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RTFLASH Recherche & Technologie
NUMERO 839
Lettre gratuite hebdomadaire d’informations scientifiques et technologiques
Créée par René Trégouët rapporteur de la Recherche et Président/fondateur du Groupe de Prospective du Sénat
Edition du 18 Mars 2016
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Egalement dans ce numéro
Avenir
Un robot-cafard pour atteindre les endroits inaccessibles
Matière
Un micro-anneau capable de produire des impulsions lumineuses
Nouveau record de rendement pour les cellules solaires organiques
Des micro-supercondensateurs flexibles
Vivant
Démence : un risque en diminution ?
Le microbiote intestinal jouerait un rôle-clé dans la croissance
Un patient opéré au cerveau alors qu’il reste éveillé et guidant le chirurgien grâce à la réalité virtuelle
Le sport mobiliserait les défenses immunitaires contre le cancer
Des enzymes cellulaires contre la grippe saisonnière
Médicaments contre les douleurs d'estomac : à consommer avec modération !
Un dispositif électronique cérébral implantable et résorbable…
Vers un test sanguin universel de détection des cancers
Les risques de schizophrénie pourraient être liés à un gène touchant les neurones
Le fonctionnement de notre cerveau serait influencé par les saisons
Produire des tissus humains par imprimante 3D…
Recherche
La première voiture électrique basse tension expérimentée
Edito
Comment faire face, avec intelligence, au réchauffement climatique ?



Selon des travaux récents de l’Organisation des Nations unies pour l’alimentation et l’agriculture (FAO), il faudra augmenter de 70 % la production alimentaire dans les trente-cinq prochaines années afin de nourrir les neuf milliards d’humains que comptera la planète en 2050, contre sept milliards aujourd’hui. Reste que cette équation alimentaire doit intégrer une nouvelle inconnue d’un poids considérable : le réchauffement climatique global. 

Aujourd’hui, la part de la population mondiale affectée par la malnutrition est descendue à 11 % de la population mondiale (805 millions de personnes), contre 18,5 % il y a 25 ans. Mais selon le Programme des Nations unies pour le développement (PNUD), d’ici à 2080, ce sont 600 millions de personnes supplémentaires qui pourraient retomber dans l’insécurité alimentaire sous l’effet du changement climatique et, comme le souligne Ali Abdou Bonguéré, coordinateur national du réseau Climat et développement au Niger, « En Afrique  subsaharienne et en Asie du Sud-Est, l’agriculture est le moyen de subsistance de 80 % de la population ».

Le cinquième rapport du Groupe intergouvernemental d’experts sur l’évolution du climat (GIEC), rendu public en novembre 2014, a mis en lumière les effets dévastateurs que le changement climatique en cours risque d’avoir sur tous les aspects de la sécurité alimentaire. A commencer par la quantité d’aliments produite : sans réel effort d’adaptation, les rendements des grandes cultures (blé, riz, maïs…) pourraient diminuer de 2 % par décennie. Or, ces baisses de la productivité, qui sont déjà  visibles y compris dans les régions tempérées, seront plus sensibles dans les zones tropicales, les plus exposées au changement climatique et déjà touchées par l’insécurité alimentaire.

Cette baisse prévue des rendements de certaines denrées de première nécessité, à laquelle s’ajouteront les pertes de cultures causées par des événements météorologiques extrêmes plus fréquents et plus intenses, fait peser un risque de hausse et de volatilité croissante des prix alimentaires. Une étude de l’ONG Oxfam, publiée fin 2012, soulignait que le prix moyen des denrées de base (maïs, blé, riz) pourrait plus que doubler au cours des vingt prochaines années par rapport aux prix observés en 2010 ; entre un tiers et la moitié de cette augmentation serait causée par le changement climatique. Or, comme le souligne à juste titre cette étude, « La sécurité alimentaire n’est pas uniquement une question de niveau de production agricole, c’est d’abord une question de répartition et d’accès à la nourriture ».

