RTFlash

Dans le cadre de la transition énergétique, la rénovation complète et performante des bâtiments anciens est une priorité, car elle va permettre de baisser fortement les consommations d’énergie du parc. Elle doit simultanément voir se développer un parc de logements neufs très performants. La dernière réglementation thermique de 2012 a été revue et élargie : la nouvelle réglementation environnementale 2020 (RE2020) commence à être mise en place progressivement.

Tous les acteurs du bâtiment, en particulier les fabricants de solutions de chauffage, s’interrogent sur la pertinence de leurs produits pour satisfaire les exigences de la RE2020. C’est le cas de ceux qui fournissent des composants et des systèmes intégrés, notamment du plancher chauffant/rafraîchissant par eau basse température (PCRBT). Le syndicat qui regroupe 80 % des acteurs de ce marché, Cochebat, a missionné le bureau d’études spécialisé Pouget Consultants pour en avoir le cœur net.

L’étude de Pouget s’est focalisée sur le résidentiel collectif qui est un marché à développer. Un bâtiment type de 32 logements a été retenu (60 m² en moyenne), en structure béton, avec isolation intérieure et volets roulants manuels. Trois quarts des logements de l’immeuble sont traversants et le ratio baie vitrée/surface habitable est de 17 %.

L’étude a analysé le confort d’été, un aspect important après les périodes de canicules vécues en France, et d’autant plus crucial pour les décennies à venir. L’indicateur repose sur un calcul des degrés-heures (DH) d’inconfort estival : au-dessus de 1 250 DH, le bâtiment n’est pas conforme ; en dessous de 350 DH, il l’est ; entre les deux, il est conforme mais il nécessitera probablement une climatisation à l’avenir, ce qui le pénalisera. Globalement, la solution PCRBT permet, selon les régions géographiques, d’être autour de 500 DH sauf en Bretagne (environ 200 DH) et dans le Sud-Est (1 000 à 1 500 DH). Si les solutions passives (persiennes, brasseur d’air) peuvent améliorer la situation dans le Sud, la solution idéale s’avère être le couplage du PCRBT avec du geocolling (pompe à chaleur sur sondes géothermiques verticales). En effet, toutes les zones climatiques affichent alors moins de 50 DH. De plus, le rafraîchissement par plancher se fait sans bruit et sans courant d’air frais.

La simulation de base du bâtiment de 32 logements montre des DH dépassant le seuil bas de 350 DH. Seul le géocooling permet de passer en dessous, y compris dans le Sud-Est (zone H3).

Sur deux autres indicateurs, le plancher chauffant/rafraîchissant apparaît aussi profitable. Du côté de l’énergie (coefficient d’énergie primaire non renouvelable de la RE2020), le recours à une pompe à chaleur (PAC) air/eau collective est le plus efficace par rapport aux chaudières gaz et au chauffage électrique. C’est aussi la solution idéale pour respecter un autre indicateur qui traduit l’impact environnemental (ICénergie). Par ailleurs, le couplage de la PAC avec un PCRBT permet une hausse des performances des PAC de 40 % en mode chauffage (grâce à la basse température), par rapport à des radiateurs.

Enfin, l’analyse de tous les impacts de l’ensemble des composants d’un bâtiment (de leur fabrication à la fin de vie) montre que le PCRBT est dans le même ordre de grandeur que les autres technologies pour un bâtiment en béton, mais fait partie des solutions à l’impact carbone le plus faible (autour de 840 kgCO2/m² sur 50 ans). L’impact est encore moins fort si la structure du bâtiment est en bois (605 kgCO2/m²). En conclusion, Cochebat estime que le plancher chauffant/rafraîchissant est une solution clé pour respecter la RE2020, d’autant plus qu’il pourra facilement se raccorder sur les solutions innovantes de production d’énergie à basse température dans l’avenir.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Techniques de l'Ingénieur

Lorsque des matières organiques comme les déchets verts ou les boues d’épuration fermentent, on obtient une énergie renouvelable essentiellement composée de méthane, le biogaz. Grâce à des piles à combustible à oxyde solide, en anglais Solid Oxide Fuel Cell (SOFC), ce biogaz pourrait être utilisé pour produire de l’électricité et de la chaleur. Au stade de recherche, cette approche demande encore quelques développements avant de pouvoir être mise sur le marché.

Au début du processus, le biogaz doit tout d’abord être transformé. Via un catalyseur, il est converti en hydrogène et monoxyde de carbone. Ce sont ces éléments qui vont servir de combustible. « Le problème, c’est que le biogaz naturel contient aussi des éléments contaminants, entre autres des composés soufrés, qui peuvent endommager les catalyseurs », indique Yosua Hanria, étudiant en Section de chimie et génie chimique à la Faculté des Sciences de Base de l’EPFL. Avec le temps, les catalyseurs peuvent devenir complètement inefficaces et inutilisables. Dans mon projet de master, j’ai étudié la performance à long terme et la durabilité de ces catalyseurs. J’ai également quantifié leur tolérance envers les contaminants et tenté d’expliquer les mécanismes de désactivation à l’œuvre ».

Les premiers résultats indiquent qu’il est possible de décontaminer un type de catalyseur bimétallique composé de nickel et de fer. Dans un environnement sans sulfure, il retrouve presque entièrement ses propriétés initiales. « Parfois, du carbone se forme à la surface du catalyseur et cela bloque ses sites actifs », explique Yosua Hanria. « Nous avons réussi à éliminer presque 100 % du carbone de surface par un cycle d'oxydation/réduction ».

