deux neurones, où les impulsions nerveuses sont relayées, tandis que les dendrites sont des extensions des cellules nerveuses.
Le professeur Ido Kanter, de l’Université Bar-Ilan, qui a dirigé les recherches, lesquelles ont nécessité des années d’études sur des animaux, a déclaré que cette découverte était "passionnante" car les laboratoires pharmaceutiques peuvent l’utiliser pour mettre au point de nouveaux types de traitements contre les maladies dégénératives, telles que les maladies d’Alzheimer et de Parkinson. Il a ajouté qu’en se concentrant sur le renforcement de la capacité des dendrites, de tels nouveaux traitements pourraient voir le jour.
« Aujourd’hui, la plupart des recherches sur les médicaments se concentrent sur les synapses, mais si une partie d’entre elles commence à se concentrer sur les dendrites, nous aurons alors l’occasion d’ouvrir de nouvelles possibilités dans le développement des médicaments à la lumière de nos résultats », a commenté Kanter.
Selon M. Kanter, l’une des raisons pour lesquelles cette découverte est importante est que les dendrites consomment beaucoup moins d’énergie que les synapses. L’étude et la compréhension de la manière dont elles permettent l’apprentissage aideront l’informatique, ainsi que la médecine, a-t-il prédit.
Au cours des 70 dernières années, l’apprentissage automatique s’est appuyé sur l’idée que l’apprentissage du cerveau se fait en modifiant la force des synapses, en suivant l’activité relative des neurones qui les connectent.
« L’apprentissage par les dendrites est beaucoup plus efficace que le fonctionnement des synapses, ce qui contribue à expliquer pourquoi le cerveau est beaucoup plus lent que les ordinateurs, mais peut en fait en faire beaucoup plus à certains égards ».
« Si nous comprenons mieux l’apprentissage par les dendrites, je pense que cela nous permettra d’imiter sa nature très efficace dans le domaine de l’intelligence artificielle », a-t-il déclaré. « Cela pourrait ouvrir la voie à des ordinateurs beaucoup plus puissants qui travaillent beaucoup plus vite et analysent beaucoup plus de données en un temps limité. Il n’y a pas de limites ».
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
Nature
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Des scientifiques de l’EPFL ont mené une vaste étude sur une mutation récemment découverte et capable de fournir de nouvelles données à propos de la base moléculaire de la formation d’une famille de pathologies parmi lesquelles la démence à corps de Lewy et la maladie de Parkinson. La maladie de Parkinson et la démence à corps de Lewy appartiennent à une famille de troubles neurodégénératifs appelés synucléinopathies car elles sont dues à l’accumulation pathologique de la protéine alpha-synucléine dans des structures appelées corps de Lewy et neurites de Lewy dans le cerveau.
Dans un cerveau sain, l’alpha-synucléine se trouve dans les synapses comme protéines distinctes appelées monomères. Mais diverses mutations du gène qui code l’alpha-synucléine peuvent amener la protéine à s’agglutiner et à former des oligomères plus grands et des fibrilles encore plus grandes. Des scientifiques ont identifié et cartographié beaucoup de mutations du gène de l’alpha-synucléine qui entraînent les synucléinopathies. De nombreuses études, dont les travaux du laboratoire de Hilal Lashuel, montrent que les mutations peuvent aussi agir par des mécanismes distincts, aboutissant à la même pathologie. L’étude de ces mutations, bien qu’elles soient rares, a permis de faire des découvertes importantes et d’identifier différents mécanismes qui contribuent à la neurodégénérescence et au développement de la maladie de Parkinson.
Toutefois, en 2020, une étude a montré une nouvelle mutation du gène de l’alpha-synucléine chez un patient atteint de démence à corps de Lewy et d’une dégénérescence atypique des lobes frontaux et temporaux. La mutation remplace l’acide aminé glutamate (E) par une glutamine (Q) à la 83e position de la séquence d’acides aminés de la protéine, ce qui explique pourquoi la mutation est appelée E83Q. Cette mutation se distingue de toutes les mutations précédemment identifiées car elle se trouve au milieu du domaine qui régule les fonctions normales de l’alpha-synucléine (interaction avec les membranes) et qui entraîne l’initiation de l’agrégation et de la formation de la pathologie.