Mais une nouvelle étude publiée il y a quelques jours par des chercheurs de l’université d’Oxford et intitulée « Effets du changement climatique sur la production alimentaire mondiale » mérite cette semaine tout notre attention. Certes, on savait déjà que le changement climatique en cours s’accompagnait d’une sensible augmentation du nombre d’événements climatiques extrêmes - sécheresses, inondations, ouragans, cyclones, tsunamis - et menaçait la sécurité alimentaire, en entraînant une baisse des rendements agricoles. Mais pour la première fois, une étude a tenté d’évaluer les effets du changement climatique sur l’équilibre nutritionnel (voir The Lancet). « Jusqu'à présent, de nombreuses recherches se sont penchées sur la sécurité alimentaire, mais peu se sont concentrées sur les effets plus larges en matière de santé de la production agricole », souligne Marco Springmann, de l'Université d'Oxford, qui a dirigé ces travaux.

La production agricole et l’offre alimentaire disponible ont en effet aussi un impact sur la composition des repas. « Notre étude montre qu’une baisse, même modeste, de la nourriture disponible par personne peut entraîner d’importantes modifications dans l’équilibre des régimes alimentaires et avoir de fortes répercussions sur la santé des gens », souligne le Docteur Marco Springmann.

Ainsi, sans mesures immédiates de réduction des gaz à effet de serre, le changement climatique pourrait entraîner, en moyenne, une baisse de la disponibilité alimentaire de 3,2 % par personne, soit 99 kilocalories par jour. Cela aurait pour effet de réduire de 4 % (14,9 grammes par jour) la consommation de fruits et légumes, et de 0,7 % (0,5 g par jour) celle de viande. Au final, cette étude prévoit que la seule baisse de la consommation de fruits et légumes, et donc de vitamines, pourrait provoquer 534 000 morts supplémentaires par an dans le monde en 2050.

L’ampleur de ces effets du changement climatique risque évidemment d’être très variable selon les régions. Les pays à bas revenus et revenus intermédiaires seront très probablement les plus affectés, en particulier ceux d’Asie du Sud-Est, une région particulièrement vulnérable aux dérèglements climatiques. Près des trois quarts des décès surviendraient en Chine et en Inde et, selon ces travaux, la consommation réduite de fruits et légumes pourrait faire deux fois plus de morts que la sous-alimentation. 

L'étude souligne que si aucune mesure n'est prise pour réduire les émissions de gaz à effet de serre, le changement climatique pourrait réduire « d'environ un tiers » l'amélioration prévue de la quantité de nourriture disponible d'ici à 2050. En revanche, le fait de limiter les émissions de gaz à effet de serre pourrait diminuer le nombre de morts de 29 % à 71 % selon les scénarios et dans un scénario sans changement climatique, l'accroissement du volume de nourriture disponible et de la consommation pourrait empêcher 1,9 million de décès.

Ces prévisions sont à rapprocher du dernier rapport de l'ONU, publié fin 2015, qui indiquait que, dans ces 20 dernières années, les catastrophes climatiques ont tué plus de 600 000 personnes et fait plus de 4,1 millions de blessés et de sans-abri. La très grande majorité de ces décès (89 %) ont été enregistrés dans des pays à faibles revenus et ont entraîné des pertes financières évaluées à 1,9 milliard de dollars (1,8 milliard d'euros). D'après le rapport, qui se penche uniquement sur ces vingt dernières années, "les catastrophes climatiques sont de plus en plus fréquentes, du fait surtout de l'augmentation soutenue du nombre d'inondations et de tempêtes et cette tendance devrait s’accentuer dans les décennies à venir".

Les inondations ont représenté à elles seules 47 % des catastrophes climatiques (entre 1995 et 2015) et affecté 2,3 milliards de personnes, dont l'immense majorité (95 %) en Asie. Bien que moins fréquentes que les inondations, les tempêtes ont été les catastrophes climatiques les plus meurtrières, avec 242 000 morts. En 2013, le Conseil norvégien pour les réfugiés, une institution indépendante, a estimé à 22 millions le nombre de "réfugiés climatiques" dans le monde, un nombre qui aurait triplé en 30 ans et, selon l’ONU, ces réfugiés climatiques pourraient être 250 millions en 2050, si nous ne parvenons pas à lutter plus efficacement contre le changement climatique sans précédent en cours.