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

EPFL

Des chercheurs viennent de modifier les liaisons dans une seule molécule. Pour réaliser cet exploit, ils ont utilisé un microscope à effet tunnel leur permettant de manipuler molécule par molécule pour remplacer un atome par un autre. Depuis longtemps, les chimistes du monde entier caressent un rêve un peu fou concernant les molécules et les liaisons chimiques. Pouvoir manipuler les liaisons d’une molécule de manière sélective ! C’est chose faite avec cette équipe internationale de chercheurs depuis qu’ils ont utilisé un microscope à effet tunnel.

Développé en 1981, le microscope à effet tunnel est constitué d’une pointe métallique très fine alimentée par du courant électrique. On approche cette pointe à très courte distance de la surface à analyser qui est constituée de molécules elles-mêmes composées d’atomes. Lorsqu’on applique une tension électrique entre la fine pointe et la surface à étudier, des électrons de cette surface sont arrachés par l’effet tunnel. Un courant électrique apparaît alors entre la pointe et la surface. Cet effet ne se produit qu’à très courte distance et uniquement quand la pointe passe au-dessus d’un atome. En traçant l’intensité du courant électrique en fonction de la position de la pointe, il est possible de déduire la position des atomes de l’échantillon à analyser avec une précision supérieure au dixième de nanomètre.

Un microscope à effet tunnel peut aussi servir à faire de la spectroscopie. Comment ? En mesurant le courant de la pointe en fonction de la tension électrique. La courbe obtenue sur l’écran de l’appareil dépend des propriétés des électrons présents à l’endroit où se trouve la pointe. Cette technique apporte des renseignements sur les propriétés électroniques locales du matériau à l’échelle du nanomètre.

Le microscope à effet tunnel fonctionne sous des températures cryogéniques dans l’ultravide. Pourquoi ? Afin de maintenir la stabilité des molécules. Il peut aussi servir à déplacer des atomes ! Et donc à rompre des liaisons chimiques pour en créer d’autres. En approchant sous certaines conditions la pointe au plus près d’un atome, il est possible de l’attirer et de le soulever, puis de le déplacer.

Cette modification sélective des liaisons chimiques a permis de créer des molécules constituées de dix-huit atomes de carbone et de huit atomes d’hydrogène. Les chercheurs ont réussi à manipuler les atomes et les liaisons pour faire prendre différentes formes à ces structures moléculaires avant de les ramener à leur forme initiale. Pour y arriver, ils ont utilisé des impulsions électriques à basse tension leur permettant de manipuler la molécule comme ils le souhaitent. Grâce à cette technique, ils peuvent modifier la structure tridimensionnelle des centaines de fois s’ils le souhaitent.

Ces molécules sont toutefois instables comme l’explique Diego Pena de l’Université de Santiago de Compostela en Espagne. « Si vous deviez demander aux chimistes si certaines de ces molécules peuvent être synthétisées, ils vous répondront que c’est impossible, car les molécules réagissent avec leur environnement et ne durent que quelques millisecondes ».

Les chimistes ont travaillé avec une molécule comportant un noyau tétracyclique. Auprès de celui-ci, ils ont retiré quatre atomes de chlore grâce au microscope à effet tunnel. Ils ont ensuite déplacé la pointe du microscope jusqu’à une liaison carbone-chlore au sein de la molécule. Et ils ont rompu cette liaison à l’aide d’une décharge électrique. Ils ont répété cette opération avec les autres liaisons carbone-chlore et carbone-carbone. Ceci afin de créer un radical diracial avec six électrons libres. Permettant ainsi la réalisation de nouvelles liaisons.

Les chimistes ont pu créer de nouvelles liaisons chimiques aboutissant à la formation d’un alcyne ! C’est-à-dire un hydrocarbure possédant au moins une triple liaison carbone-carbone. Une telle liaison chimique est une liaison insaturée très riche en électrons. Elle a l’avantage de se "prêter" à de nombreux types de réactions chimiques. Les applications d’une telle mise au point sont nombreuses. « Les réactions sélectives à une seule molécule peuvent permettre la création de nouvelles machines moléculaires artificielles plus complexes et plus polyvalentes. Elles pourraient effectuer des tâches telles que le transport d’autres molécules ou nanoparticules, la fabrication et la manipulation de nanostructures et la facilitation des transformations chimiques ». – Leo Gross, chimiste du centre de recherche IBM à Zurich.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Science

L’oxygénation des océans à l’échelle des temps géologiques est-elle majoritairement dictée par le niveau d’oxygène dans l’atmosphère ? C’est ce qui était jusqu’alors supposé, mais une nouvelle étude publiée dans Nature le 17 août 2022 suggère que non. D’après les travaux des scientifiques du laboratoire Biogéosciences (CNRS/UBFC), en association avec le Departement of Earth and Planetary Sciences de l’Université de Californie, ce sont les mouvements des plaques tectoniques qui auraient joué un rôle dans l’oxygénation des océans.

Pour le démontrer, les scientifiques ont utilisé un modèle de climat en trois dimensions pour recréer les conditions sur Terre entre moins 540 millions d’années et aujourd’hui, en prenant notamment en compte les courants de circulation océanique. Dans leur modèle, les scientifiques ont fait varier la position des continents tout en gardant la concentration atmosphérique en oxygène constante.