« J’ai été intrigué par la position unique de cette mutation et par le fait que le porteur de la mutation E83Q présentait une pathologie à corps de Lewy sévère dans les régions corticales et hippocampiques du cerveau plutôt que dans la substantia nigra habituelle, qui tend à être principalement touchée par la maladie de Parkinson », explique Hilal Lashuel de la Faculté des sciences de la vie de l’EPFL.
Il ajoute : « Ces observations suggèrent que la nouvelle mutation pourrait influencer la structure, l’agrégation et la pathogénicité de l’alpha-synucléine par des mécanismes distincts de ceux des autres mutations. Elles pourraient nous aider à découvrir de nouveaux mécanismes liant l’alpha-synucléine à la neurodégénérescence et à la formation de pathologies dans la maladie de Parkinson ».
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
EPFL
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Cette équipe de neurologues de l’Université Johns Hopkins (Baltimore) identifie une fenêtre possible et prometteuse de traitement de la sclérose latérale amyotrophique (SLA), une maladie neurodégénérative qui aboutit à l’incapacité physique et au décès. Les scientifiques décryptent, dans les Actes de l’Académie des Sciences américaine (PNAS), un mécanisme par lequel les astrocytes induisent la mort des motoneurones. Des inhibiteurs, déjà en cours de développement, pourraient bloquer ce processus et freiner ainsi la progression de la maladie.
La sclérose latérale amyotrophique (SLA) est une maladie neurodégénérative qui affaiblit les muscles au fil du temps, affectant la fonction physique et entraînant finalement la mort. Il n'y a pas de cause unique à la maladie et aucun traitement curatif connu. La SLA "sporadique" ou non héréditaire représente environ 90 % des cas, 10 % des cas donc sont dus à des mutations génétiques connues. Avec ces travaux, les chercheurs de Johns Hopkins Medicine identifient une fenêtre d'opportunité pour cibler les anomalies des astrocytes, le type de cellules du système nerveux central qui soutiennent le métabolisme des neurones et permettent la signalisation.
L'équipe de recherche fait l’hypothèse ici que les astrocytes sont activement impliqués dans la mort des motoneurones, qui sont des cellules du cerveau et de la moelle épinière qui permettent aux gens de bouger, de parler, d'avaler et de respirer. « Un dysfonctionnement des astrocytes est constaté juste après l'apparition des symptômes, chez les patients atteints de SLA », explique l’auteur principal, le Docteur Nicholas Maragakis, professeur de neurologie à la Johns Hopkins. « Nous avons donc cherché à cibler des anomalies dans les astrocytes pour traiter la SLA ».
Les chercheurs analysent des tissus du cerveau et de la moelle épinière de patients atteints de SLA. Ils observent qu'une protéine astrocyte particulière, la connexine 43, agit comme un interrupteur ouvert qui envoie des facteurs toxiques aux motoneurones depuis les astrocytes. Ce canal est tout particulièrement actif chez les patients atteints de SLA qui ont des antécédents familiaux mais également chez les patients qui ont développé la forme sporadique de la maladie.
La culture de lignées de cellules souches de patients atteints de SLA spécialisées en astrocytes révèle que ces astrocytes induisent la mort des motoneurones via des hémicanaux ou protéines qui fournissent des voies pour le transport de molécules entre les cellules. Ces protéines particulières, dont la connexine 43, sont retrouvées à un niveau élevé dans le liquide céphalo-rachidien des patients atteints de SLA et pourraient constituer un biomarqueur important de la maladie.
Des molécules sont déjà en cours de développement qui pourraient bloquer ces hémicanaux : un médicament, le tonabersat, développé à l'origine pour le traitement de la migraine et de l'épilepsie, apparaît efficace à bloquer la mort des motoneurones induite par les astrocytes dans les lignées de cellules souches humaines et les modèles animaux de la SLA. L’étude confirme ainsi le rôle clé des astrocytes dans la progression de la SLA et identifie une nouvelle cible, connexine 43, présente dans les "astrocytes de la SLA".
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
PNAS
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Une nouvelle étude portant sur un groupe de personnes âgées de plus de 70 ans démontre que la vitamine D, les oméga-3 et de l’exercice physique permettent une réduction du risque de cancer de 61 %. Cette étude a soumis un groupe de personnes âgées de 75 ans en moyenne, à de l’exercice physique simple, réalisé à domicile, associé à la prise de vitamine D et d’oméga 3.