On imagine sans peine les tensions et les conflits que risquent de provoquer de tels déplacements de populations qui vont immanquablement s’accompagner d’une paupérisation des personnes concernées et d’une régression en termes de sécurité alimentaire. Pour autant, ce sombre scénario n’a rien d’une fatalité et nous pouvons l’éviter, à condition de repenser complétement deux des variables essentielles de toute société humaine : la production agricole et la production d’énergie.

En 2013, La production mondiale de viande a atteint environ 300 millions de tonnes et elle a triplé en 50 ans selon l’Ifpri ; celle de poissons a atteint 158 millions de tonnes et a augmenté de 50 % en 50 ans. Il faut également souligner que, pour la première fois en 2012, la quantité de nourriture provenant des élevages piscicoles a dépassé la quantité de viande bovine d’élevage. 66 millions de tonnes de poissons d’élevage ont été produits contre 63 millions de tonnes pour la viande de bœuf. Quant à la production mondiale de céréales, elle a dépassé les 2,5 milliards de tonnes en 2014 (selon la FAO) et a triplé depuis 50 ans, une performance d’autant plus remarquable que, dans le même temps, la surface cultivée moyenne par habitant dans le monde a été divisée par deux, passant de 0,4 à 0,2 hectare…

Soulignons également que la production mondiale d’algues est passée, selon la FAO, de 2 millions de tonnes en 1970 à plus de 25 millions en 2013, 90 % de cette production provenant de l’algoculture. Si 60 % de ces algues sont utilisées par l’industrie pharmaceutique, 40 % se retrouvent dans notre alimentation, sous différentes formes.

Parmi ces nombreuses variétés d’algue, l’une d’entre elles est particulièrement intéressante pour l’alimentation humaine : la spiruline. Cette algue renferme environ 60 % de protéines d’excellente qualité et contient, outre de nombreuses vitamines et sels minéraux, tous acides aminés dont a besoin notre organisme. Son pouvoir nutritif est tel que la consommation d'une dose quotidienne de 1 à 3 grammes de spiruline pendant 4 à 6 semaines suffit à guérir un enfant souffrant de malnutrition grave. La culture de la spiruline présente en outre l’avantage d’avoir un excellent rendement et de ne pas requérir de surfaces trop importantes. Dans une ferme cultivant la spiruline, le rendement annuel est en effet de 9 tonnes de protéines à l'hectare, contre 1 tonne pour le blé ou le soja. La production mondiale de spiruline est passée en 30 ans de 500 à 6000 tonnes par an.

Certains chercheurs ont calculé que, pour fournir aux 200 millions d’enfants du monde souffrant de malnutrition l’apport protéique dont ils ont besoin, il suffirait de produire, au niveau mondial, environ 400 000 tonnes de spiruline par an, ce qui ne représenterait que 45 000 hectares de surfaces cultivées, soit 0,2 % de la surface cultivée en France… 

Mais, s’agissant de la raréfaction de l’espace agricole disponible dans le monde, il faut rappeler que celui-ci doit être relativisé, comme l’ont montré les travaux de Laurence Roudart, chercheuse reconnue au niveau international de l’Université libre de Bruxelles. Cette scientifique souligne que sur les 13,4 milliards d'hectares de terres émergées sur notre planète, environ 30 % sont considérées comme cultivables sans qu'il soit besoin d'irriguer. Or, sur ces 4,2 milliards d'hectares, 60 % ne sont pas cultivés, soit environ 2,5 milliards d'hectares, ce qui est considérable. Il reste donc 970 millions d’hectares potentiellement disponibles pour l’agriculture (Voir La Recherche).

Sur cette surface, même en étant volontairement très prudents et en prenant en compte les extensions urbaines, les infrastructures, la protection des forêts et des zones protégées et les surfaces importantes à prévoir pour les biocarburants, cette chercheuse estime qu’il est tout à fait possible de récupérer 590 millions d'hectares cultivés supplémentaires, ce qui suffit  largement, sans révolution agronomique majeure, à assurer une production alimentaire suffisante aux deux milliards d’humains supplémentaires qui peupleront notre planète en 2050 (Voir étude Etude).