Résultat, la concentration en oxygène des océans augmente, malgré un niveau d’oxygène constant dans l’atmosphère. Pour la première fois, cette nouvelle publication démontre donc que ces deux niveaux d’oxygène sont largement indépendants. L’oxygène étant vital aux animaux marins, ces résultats mettent en évidence un rôle jusque-là sous-estimé de la tectonique des plaques dans l’évolution de la biodiversité océanique à l’échelle des temps géologiques.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

CNRS

Le cancer colorectal (CCR) d’apparition précoce (EORC) a des résultats de survie médiocres par rapport au CCR d’apparition tardive. Aujourd’hui, en France, les personnes de 50 ans et plus (jusqu’à 74 ans) bénéficient d’un test occulte (recherche de sang dans les selles). Le but de cette étude, réalisée sur 1061 individus, a consisté à développer une signature de micro-ARN [miARN] circulant caractéristiques pour le diagnostic des patients atteints d’EOCRC. Quatre miARN se sont exprimés spécifiquement [signature moléculaire] dans des échantillons de sang de patients atteints d’EOCRC. La diminution de leur expression dans les échantillons de plasma postopératoires a confirmé leur spécificité tumorale.

« Notre nouvelle signature miARN pour le diagnostic de l’EOCRC a le potentiel d’identifier les patients atteints d’EOCRC avec une grande précision pour une application clinique dans le diagnostic non invasif de l’EOCRC », ont conclu les auteurs. Ils proposent d’utiliser ce test avec une périodicité annuelle ou tous les 6 mois chez les patients à risque héréditaire élevé. Autre option : ce test pourrait être effectué avant une par coloscopie, examen qui serait alors effectué seulement en cas de positivité du test.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

CoH

La richesse du langage humain repose notamment sur notre habileté à combiner des mots selon des règles syntaxiques simples, permettant la production de phrases qui donnent un sens à notre discours. Cette aptitude se démarque nettement de ce que l’on observe chez d’autres primates : on manque de preuves, par exemple, quant à la capacité des chimpanzés à associer des vocalises simples pour signifier des choses différentes. Contrairement à leur communication gestuelle, très modulable, la flexibilité vocale de ces primates est limitée. La structure de leur communication vocale n’en est pas moins complexe, comme vient de le montrer l’équipe menée par Catherine Crockford, directrice de recherche à l’Institut des sciences cognitives de Lyon et responsable du laboratoire "the ape social mind".

Le répertoire vocal des chimpanzés comprend douze vocalisations bien identifiées, comme le "hou", associé ou non à un halètement, le grognement ou l’aboiement. Un nombre plutôt limité par rapport à d’autres espèces de primates qui peuvent en présenter le double ! La construction de séquences formées à partir de cet échantillon modeste, donnant à chacune une signification précise, cohérente avec l’organisation sociale complexe des chimpanzés, compenserait cependant cette limitation, pensent les chercheurs.

Sur le terrain, en Côte d’Ivoire, Catherine Crockford et ses collègues ont enregistré plus de 900 heures de vocalisations dans une communauté de 46 chimpanzés adultes sauvages du parc national de Taï, afin de les analyser et d’identifier de potentiels motifs vocaux récurrents. Ils ont découvert que les chimpanzés ont la faculté de combiner des vocalisations en au moins 390 séquences différentes, principalement des bigrammes ou des trigrammes, c’est-à-dire des séquences vocales composées de deux ou trois unités simples, à partir des douze vocalisations présentes de leur répertoire.

Plus précisément, certaines vocalisations se trouvent presque toujours dans la même position dans un bigramme. Par exemple le "hou" est souvent en première position dans une séquence de deux sons. De manière hypothétique, cela pourrait indiquer que la deuxième vocalise donne le sens au "hou" et que l’association des deux pourrait dépendre du contexte, comme l’alimentation ou le transport, ou du statut hiérarchique des individus receveurs.

Plus encore, les bigrammes peuvent être insérés dans des séquences plus longues allant de trois cris (des trigrammes) à des combinaisons de quatre, voire six vocalisations. Les chimpanzés formeraient donc des "phrases" à partir de deux unités simples qui, combinées, acquièrent un sens particulier. Mais lorsque ces deux unités sont associées à une troisième unité, il est possible que la séquence vocale prenne une autre signification. Il reste donc à savoir si l’association de ces unités sonores a un sens précis qui diffère lorsque les unités changent de place dans la séquence vocale.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Pour La Science

Les adénomes hypophysaires sont des tumeurs cérébrales dont les dimensions parfois très réduites (moins de 1 mm de diamètre) et le faible contraste rendent leur détection quasiment impossible par imagerie conventionnelle (IRM). Leur exérèse se fait en général par tâtonnement mécanique lors de l'intervention chirurgicale, réalisée par voie endoscopique. Les chercheurs du CEA-Leti se sont mis au défi de trouver de nouveaux marqueurs indépendants de l'imagerie pour améliorer l'opération chirurgicale.

Grâce à la technique de microscopie à force atomique (AFM), ils ont pu établir une différence d'élasticité (d'un facteur 100) entre les tissus sains et les tissus tumoraux. En corrélant les données de l'AFM et les données histologiques, ils ont mis en évidence que la perte de rigidité observée dans les tumeurs serait liée à une perte de trames collagéniques.