Pour réaliser ce travail, les auteurs ont étudié un groupe de volontaires composé de 2157 participants issus de cinq pays européens (Suisse, France, Allemagne, Autriche et Portugal), pendant cinq ans, entre décembre 2012 et décembre 2017.
Les participants ont ensuite été répartis en huit groupes différents pour tester les avantages individuels et combinés des différents éléments.
Le premier groupe a reçu 2 000 UI par jour de vitamine D3, 1 g par jour d'oméga-3 et a suivi trois fois par semaine les séances d’exercices musculaires. Le groupe deux n’a pas suivi d’entraînement physique mais a reçu les vitamines ; le groupe 3 n’a pas reçu d’oméga 3 mais a eu vitamine D et exercices ; le groupe 4 n’a pas reçu de vitamine D mais a eu oméga 3 et exercices ; le groupe 5 pour sa part a pris de la vitamine D3 seule ; le groupe 6 a pris seulement des oméga 3 ; le groupe 7 n’a réalisé que les exercices physiques ; le huitième groupe a reçu un placebo.
Pendant la durée de l’étude, les volontaires ont été suivis par appels téléphoniques tous les trois mois et ont subi différents examens de santé. Dans leurs conclusions, le premier groupe, ayant cumulé oméga 3, vitamine D et exercice physique, voit son risque de développer un cancer diminuer de 61 %. Les deux premiers groupes ont aussi montré un léger bénéfice, mais c’est le cumul des trois qui a montré les meilleurs résultats.
Les auteurs expliquent que pris individuellement, les oméga 3, la vitamine D et le sport présentent des vertus pour lutter contre l’apparition de cancers. Ce que confirme le Docteur Christophe De Jaeger, physiologiste et membre du comité d’experts de Doctissimo : « Des études ont déjà démontré les vertus de l’activité sportive, qui diminuerait de 50 % le risque de cancer. En ajoutant les oméga 3 et la vitamine D, il est possible que cela augmente ce chiffre ».
« Il s'agit du premier essai contrôlé randomisé à montrer que la combinaison quotidienne de vitamine D3, de compléments d’oméga-3 marins et d'un simple programme d'exercices à domicile peut être efficace dans la prévention du cancer invasif chez les adultes généralement en bonne santé et actifs âgés de 70 ans et plus », a expliqué le Docteur Heike Bischoff-Ferrari.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
Frontiers In Aging
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Une équipe de la Rice University (Houston) a mis au point des implants qui sont capables d'éradiquer le cancer de l'ovaire et colorectal chez la souris, en seulement quelques jours. Un tout nouveau type d’immunothérapie, présenté dans la revue Science Advances, pour lequel les essais cliniques sont imminents.
L’auteur principal, Omid Veiseh, bio-ingénieur à l'Université Rice, a développé ces implants en forme de billes contenant l’immunothérapie. L’équipe apporte ici une première preuve de concept d’efficacité de ces implants à éradiquer le cancer de l'ovaire et du côlon chez la souris en moins de 6 jours.
Un implant en forme de bille : les chercheurs ont utilisé une plate-forme de production de médicaments implantables de la taille d'une tête d'épingle, ces implants étant capables de délivrer en continu des doses élevées d'interleukine-2, un composé naturel qui active les globules blancs dans la lutte contre le cancer. Ces implants peuvent être implantés par chirurgie mini-invasive. Chaque implant contient des cellules conçues pour produire l'interleukine-2 enfermées dans une coque protectrice.
Une preuve de concept in vivo : chez la souris, le traitement s’avère redoutablement efficace, au point d’éradiquer la tumeur en quelques jours. Les chercheurs ont placé les implants à côté des tumeurs et dans le péritoine, une sorte de sac qui soutient les intestins, les ovaires et d'autres organes abdominaux. Le placement dans cette cavité permet en effet de concentrer l'interleukine-2 à proximité des tumeurs et de limiter l'exposition des tissus sains ailleurs. L'interleukine-2 est une cytokine, une protéine utilisée par le système immunitaire pour reconnaître et combattre les maladies. « Une fois que nous avons pu déterminer la bonne dose ou le bon nombre d’implants dont nous avons besoin, nous sommes capables d’éradiquer les tumeurs chez 100 % des animaux modèles de cancer de l'ovaire et chez 90 % des animaux modèles de cancer colorectal ».