Il n’est donc pas exact d’affirmer que la production agricole mondiale est vouée inexorablement au déclin, du fait d’une pénurie de terres agricoles exploitables. Paradoxalement, alors que la surface agricole mondiale ne cesse d’être rognée par l’urbanisation, il existe une réserve de terres agricoles non utilisées ou sous-exploitées tout à fait considérable et largement suffisante pour nourrir la planète, même avec 9 milliards d’humains.

Mais justement, l’impact prévisible du changement climatique sur les rendements agricoles va obliger l’ensemble de nos sociétés non seulement à mobiliser toutes ces surfaces agricoles potentielles mais également à les exploiter avec intelligence en systématisant le concept d’agroénergie, c’est-à-dire la production conjointe, synergique et circulaire de produits agricoles issus de l’agriculture durable et d’énergies renouvelables, faiblement émettrices ou neutres en CO2.

Partout dans le monde, les expériences de production agroénergétique se développent et se multiplient, en utilisant et en combinant les récentes avancées technologiques. Aux États-Unis par exemple, des chercheurs de l'université d'État du Michigan ont mis au point un nouveau type de concentrateur solaire transparent, capable de générer de l'énergie tout en laissant passer la lumière. Le système, peu coûteux à produire, est composé de molécules organiques spécifiquement conçues pour absorber certaines longueurs d'onde du spectre lumineux, comme les rayons ultraviolets et proche infrarouges. Pour l’instant le rendement énergétique de ces cellules solaires transparentes reste faible mais ces chercheurs pensent atteindre les 5 % vers 2020, ce qui permettrait alors d’utiliser ce nouveau type de panneaux solaires pour couvrir de vastes surfaces agricoles et faire ainsi d’une pierre deux coups en en utilisant les terres cultivées pour produire de l’électricité à faible coût.

Une autre voie très prometteuse est celle de l’agriculture hors-sol urbaine. Dickson Despommier, professeur de sciences environnementales et de microbiologie à l’Université Columbia de New York, fut l’un des premiers à formaliser le concept en 1999. Ce chercheur original a conçu au fil des années un projet de ferme verticale de 30 étages, qui pourrait suffire à nourrir 30 000 personnes, avec un rendement moyen 5 fois supérieur à celui de l’agriculture traditionnelle.

En septembre 2015, la plus grande ferme aéroponique du Monde a ouvert ses portes à Newark dans la banlieue de New York. D’une superficie de 6500 m², cette ferme high tech, largement inspirée des travaux pionniers de Despommier, utilise les techniques d’aéroponie qui consistent à nourrir les plantes en vaporisant eau et nutriments sur les racines et les feuilles. « Depuis dix ans, nous avons développé des algorithmes de croissance de plus de 250 légumes, si bien que nous pouvons prévoir et gérer en temps réel tous les besoins en lumière, eau et nutriments d’une grande variété de plantes, de fruits et de légumes », souligne Marc Oshima, co-fondateur d’AeroFarms.

Dans cette ferme urbaine high-tech utilisant des robots et des logiciels sophistiqués de prévision, il est possible d’atteindre et de maintenir des rendements record tout au long de l’année. L’arrivée à maturité des légumes prend en moyenne deux semaines, ce qui autorise entre 20 et 25 récoltes par an. Autre avantage considérable de ce nouveau mode de culture : la consommation d’eau est réduite de 95 %, les engrais et pesticides ne sont plus nécessaires et les nutriments non utilisés sont entièrement recyclés. Quant à la quantité d’énergie requise au bon fonctionnement global de ce système de production agricole, elle peut être en partie fournie par des sources d’énergie renouvelable (énergie solaire, pompe à chaleur, bio gaz) et surtout elle est largement compensée par le fait que cette production agricole à haut rendement est réalisée en pleine ville, donc à proximité immédiate des consommateurs, ce qui réduit considérablement le coût énergétique lié à la logistique et au transport. La ferme de Newark devrait produire 1000 tonnes de choux et salades par an.