Forts de cette connaissance, les chercheurs envisagent de développer un dispositif basé sur des mesures élastographiques (US haute fréquence, par onde de cisaillement, par exemple) pour aider le chirurgien à localiser la tumeur et mieux définir ses contours en cours d'intervention. Tout l'enjeu est de développer une sonde utilisable par voie endoscopique endonasale transsphenoïdale, qui soit suffisamment résolue pour détecter des microlésions.

Le design de la sonde pourra ensuite être adapté à tous les types de tumeurs infiltrantes, pour faciliter l'exérèse totale, éviter la récidive et la reprise chirurgicale.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

CEA

Une équipe internationale conduite par le Professeur Olivier Devuyst (UCLouvain et Cliniques universitaires Saint-Luc) et le Docteur Eric Olinger (Universités de Zurich et de Newcastle, Cliniques Saint-Luc), a identifié, pour la première fois, une mutation à effet intermédiaire dans un gène (UMOD) qui joue un rôle important dans le rein. Cette mutation, présente chez environ 1 personne sur 1 000 d’ascendance européenne, augmente de 4 à 5 fois le risque d’insuffisance rénale terminale qui nécessite des traitements coûteux (dialyse ou transplantation).

L'insuffisance rénale chronique (IRC), une maladie à forte prédisposition génétique, touche 10 % de la population mondiale. Elle conduit le plus souvent à l’insuffisance rénale terminale qui nécessite dialyse ou transplantation. Décrypter l'architecture génétique de l’IRC est crucial pour identifier de nouvelles cibles thérapeutiques, visant à prévenir ou retarder la progression de l’IRC.

Jusqu’ici, explique le Professeur Devuyst, on observait deux types de mutations (ou variants) génétiques : soit des mutations très rares ayant un effet sévère sur le rein, impliquées dans les maladies rares ; soit des variants fréquents présents chez tout un chacun mais exerçant un effet à peine perceptible sur le rein. Un troisième type de mutations, à effet intermédiaire, était prédit de longue date pour mieux rendre compte de la composante héréditaire de l’IRC. L’équipe conduite par le Docteur Eric Olinger et le Professeur Devuyst a réussi à identifier ce type de mutation à effet intermédiaire dans le gène UMOD connu pour son rôle dans les maladies du rein.

La mutation, détectée chez environ 1 individu sur 1 000, entraîne un effet biologique intermédiaire au niveau du rein, mais suffisant pour multiplier par 4 le risque d’IRC terminale dans des cohortes combinées de plus de 600 000 sujets.

Cette découverte n’aurait pas été possible sans l’accès à de grandes bases de données et en particulier la UK Biobank, une cohorte qui réunit les données génétiques et cliniques de 500 000 individus en bonne santé. Cette base de données, combinée à d’autres, a permis aux chercheurs de valider leurs hypothèses. Ces avancées génétiques sont importantes dans l’optique d’une médecine de précision : la connaissance de tels facteurs génétiques permettra, à terme, de préciser le risque par rapport à certaines maladies, et donc d’adapter la prise en charge.

Cette découverte, qui permet de mieux comprendre l’architecture génétique de l’IRC, est publiée dans la prestigieuse revue américaine PNAS – Proceedings of the National Academy of Sciences – qui met en exergue l’originalité et la valeur de l’approche multidisciplinaire utilisée par les chercheurs louvanistes, applicable à d’autres gènes et d’autres maladies.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

UCL

On connaît les multiples bénéfices d’apports élevés en fruits et légumes pour la santé, mais ce nouvel essai croisé randomisé en révèle un nouveau. Un régime végétalien contribue à soulager les douleurs arthritiques. L'équipe du Physicians Committee for Responsible Medicine (Washington) qui publie ses conclusions dans l’American Journal of Lifestyle Medicine invoque plusieurs mécanismes, l’action des anti-oxydants présents dans "les plantes", mais aussi l’effet perte ou maintien d’un poids de santé qui allège aussi la pression articulaire.

Un régime végétalien faible en graisses mais sans restriction calorique, réduit ainsi les douleurs articulaires chez les patients atteints de polyarthrite rhumatoïde au point qu'« un tel régime à base de plantes pourrait être prescrit, pour soulager les douleurs articulaires de millions de personnes souffrant de polyarthrite rhumatoïde » commente l’auteur principal, le Docteur Neal Barnard. Une prescription "naturelle" avec des effets secondaires bénéfiques, dont la perte de poids et la baisse du cholestérol.

L’étude : à l’inclusion, les 44 participants, atteints de polyarthrite rhumatoïde et souffrant de douleurs et de gonflement des articulations, ont été invités à évaluer la gravité de leur douleur au cours des deux semaines précédentes, de "aucune douleur" à "la douleur la plus intense possible", à l’aide d’une échelle visuelle analogique (EVA). Les chercheurs ont également calculé un score d'activité de la maladie (Echelle DAS28 : Disease Activity Score-28) pour chaque participant et ont relevé les niveaux sanguins de protéine C-réactive, un marqueur de l’inflammation dans le corps.

Les participants ont été répartis en 2 groupes pendant 16 semaines : le premier groupe a suivi un régime végétalien pendant 4 semaines, avec élimination des aliments non autorisés pendant 3 semaines, puis réintroduction des aliments éliminés individuellement pendant 9 semaines. Les participants devaient gérer les achats de nourriture et la préparation des repas, avec les conseils de l'équipe ; le deuxième groupe a suivi un régime sans restriction mais a été invité à prendre une capsule placebo quotidienne, ce qui n'a eu aucun effet dans l'étude ; ensuite, les groupes ont changé de régime pendant 16 semaines.