Des essais cliniques sans tarder : les chercheurs espèrent pouvoir commencer les essais cliniques dès l’automne prochain (2022). Les composants choisis ont tous été démontrés comme sûrs pour une utilisation chez l'Homme, ce qui pourrait, en cas de validation par les tests, permettre un passage plus rapide en pratique clinique.
« Un des défis majeurs dans le domaine de l'immunothérapie est d'augmenter l'immunité antitumorale tout en évitant les effets secondaires systémiques des cytokines et d'autres médicaments pro-inflammatoires », précise l’un des co-auteurs, le Docteur Amir Jazaeri, professeur d'oncologie gynécologique au MD Anderson : « Ici, nous démontrons que ces implants permettent une administration locale et régulée d'interleukine-2 qui induit l’éradication des tumeurs chez des souris, modèles de plusieurs types de cancers. Cela justifie le lancement de prochains essais cliniques ».Avec de nombreuses applications à la clé, car la même approche pourrait être appliquée pour traiter les cancers du pancréas, du foie, des poumons et d'autres organes.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
Science
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Le bon cholestérol ou lipoprotéine de haute densité (HDL) est essentiel à la santé. Pourtant, l’impact du HDL sur le cerveau n’est pas entièrement compris. La maladie d’Alzheimer est un trouble qui affecte la capacité des personnes à penser et à fonctionner dans la vie quotidienne. Les chercheurs s’efforcent toujours de mettre au point des traitements et de comprendre cette maladie. Une étude récente suggère que des niveaux plus élevés de petites lipoprotéines de haute densité pourraient réduire le risque de maladie d’Alzheimer.
La maladie d’Alzheimer est une affection débilitante qui touche principalement les personnes âgées. Les personnes qui en sont atteintes peuvent perdre la mémoire et devenir incapables d’accomplir les tâches de la vie quotidienne. Actuellement, la maladie est incurable. Les chercheurs tentent toujours de comprendre comment la maladie se développe, comment la prévenir et comment la traiter au mieux. Une étude récente publiée dans Alzheimer’s & Dementia : The Journal of the Alzheimer’s Association, offre un nouvel éclairage. Les chercheurs ont étudié le lien entre les petits HDL ou « bon » cholestérol dans le liquide céphalo-rachidien et le risque de maladie d’Alzheimer. Les résultats suggèrent que des niveaux plus élevés de petits HDL étaient associés à un risque plus faible de développer la maladie d’Alzheimer.
Le cholestérol est une substance dont l’organisme a besoin. Par exemple, l’organisme utilise le cholestérol pour fabriquer certaines hormones, digérer correctement les aliments et fabriquer de nouvelles cellules. L’organisme fabrique le cholestérol, mais les gens peuvent aussi l’obtenir de sources alimentaires.
Le cholestérol existe dans l’organisme sous deux formes principales : les lipoprotéines de basse densité (LDL) et les lipoprotéines de haute densité (HDL). Les LDL peuvent s’accumuler dans la circulation sanguine et augmenter le risque d’accident vasculaire cérébral et de crise cardiaque. Il est donc essentiel que votre taux de LDL ne soit pas trop élevé.
Le HDL ou "bon" cholestérol de l’organisme aide à ramener le cholestérol vers le foie afin que celui-ci puisse le dégrader. Mais les HDL peuvent aussi avoir un impact sur d’autres domaines de la santé, d’une manière que les chercheurs ne comprennent pas entièrement. Par exemple, les chercheurs essaient encore de comprendre comment les niveaux de HDL affectent le cerveau. Les auteurs de l’étude notent que le HDL présent dans le cerveau est légèrement différent du HDL présent dans le reste du corps.