Philips a pour sa part imaginé un concept permettant à chacun d’installer sa propre mini-ferme et de produire de la nourriture, de l’eau filtrée et du gaz 100 % naturel. Cet écosystème particulièrement ingénieux, baptisé « Biosphere Home Farming » fonctionne uniquement avec de l’eau, des déchets organiques et la lumière du soleil. Ses cinq niveaux accueillent différents types de culture et d’élevage qui forment un ensemble cohérent et autosuffisant : plantes et herbes aux 1er et 2e niveau pour fixer le CO², algues au 3e pour filtrer l’eau et fournir l’oxygène aux poissons et crevettes du 4e, et déchets de cuisine au 5e. Là encore, ce complexe agroénergétique permet de récupérer le méthane généré par la décomposition des déchets organiques pour générer de la chaleur et permettre l’éclairage nocturne de l’ensemble.

Il faut également évoquer le projet de Forward Thinking Architecture, conçu et développé par l’architecte Javier Ponce. Ce concept de ferme solaire flottante, qui combine agriculture et pisciculture est également très intéressant car il ne se pose pas en opposition à l'agriculture traditionnelle mais veut offrir des solutions novatrices pour relever le défi d’une production énergétique et agricole durable et écologique intégrée au tissu urbain.

Les concepteurs de ce projet ont calculé que cette ferme agroénergétique flottante, d’une superficie de 200 mètres sur 350, devrait pouvoir produire environ 8000 tonnes de légumes et 1700 tonnes de poisson par an. Mais surtout ce type de ferme, en consommant peu d’eau et d’énergie et en s’affranchissant largement des conditions climatiques, pourrait devenir le moteur d’une nouvelle économie agricole extrêmement souple, diversifiée et durable.

En France, la commune d'Ortaffa, en Languedoc-Roussillon, a mis en place depuis septembre 2013 un parc solaire tout à fait novateur dans lequel s'insèrent des activités agricoles : vignes, ruches, pâtures à moutons. Ce projet a été conçu et mis en œuvre avec les agriculteurs et éleveurs de la région. Au lieu d’être regroupé sur un site unique, ce parc, implanté sur un terrain à faible valeur agronomique, comporte 300.000 panneaux photovoltaïques ; il a été réparti sur 10 parcelles de 21 hectares au total.

Sous les panneaux solaires, la culture des plantes fourragères a été privilégiée, ce qui permet aux moutons de pâturer librement. Mais d’autres parcelles sont majoritairement peuplées de plantes mellifères qui vienne alimenter des ruches situées à proximité. Le parc solaire produit chaque année assez d’électricité pour satisfaire la consommation domestique de 15 000 habitants, tout en évitant l'émission de plus de 10 000 tonnes de CO2 dans l'atmosphère.

En matière de recherche, notre pays se distingue également avec un projet de serres agricoles révolutionnaires lancé en 2013 par le centre Agrobiotech de l'Inra Sophia et le groupe aixois Sunpartner. Ces serres futuristes visent à optimiser la culture des végétaux en utilisant de façon intelligente le contrôle des flux et des types de rayonnements solaires pour optimiser les cultures, tout en assurant la production de chaleur et d’électricité. "Nous étions à la recherche d’un partenaire qui, contrairement aux options actuelles de serres photovoltaïques, comprend et valorise les synergies indispensables entre la production agricole et la production d’énergie solaire, jusque dans leurs enjeux socio-économiques", précise Christine Poncet, directrice adjointe de l’Institut Sophia Agrobiotech. 

Mais les villes de demain, à côté des fermes urbaines verticales et des serres agroénergétiques iront peut-être encore plus loin dans l’intégration de la production agricole. Les architectes Pierre Sartoux et Augustin Rosensthiel ont ainsi conçu un projet de « Tour vivante » qui verra peut-être le jour à Rennes. L’idée est de construire un ensemble urbain regroupant 11 000 m² de logements, 8 600 m² de bureaux et un espace de production agricole prévu pour récolter 63 tonnes de tomates, 9 tonnes de fraises et 40 000 pieds de salade par an. Comme il se doit, ce complexe urbain est prévu pour être totalement autonome sur le plan énergétique grâce à ses 4 500 m² de cellules photovoltaïques, ses éoliennes urbaines et son système sophistiqué de récupération de chaleur.