L’analyse montre qu’au cours de la phase végétalienne de l'étude, le score d’activité de la maladie (DAS28) a diminué de 2 points en moyenne ce qui indique une réduction importante des douleurs articulaires (vs une diminution de 0,3 point avec le placebo) ; le nombre moyen d'articulations enflées passe de 7 à 3,3, vs de 4,7 à 5 pendant la phase placebo ; les niveaux de douleur, tels que mesurés avec l’échelle EVA sont également réduits de manière significative pendant les phases végétaliennes.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Sage journals

Le diabète est en augmentation constante sous l’effet conjoint d’un manque d’activité physique et d’une alimentation déséquilibrée. Si la maladie est repérée en amont, au stade de prédiabète, son évolution vers un diabète établi peut être contrecarrée en adoptant une hygiène de vie appropriée. Malheureusement, un tiers des patient-es présente déjà des complications cardiovasculaires, rénales ou neuronales au moment du diagnostic et voient ainsi leur espérance de vie altérée.

Identifier le basculement du prédiabète vers un diabète est complexe, car l’état des cellules atteintes, dispersées en très petites quantités au cœur d’un organe situé sous le foie, le pancréas, est impossible à évaluer quantitativement par des examens non-invasifs. « Nous avons donc opté pour une stratégie alternative : trouver une molécule dont le taux dans le sang serait lié à la masse fonctionnelle de ces cellules bêta afin de détecter indirectement leur altération au stade de prédiabète, avant l’apparition de tout symptôme », explique Pierre Maechler, professeur au Département de physiologie cellulaire et métabolisme et au Centre facultaire du Diabète de la Faculté de médecine, qui a dirigé ces travaux.

Les scientifiques sont parti-es à la recherche de cette molécule capable de détecter un prédiabète il y a plusieurs années. La première étape a consisté à analyser chez des souris saines, prédiabétiques et diabétiques, des milliers de molécules. En couplant des méthodes de biologie moléculaire puissantes avec un système d’apprentissage automatique (intelligence artificielle), l’équipe de recherche a pu identifier, parmi des milliers de molécules, celle qui était la plus à même de détecter une perte de cellules bêta au stade prédiabétique : il s’agit du 1,5-anhydroglucitol, un sucre de petite taille, dont la diminution dans le sang indiquerait un déficit en cellules bêta.

Motivée par ces résultats obtenus chez la souris, l’équipe de recherche de Pierre Maechler a passé à l’étape suivante : déterminer leur pertinence chez l’humain. En collaboration avec de nombreux scientifiques dont des équipes des HUG, ils ont alors comparé le taux de 1,5-anhydroglucitol de patient-es diabétiques avec celui de personnes non-diabétiques. « Nous avons pu observer une diminution de ce sucre chez les personnes diabétiques. C’était très motivant, d’autant plus que cette diminution était observable quels que soient les symptômes, et même avant l’apparition d’un diabète », indique Cecilia Jiménez-Sánchez, postdoctorante au Département de physiologie cellulaire et métabolisme et première auteure de l’étude.

« Le diabète est une maladie complexe dans laquelle de nombreux changements métaboliques entrent en jeu en parallèle. Il était donc indispensable de tester la pertinence de ce marqueur chez des personnes qui subiraient une perte brutale de leurs cellules bêta mais ceci sans trouble métabolique », explique Pierre Maechler. « C’est en étudiant le taux de 1,5-anhydroglucitol chez des individus dont la moitié du pancréas a été chirurgicalement supprimée que nous avons pu véritablement démontrer que le 1,5-anhydroglucitol est un indicateur sanguin de la quantité fonctionnelle des cellules bêta du pancréas ».

Cette découverte ouvre de nouvelles pistes pour la prévention du diabète, en particulier chez les personnes à risque. Une simple prise de sang suivie d’un test spécifique peu onéreux permettrait ainsi d’identifier chez elles un potentiel diabète en cours de développement et de prendre des mesures avant que la situation ne soit irréversible. « Nous prévoyons encore de tester la pertinence de ce sucre chez différents types de patient-es et à différentes échelles de temps, mais il devrait permettre de grands progrès dans le suivi des personnes à risque », conclut Pierre Maechler.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

UNIGE

Même si nous n’y réfléchissons pas, chacun de nos mouvements au quotidien consiste essentiellement en une série d’actions plus petites effectuées dans un ordre spécifique. La seule fois où nous nous en rendons compte, c’est lorsque nous devons apprendre une nouvelle capacité motrice, comme un sport, un instrument de musique, une chorégraphie ou même un appareil électronique tel qu’un smartphone ou un contrôleur de jeu vidéo.

Il n’est peut-être pas surprenant que beaucoup d’études soient menées, notamment chez les jeunes adultes en bonne santé, pour comprendre comment les êtres humains acquièrent des capacités motrices séquentielles. Les études concernant les individus plus âgés (et l’expérience commune) montrent que plus nous vieillissons, plus il est difficile et long d’acquérir de nouvelles capacités motrices, ce qui sous-entend une diminution de la faculté d’apprentissage liée à l’âge.