La maladie d’Alzheimer est une maladie qui affecte le cerveau et qui survient généralement chez les adultes de plus de 60 ans. Elle affecte les nerfs du cerveau et est liée à l’accumulation de protéines spécifiques dans le cerveau. À terme, les neurones du cerveau meurent et perdent leur capacité à communiquer avec les autres cellules cérébrales. En raison de ces dommages, les personnes atteintes de la maladie d’Alzheimer ont des problèmes de mémoire, de langage et de prise de décision. Elle peut être débilitante, et les personnes atteintes de la maladie d’Alzheimer perdent souvent lentement leur capacité à fonctionner de manière indépendante.
L’étude en question portait sur 180 participants âgés de 60 ans ou plus. Les participants ont pris part à l’étude par l’intermédiaire de l’Alzheimer Disease Research Center (ADRC) de l’Université de Californie du Sud (USC) et du Huntington Memorial Research Institute (HMRI) Aging Program. Les chercheurs ont examiné les fonctions cognitives des participants au moyen de divers tests cognitifs. Ils ont prélevé des échantillons de liquide céphalorachidien (LCR), le liquide qui entoure le cerveau et la moelle épinière, et de plasma sur les participants et ont isolé leur ADN. Les chercheurs ont recherché le gène APOE ε4 dans l’ADN, un facteur de risque potentiel pour la maladie d’Alzheimer.
Les chercheurs ont ensuite examiné les niveaux de petites particules HDL dans le LCR. Ils ont constaté que des niveaux plus élevés de ces petites particules HDL étaient associés à une meilleure fonction cognitive chez les participants. Ils ont constaté que ce résultat était identique même après avoir pris en compte le gène APOE ε4, l’âge, le sexe et le niveau d’éducation. Les résultats de l’étude pourraient conduire au développement de nouveaux traitements pour la maladie d’Alzheimer.
Les auteurs concluent que « la découverte des particules lipidiques (LDL, HDL) dans le sang a conduit à plusieurs avancées dans la découverte de médicaments pour le traitement et la prévention des maladies cardiovasculaires. Ici, pour la première fois, nous mesurons les particules HDL dans le liquide céphalo-rachidien comme substitut du HDL cérébral et nous constatons que des niveaux plus élevés de petits HDL sont corrélés à de meilleures performances dans les mesures cognitives. Maintenant que nous disposons de ce biomarqueur, notre prochaine étape consiste à déterminer ce qui favorise la formation de ces petites particules de HDL dans le cerveau. Ces nouvelles découvertes pourraient alors déboucher sur une nouvelle liste de médicaments dans notre lutte contre la maladie d’Alzheimer ».
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
Alzheimer's Association
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Une étude prospective qui a suivi plus de 110 000 hommes et femmes pendant plus de 30 ans suggère que manger deux portions d'avocat par semaine réduit le risque de développer une maladie cardiovasculaire (MCV). Les chercheurs ont également découvert que le remplacement d'une demi-portion de beurre, de fromage, de bacon ou d'un autre produit animal par une quantité équivalente d'avocat était associé à un risque jusqu'à 22 % inférieur d'événements cardiovasculaires.
Ces résultats confirment ceux d'autres études qui ont montré que les avocats – qui contiennent plusieurs nutriments, des fibres et des "bonnes" graisses insaturées – « ont un impact positif sur les facteurs de risque cardiovasculaire », indique le premier auteur, Lorena S. Pacheco (Harvard T.H. Chan School of Public Health, Boston). « Cette recherche vient compléter et élargit la littérature que nous avons sur les graisses insaturées et la réduction du risque de maladie cardiovasculaire, et souligne également à quel point les graisses saturées, comme le beurre, le fromage et les viandes transformées, sont nocives pour le cœur », souligne la chercheuse.
Les avocats sont riches en nutriments, en graisses, mais en graisses monoinsaturées (MUFA) et en graisses polyinsaturées (PUFA), qui sont considérées comme bonnes. Un avocat Haas de taille moyenne (136 g), qui est l'avocat le plus consommé aux États-Unis, contient environ 13 g d'acide oléique. Les avocats contiennent également des fibres alimentaires, du potassium, du magnésium, des phytonutriments et des composés bioactifs.
Pour analyser l'effet que les avocats peuvent avoir sur la santé cardiovasculaire, Lorena Pacheco et son équipe se sont tournées vers deux grandes études de cohorte de longue durée : l'étude sur la santé des infirmières (NHS), qui a commencé au début des années 1970 avec 68 786 femmes âgées de 30 à 55 ans et l'étude de suivi des professionnels de santé (HPFS), qui s'est déroulée de 1986 à 2016 et a suivi 41 701 hommes âgés de 40 à 75 ans.