Les enfants qui naissent aujourd’hui connaîtront un monde dont 80 % des 9 milliards d’habitants vivront en milieu urbain et devront faire face, quels que soient les efforts que l’humanité parviendra à accomplir, à un inévitable changement climatique dont les effets sont déjà perceptibles dans nos vies quotidiennes et dont personne ne peut encore prévoir l’ampleur et les conséquences globales sur nos sociétés.

Pour relever cet immense défi et s’adapter à ce nouvel environnement profondément différent de ce qu’il a connu depuis la naissance des grandes civilisations, l’Homme devra accomplir cette double révolution : apprendre à produire de manière circulaire synergique et durable sa nourriture et son énergie et organiser cette production diversifiée d’une manière totalement décentralisée et intégrée aux autres activités humaines. C’est à ces conditions que nous parviendrons à transmettre aux générations futures, sans renoncer à l’idéal de progrès économique, scientifique et humain issu des Lumières, une Terre non seulement vivable mais peut-être plus équitable.

René TRÉGOUËT

Sénateur honoraire

Fondateur du Groupe de Prospective du Sénat


Avenir
Nanotechnologies et Robotique
Un robot-cafard pour atteindre les endroits inaccessibles
Lundi, 14/03/2016 - 00:00

Des chercheurs américains se sont inspirés des cafards pour concevoir un robot capable d'atteindre les endroits très difficiles d'accès. « Ce qui est impressionnant chez ces cafards, c'est leur capacité à courir aussi vite dans un espace de seulement 0,8 centimètre que de 1,6 cm, en réorientant totalement leurs pattes sur le côté de leur corps », explique Kaushik Jayaram, chercheur de l'Université Harvard et un des principaux auteurs de cette étude.

Dans un espace libre, ces insectes mesurent environ 3,7 cm de haut quand ils se déplacent mais peuvent rapetisser leur corps jusqu'à un quart de centimètre, soit l'épaisseur de deux pièces d'un centime, précise-t-il. On avait déjà découvert il y a 25 ans que ces cafards américains, du nom de l'espèce, pouvaient courir sur deux pattes à 1,5 mètre par seconde, soit 50 fois la longueur de leur corps par seconde.

S'inspirant de leurs techniques, les chercheurs ont conçu un petit robot simple et peu coûteux qui tient dans la paume de la main. Il est capable de déplier ses pattes quand il est écrasé et de les protéger avec un écran en plastique tout aussi solide et lisse que les ailes recouvrant le dos des cafards.

Baptisé CRAM (Compressible robot with articulated mechanisms), ce robot a pu se faufiler dans des fissures et courir dans des espaces de moitié sa hauteur.

« En cas de séisme, les sauveteurs ont besoin de savoir si les éboulis sont stables et sûrs mais les robots actuellement utilisés ne peuvent pas entrer sous les décombres », relève Robert Full, professeur de biologie à l'Université de Californie à Berkeley.

Il s'agit seulement d'un prototype qui démontre la faisabilité de nouveaux robots plus efficaces inspirés d'insectes munis d'exosquelettes, poursuit le chercheur. « Les insectes sont les animaux les plus doués » pour survivre « car ils peuvent accéder quasiment partout et nous devrions de ce fait nous en inspirer pour fabriquer des robots reproduisant ces capacités », estime-t-il.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

PNAS

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Matière
Matière et Energie
Un micro-anneau capable de produire des impulsions lumineuses
Mercredi, 16/03/2016 - 21:32

Les chercheurs de la célèbre Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) ont créé un minuscule dispositif, en forme d'anneau, capable de générer un signal laser pulsé. Ils ont reproduit avec succès des solitons de lumière au moyen d'un petit dispositif basé sur une puce électronique, établissant ainsi un nouveau record dans ce domaine.