Dans une récente étude, Friedhelm Hummel et le doctorant Pablo Maceira-Elvira ont découvert que la stimulation cérébrale transcrânienne peut améliorer la déficience liée à l’âge dans l’apprentissage de nouvelles capacités motrices. Cette étude reprend un mode d’évaluation courant de la faculté d’apprentissage de nouvelles capacités motrices, qui est appelé "tâche par tapotement des doigts". Il s’agit de taper une série de chiffres le plus rapidement et le plus précisément possible. Couramment appliquée dans les études, cette tâche simule les activités qui requièrent une grande dextérité – comme jouer au piano ou taper sur un clavier – tout en fournissant une mesure objective de "l’amélioration", définie comme l’augmentation de la vitesse d’une personne sans perte de précision.

Les scientifiques qualifient cela de "changement dans le compromis vitesse-précision", lequel constitue un élément majeur de l’apprentissage. L’une des manières pour le cerveau de parvenir à ce changement est le regroupement d’actions motrices individuelles en "chunks" : structures cérébrales survenant spontanément qui réduisent la charge mentale d’une personne, tout en optimisant l’exécution mécanique de la séquence motrice. "Les chunks apparaissent de manière fiable lorsque les jeunes adultes s’entraînent sur la tâche par tapotement des doigts, mais de précédentes études révèlent une absence de chunks ou des chunks déficients chez les individus plus âgés", explique Pablo Maceira-Elvira.

L’étude a d’abord permis d’entraîner et de tester des groupes de jeunes adultes et d’adultes âgés sur l’apprentissage d’une nouvelle séquence d’une tâche par tapotement des doigts, et a révélé des différences fondamentales entre les groupes. Les jeunes adultes ont appris la tâche par tapotement des doigts de manière la plus efficace en se focalisant d’abord sur l’amélioration de la précision pendant leur première session d’apprentissage, puis sur l’amélioration de leur vitesse. Cela a entraîné un changement dans le compromis vitesse-précision, ce qui a permis l’apparition précoce de chunks efficaces.

« Pour les adultes âgés, on a constaté une vitesse moindre dans l’apprentissage virtuel et l’absence d’apprentissage en situation non virtuelle », poursuit Pablo Maceira-Elvira. « Autrement dit, alors que les jeunes adultes affichent une nette augmentation de leurs performances très tôt dans l’apprentissage avec une amélioration la nuit, les performances des adultes âgés s’améliorent à un rythme plus modéré voire se détériorent pendant la nuit ». Par contre, les adultes âgés ont amélioré progressivement leur précision au fil de l’apprentissage, ce qui a généré des chunks efficaces uniquement après une pratique plus poussée.

Des recherches approfondies ont été menées sur les nouvelles neurotechnologies qui peuvent rétablir les facultés d’apprentissage chez les personnes âgées. « De récentes études ont révélé que nous pouvons améliorer l’acquisition des capacités motrices par la stimulation cérébrale non invasive du cortex moteur – la stimulation transcrânienne à courant continu (atDCS) suscitant un intérêt tant académique que commercial ces dernières années en raison de sa discrétion, de sa portabilité et de son accessibilité », affirme Friedhelm Hummel.

Dans l’étude en cours, les chercheuses et chercheurs ont utilisé l’atDCS sur les participantes et participants, et ont découvert qu’elle permet aux adultes âgés d’améliorer nettement leur précision plut tôt dans l’apprentissage et selon un schéma similaire à celui observé chez les jeunes adultes. « La stimulation a accéléré le changement dans le compromis vitesse-précision et a permis l’apparition plus précoce de chunks efficaces, 50 % des adultes âgés générant ces structures au cours de la première session d’apprentissage », explique Pablo Maceira-Elvira.

Il ajoute : « L’étude indique que l’atDCS peut rétablir, au moins partiellement, l’acquisition de capacités motrices chez les individus ayant des mécanismes d’apprentissage diminués, en facilitant le stockage d’informations liées à la tâche, en réduisant rapidement la charge mentale et en permettant l’optimisation de l’exécution mécanique de la séquence ».

« Ces études permettent de mieux comprendre les troubles liés à l’âge dans l’acquisition de capacités motrices et proposent une nouvelle approche pour traiter de manière non invasive ces déficiences », précise Friedhelm Hummel. « Ces découvertes ouvrent de nouvelles opportunités de stratégies d’intervention adaptées à la phase d’apprentissage spécifique pour pallier les déficiences liées au vieillissement en bonne santé ou à un trouble neurologique tel qu’un accident vasculaire cérébral ».

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

EPFL

La maladie de Parkinson s’accompagne de symptômes moteurs handicapants (tremblements, rigidité des muscles, lenteur des mouvements), qui peuvent être atténués par un médicament, la L-Dopa ou lévodopa. Mais ce traitement a deux inconvénients : une proportion non négligeable des patients n’y réagit pas du tout – sans que l’on comprenne pourquoi – et pour ceux qui vont mieux, le répit n’est souvent que de courte durée. Ainsi, 50 à 80 % de ces personnes finissent par développer, en cinq à dix ans, des effets secondaires, des mouvements anormaux nommés "dyskinésies". Toutefois, l’équipe emmenée par Daniela Popa, de l’École normale supérieure de Paris, vient de prouver l’efficacité d’un traitement atypique qui évite les dyskinésies : la stimulation du cervelet.