Les participants ont rempli un questionnaire alimentaire validé, à l’entrée dans l’étude puis tous les 4 ans par la suite. Le questionnaire interrogeait sur la quantité et la fréquence de la consommation d'avocat. Une portion étant équivalente à un demi-avocat ou à une demi-tasse. Au début de l’étude NHS, très peu de participants ont déclaré manger des avocats, mais la donne a changé au fil des ans, à mesure que la popularité des avocats augmentait.
Au total, les chercheurs ont comptabilisé 9185 nouvelles maladies coronariennes et 5290 accidents vasculaires cérébraux documentés sur 30 ans de suivi. Après ajustement en fonction du mode de vie et d'autres facteurs alimentaires, ceux qui consommaient plus d'avocats – au moins deux portions par semaine – avaient un risque 16 % plus faible de MCV et un risque de maladie coronarienne réduit de 21 %.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
JAHA
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Recherche |
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Recherche & Innovation, Technologies, Transports
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L'ambition est de développer une navette ferroviaire ultra-légère et autonome, adaptée à la fois au transport de passagers et au micro-fret, pour relancer des lignes rurales en déshérence. Le projet, baptisé Ecotrain, a été retenu parmi les cinq premiers lauréats de l'appel national à manifestation d'intérêt "Digitalisation et décarbonation des transports ferroviaires", dans le cadre du plan France 2030. A la clef : un accompagnement financier de 8 millions d'euros de l'Ademe. « Ecotrain est une solution sociétale et structurante pour redynamiser les territoires, conçue comme un vecteur de déploiement de la stratégie nationale bas carbone et de relocalisation industrielle », souligne Norbert Féraud, en charge de la recherche partenariale à l'IMT Mines d'Albi, qui assure la coordination scientifique du projet. Le compte à rebours est lancé.
Les premières navettes seront testées dès 2025 sur une ligne pilote d'une dizaine de kilomètres pour relier les trois communes tarnaises d'Albi, Puygouzon et Saint-Juery. Dans la foulée, une seconde liaison d'une cinquantaine de kilomètres devrait être mise en service en 2026 entre Agen et Auch, avant un déploiement à grande échelle. Le défi technologique est multiple et mobilise des partenaires aux compétences inter-disciplinaires : Socofer (construction et maintenance ferroviaires), Stratiforme (systèmes complexes composites), Clearsy (système sécuritaire certifié), Celad (développement de briques logicielles), Syntony (spécialiste de la navigation et du positionnement par radio), Arcadis (ingénierie et architecture système) et La Poste.
« Nous sommes partis d'un besoin sociétal pour dérouler un scenario, établir une feuille de route technologique, fédérer des entreprises et planifier la conduite du projet, de la R&D jusqu'au démonstrateur », explique Norbert Féraud. Le premier enjeu est un allègement du matériel roulant. Les navettes, pour une capacité d'emport de 30 passagers ou de 5 tonnes de marchandises en version micro-fret, pèseront à peine plus de 12 tonnes contre 50 tonnes pour un TER classique, grâce notamment à l'utilisation renforcée de matériaux composites dans la conception de la caisse (partie haute). « Nous avons fait le choix d'intégrer des fibres végétales (lin et chanvre) et des résines biosourcées. Le gain de poids passe aussi par l'utilisation d'un groupe moto-propulseur de moindre puissance (90 kW, contre 500 kW pour les autorails actuellement en service) », indique le coordinateur du projet.
L'alimentation se fera par batteries embarquées classiques. « Le projet intègre un volet spécifique de pilotage de la distribution énergétique à partir de petites centrales photovoltaïques implantées à proximité de stations de recharge, elles-mêmes localisées près des gares desservies », souligne Norbert Féraud.
Côté conduite autonome, Ecotrain mobilise des technologies d’automatisation évoluées en matière de détection d’obstacle et d’incident, de localisation et de navigation (captation par caméras et lidar, géolocalisation GNSS, solutions embarquées et systèmes au sol). Certaines briques technologiques seront empruntées à l'automobile et adaptées, précise l'IMT Mines d'Albi. Conçu comme une solution globale, Ecotrain ouvre par ailleurs la voie à de nouveaux axes de R&D, notamment en vue de développer de nouvelles infrastructures également plus légères. Le consortium initial pourrait s'enrichir prochainement d'acteurs académiques.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
L'Usine Nouvelle
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L’annonce faite au salon Seatrade Cruise de Miami, en Floride, n’est pas passée inaperçue : le groupe norvégien Ulstein travaille sur un projet de navire de croisière équipé d’un réacteur nucléaire au thorium-sels fondus, pour recharger les batteries des navires de croisière sans produire, évidemment, aucune émission de CO2. Il s’agit d’une des toutes premières initiatives impliquant de l’énergie nucléaire dans le domaine des navires civils, si l’on fait exception des brise-glaces russes.
Mais elle a peut-être moins surpris en Norvège où la recherche sur le thorium et ses mini-réacteurs salins est menée depuis plusieurs années. Pour l’anecdote, dans la très populaire série Occupied diffusée dans le monde entier, le scénariste norvégien avait imaginé que la Norvège cessait toute exploitation d’hydrocarbures pour se tourner vers le thorium, que l’on trouve en abondance sur son territoire.
C’est d’ailleurs sur une île du sud de la Norvège que le thorium a été découvert au XIXème siècle. Ses propriétés, notamment calorifères, ont été rapidement documentées et c’est Marie Curie qui en a déterminé le faible niveau de radioactivité. Son utilisation dans des centrales de production d’énergie a été envisagée dès le milieu du XXème siècle et plusieurs stations expérimentales ont été construites, notamment dans les années 70 et 80.
Son usage est revenu à la mode, en particulier sous l’impulsion de la fondation Bill Gates, qui finance depuis plus de 15 ans la recherche sur des mini-réacteurs nucléaires propres. En Norvège, ce sont les chercheurs du NTNU qui travaillent sur le sujet et ont développé des prototypes terrestres.
Le principe de ces réacteurs est assez simple. Le thorium est plongé dans le sel liquide, ce qui provoque une réaction en chaîne, le sel chauffe, dégage de la vapeur, celle-ci entraîne une turbine qui peut donc créer de l’électricité. Le thorium, que l’on ne trouve d'ailleurs pas uniquement en Norvège (il y en a par exemple abondamment en Bretagne), présente l’avantage de ne pas avoir besoin d’être enrichi et d’être utilisable à 100 %.
Ses déchets ne sont pas radioactifs et il n’y a aucun risque d’emballement du réacteur. Ulstein annonce donc avoir trouvé le moyen de mettre un de ces réacteurs à bord d’un navire dont le design a été spécialement adapté. Baptisé Ulstein Thor, le concept est équipé d’une étrave inversée X-Bow ainsi qu’une poupe inversée X-Stern. D’une longueur de 149 mètres et autonome grâce à son réacteur alimentant ses batteries, il est d'abord destiné à la recharge de navires de croisière d'expédition, jusqu'à quatre simultanément, qui seraient eux-mêmes équipés de batteries de nouvelle génération.
En plus de cette mission de station-service, il pourrait également remplir d'autres missions, comme des opérations de recherche et de sauvetage sur la zone des navires qu'il sert. Derrière ce concept, il y a évidemment la dynamique enclenchée par les Norvégiens autour des navires zéro-émission. Celle-ci est déjà patente avec l'interdiction totale des moteurs thermiques dans les fjords de la côte ouest du royaume à compter de 2025.
De manière sous-jacente, cette interdiction a provoqué une augmentation de la recherche dans le domaine, qui semble donc, désormais, s'étendre à la croisière hauturière et notamment polaire. Ulstein, qui a déjà construit plusieurs unités conçues pour évoluer en eaux froides, poursuit donc sa logique et celle du pays tout entier, en fournissant ce qu'il estime être le chaînon manquant pour garantir une logistique et un voyage entièrement décarboné, même dans les zones polaires.
Pour valider Thor, les ingénieurs d’Ulstein ont également imaginé le concept Ulstein Sif, un navire de croisière de 100 mètres de long, Ice Class 1C, pouvant accueillir 80 passagers et 80 membres d’équipages et fonctionnant exclusivement sur batteries.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
Ulstein
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