Quel est le lien avec le cervelet ? Les symptômes de la maladie de Parkinson sont dus à la mort, lente mais inéluctable, des neurones dopaminergiques du striatum qui se projettent dans divers autres noyaux cérébraux centraux, notamment la substance noire. La lévodopa compense la perte de dopamine dans la substance noire, réduisant en grande partie les troubles moteurs, mais donne souvent naissance à des dyskinésies. Chez les hommes, les primates et les rongeurs, ces dernières sont dues à des anomalies de fonctionnement des neurones dans diverses régions du cerveau impliquées dans la motricité : ganglions de la base (où se trouvent la substance noire et le striatum), thalamus (un important carrefour cérébral) et cortex moteur. Or le cervelet se trouve bien loin de là, à l’arrière du cerveau…

Cependant, un type particulier de neurones du cervelet, les cellules de Purkinje, se projette sur l’ensemble des aires cérébrales impliquées dans les dyskinésies. C’est cette connexion qui a inspiré l’équipe de Daniela Popa. Les chercheurs ont modifié les cellules de Purkinje dans le cervelet de souris vivantes développant une pathologie similaire à la maladie de Parkinson, afin "d’exciter" ces cellules quand on les stimule par optogénétique, c’est-à-dire en les éclairant avec de la lumière laser.

Résultat : les souris parkinsoniennes et traitées à la lévodopa depuis quelque temps, et dont on a excité les cellules de Purkinje deux minutes par jour, voient leurs dyskinésies disparaître presque complètement, voire ne jamais se manifester (contrairement aux rongeurs non stimulés). La stimulation rétablirait une activité électrique "normale" non seulement dans le cervelet, mais aussi dans le thalamus, le cortex moteur et le striatum, c’est-à-dire dans tout le circuit moteur défaillant sous lévodopa. Et ce, via des mécanismes de plasticité cellulaire, c’est-à-dire que les neurones se remodèlent et forment de nouvelles synapses.

Reste à déterminer l’efficacité de ce nouveau traitement des dyskinésies sur le long cours et à l’optimiser chez les patients humains. Il serait notamment envisageable de stimuler leur cervelet sans percer le crâne, par des stimulations transcrâniennes magnétiques, grâce à une bobine placée contre leur tête, pendant deux minutes chaque jour, trente minutes après l’absorption du médicament lévodopa.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Pour La Science

Le niveau d’activité de nombreuses fonctions de l’organisme est régulé par une horloge interne calée sur un rythme d’environ 24 heures : le système veille/sommeil, la température corporelle, la pression artérielle, la production d’hormones, la fréquence cardiaque, mais aussi les capacités cognitives, l’humeur ou encore la mémoire. À cette longue liste, on peut désormais ajouter la douleur. L’équipe du chercheur Inserm Claude Gronfier au Centre de recherche en neurosciences de Lyon vient de montrer que c’est également son cas.

L’intensité de la douleur suit une courbe sinusoïdale sur 24 heures avec une intensité maximale entre 3 et 4 heures du matin et minimale autour de 15 et 16 heures l’après-midi, indépendamment du comportement et de tout facteur extérieur de l’environnement.

Pour le mettre en évidence, les chercheurs ont étudié douze jeunes adultes au laboratoire dans des conditions d’isolation temporelle et de constante routine. Ils les ont maintenus éveillés pendant 34 heures sans qu’aucun signal externe ni rythme environnemental ne leur parviennent : pas d’horaire, pas de repas à heure fixe mais une collation chaque heure, une température et une faible luminosité constantes, pas de changement de posture (position semi-allongée) et pas de rythme d’activité/repos. L’objectif était d’évaluer si la perception douloureuse était rythmique dans ces conditions, afin de pouvoir conclure qu’elle était contrôlée par l’horloge interne.

Dans cette situation, les chercheurs ont exposé l’avant-bras des participants à une source de chaleur toutes les deux heures. D’une part les participants devaient indiquer quand le stimulus devenait douloureux lors de l’augmentation de la température, et d’autre part, ils devaient évaluer l’intensité de la douleur sur une échelle de 1 à 10 lors de l’application d’une température de 42, 44 ou 46 degrés Celsius. Deux approches complémentaires destinées à vérifier la concordance des résultats.

Les chercheurs ont observé chez tous les sujets une rythmicité de la sensation douloureuse, au cours des 24 heures. « Les résultats sont très homogènes avec une association extrêmement significative », explique Claude Gronfier. En outre, ils ont constaté, comme le clamaient de précédents travaux sans l’avoir démontré, que la sensibilité à la douleur augmentait de façon linéaire avec la dette de sommeil : plus la dette de sommeil est importante, plus l’intensité de la douleur ressentie l’est également. « Il est souvent dit que le sommeil a une action antalgique. Mais en modélisant mathématiquement nos résultats, nous montrons que l’horloge interne est responsable de 80 % de la variation de la sensation douloureuse au cours de 24 heures, contre seulement 20 % pour le sommeil », clarifie-t-il.

Cette variation circadienne de la douleur a certainement une utilité physiologique selon Claude Gronfier. « On ne sait pas pourquoi la sensibilité est maximale au milieu de la nuit. On peut penser que l’évolution a mis cela en place afin d’être réveillé rapidement en cas de contact douloureux et d’éviter une menace vitale. Pendant la journée, l’individu est conscient de l’environnement et plus facilement sujet aux blessures ; ce signal d’alerte pourrait donc être moins nécessaire ». Cette découverte s’intègre dans le concept de la médecine personnalisée, et plus exactement de la médecine circadienne. Celle-ci est en train d’émerger et tient compte des rythmes biologiques dans la prise en charge des patients.

« D’après ces résultats, il est légitime de penser qu’améliorer la synchronisation des rythmes biologiques et/ou la qualité du sommeil chez des individus souffrant de douleurs chroniques pourrait participer à une meilleure prise en charge thérapeutique », estime Claude Gronfier. « En outre, tout comme la chronothérapeutique du cancer a fait ses preuves avec une meilleure efficacité et une toxicité réduite en cas d’administration des médicaments à certains moments de la journée, adapter un traitement antalgique selon le même procédé, en tenant compte du rythme biologique de chaque individu, pourrait accroître son efficacité tout en réduisant la dose nécessaire et les potentiels effets indésirables ».

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Inserm

Cette découverte est une bonne nouvelle pour les personnes souffrant de douleur chronique, et la promesse de pouvoir disposer d’une alternative aux opioïdes. En effet, les opioïdes sont des médicaments addictifs et qui nécessitent une augmentation des doses au fil du temps pour rester efficaces. Mais l’équipe de l’Université de Calgary (Canada) vient de découvrir une molécule dans le système nerveux qui pourrait être une toute nouvelle clé du traitement de la douleur chronique. Cette molécule inspire même le repositionnement de certains médicaments existants.

Il s’agit précisément de médicaments anticancéreux, qui ciblent la molécule clé en question. En analysant un grand nombre de gènes importants dans la transmission de la douleur au cerveau, l’équipe du Docteur Christophe Altier, expert de la douleur inflammatoire, a identifié l'existence de cette molécule dans le système nerveux qui accroît la sensibilité à la douleur. La molécule avait déjà été impliquée dans la croissance du cancer. « L’implication la plus excitante de notre étude est que nous n'avons pas besoin de développer un nouveau médicament », commente l’auteur : « Nous montrons d’ailleurs qu'un médicament approuvé dans le traitement du cancer peut être repositionné dans cette indication ».

L'étude menée sur la souris modèle de douleur chronique apporte les premières preuves d’efficacité de ce médicament couramment utilisé pour traiter le cancer du poumon et un type de cancer du cerveau. Précisément, le médicament permet d’apaiser la douleur résultant d'une lésion nerveuse et d'une inflammation. Les résultats de cette petite étude préclinique devront être confirmés par des essais cliniques, menés auprès de patients souffrant de douleur chronique, dont des douleurs abdominale ou post-opératoire, précisent les chercheurs.

Ces résultats encourageants ouvrent également l’espoir d’une alternative aux opioïdes, d’autant « qu’avec ces médicaments anticancéreux, il n'y a aucun effet sur la tolérance. Il n’est pas besoin d'augmenter la dose du médicament pour obtenir un soulagement durable ».

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

JCI

L’équipe de Tim White (Université de Berkeley en Californie) a mis au jour en 1997, et peu à peu reconstitué, deux crânes d’adultes et un crâne d’enfant, vieux de 154.000 à 160.000 ans, près du village de Herto, dans la dépression d’Afar, en Ethiopie. Depuis cette découverte, de nombreuses études ont porté sur ces spécimens et ont été publiés. Cette fois avec Christoph Zollikofer de l'Université de Zurich, le paléontologue s'est intéressé à leur cerveau et plus exactement à la forme de leur endocrâne, la surface intérieure du crâne.

Les crânes de Herto sont parmi les mieux conservés de tous les fossiles de la lignée Homo. Ils ont ainsi permis de calculer le volume total du cerveau des trois individus retrouvés. Il en ressort que la taille de celui-ci était globalement semblable à celle observée dans les populations humaines modernes. En revanche, ces premiers cerveaux étaient structurés différemment des nôtres. Cela suggère une évolution ultérieure de cet organe ou un changement de forme lié à des modifications du visage. Pour comprendre les mécanismes qui ont provoqué ces transformations, les scientifiques ont effectué des analyses endocrâniennes sur 125 humains modernes et ont reconstruit le crâne de 50 fossiles d'Homo erectus, Homo neanderthalensis et H. sapiens.

Pour les sapiens ancestraux, en plus des spécimens de Herto, d'autres crânes découverts dans les grottes de Qafzeh et Skuhl, en Israël, ont été utilisés. Parce que la croissance cérébrale cesse avec l'éruption des premières molaires permanentes mais que la structure faciale continue de croître jusqu'à l'âge adulte, les auteurs ont inclus plusieurs enfants, modernes et fossiles, dans leurs investigations. Pour obtenir du matériel utilisable, il a fallu effectuer des scanners haute définition de tous les crânes puis reconstruire numériquement chaque endocrâne afin d'obtenir des données morphométriques permettant de comparer les différents cerveaux.

Cette étude montre que, chez les enfants, jusqu'à l'apparition des molaires et donc la fin de la croissance du cerveau, les formes endocrâniennes sont similaires chez les humains fossiles et modernes, ce qui indique que le cerveau n'a pas beaucoup évolué au cours des 200.000 dernières années. En revanche, de nombreuses différences sont repérées au niveau de l'endocrâne chez les adultes et elles sont associées à la croissance de la face et surtout du bas du visage. Une croissance sans doute liée à des modifications du régime alimentaire ayant soutenu des évolutions dans la façon de mastiquer.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

PNAS