Leur travail pourrait être utilisé dans des applications de télécommunication et dans des analyses chimiques. Les solitons sont un type d'ondes qui, contrairement à d'autres ondes, conservent leur forme même lorsqu'elles s'éloignent de leur source. Les ondes solitaires de lumière présentent un grand intérêt car elles peuvent produire des fréquences de lumières espacées régulièrement. Ces « peignes de fréquences » peuvent être utilisés dans des technologies qui demandent des fréquences largement espacées, comme les télécommunications et les analyses chimiques.

Le projet a été conduit par Victor Brasch et Michael Geiselmann au laboratoire de Tobias J. Kippenberg à l'EPFL, en collaboration avec des collègues du Russian Quantum Center. Pour générer des solitons, les scientifiques ont utilisé des structures microscopiques en forme d'anneau, constituées de nitrure de silicium. Ils sont qualifiés de « microrésonateurs » et sont depuis des années le domaine d'expertise de Tobias Kippenberg.

Les microrésonateurs sont couplés à un laser et peuvent emmagasiner la lumière qu'ils en reçoivent pendant quelques nanosecondes. « Ce laps de temps suffit pour que la lumière fasse des milliers de fois le tour de l'anneau et s'y accumule, ce qui accroît considérablement l'intensité de la lumière », explique Kippenberg.

Le laser, qui normalement est continu par nature, est converti en pulsations ultra-courtes : les solitons. La lumière est alors constituée d'une gamme de fréquences, qui peuvent être imaginées comme de différentes couleurs. Dans le microrésonateur, les fréquences sont séparées de manière très précise par une distance identique, produisant quelque chose qui ressemble à l'espacement régulier des dents d'un peigne. Par conséquent, les physiciens qualifient ce phénomène de « peigne de fréquences ».

En ajustant les paramètres d'élaboration du microrésonateur, les chercheurs ont également pu générer ce qu'on appelle un « rayonnement Cherenkov de solitions », qui élargit le spectre de fréquences.

Cette réussite signifie un nouveau record pour ce microrésonateur. Avec cette approche, un seul laser suffirait à créer une gamme de fréquences individuelles capables de transporter de l'information séparément, même à travers la même fibre optique. De plus, la spectroscopie chimique et la mesure atomique du temps sont d'autres applications potentielles.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

EPFL

Nouveau record de rendement pour les cellules solaires organiques
Mercredi, 16/03/2016 - 21:25

Les équipes de R&D d'Heliatek ont annoncé avoir atteint un nouveau record de rendement de conversion, 13,2 %, pour une cellule photovoltaïque organique à multi-jonctions, établissant un nouveau record mondial pour la conversion directe de la lumière solaire en électricité à l'aide de cellules photovoltaïques organiques.

Grâce à l'excellent comportement dans des conditions de lumière faible et de température élevée du semi-conducteur organique, la génération d'électricité des cellules récemment développées atteint la production des cellules solaires traditionnelles avec un rendement de 16 à 17 % quand tous deux sont utilisés en conditions réelles.

Ces nouveaux résultats confirment la position de leader mondial de la technologie d'Heliatek comme le montrent ses progrès continus, passant de 3 % à 13 % de rendement au cours des 10 dernières années. La société poursuit également sa feuille de route visant à atteindre un rendement de 15 % des cellules solaires organiques. Ces résultats confirment l'approche technologique unique d'Heliatek consistant à utiliser la déposition sous vide de petites molécules sur des films plastiques.

La cellule record est une cellule à multi-jonctions combinant trois éléments d'absorption différents. Chacun d'entre eux est destiné à convertir efficacement la lumière verte, rouge ou proche infrarouge de la plage de longueur d'onde située entre 450 et 950 nm en électricité. Ces molécules d'absorption ont été développées et sont brevetées par Heliatek.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Photonics

Des micro-supercondensateurs flexibles
Mercredi, 16/03/2016 - 21:09

Des chercheurs français appartenant au Réseau sur le stockage électrochimique (RS2E), associés à un chercheur russo-américain, ont mis au point un supercondensateur miniature et adaptable aux supports flexibles.

Ces scientifiques sont partis d’une couche de carbure de titane (TiC) placée sur une puce de silicium (SiO2). Puis ils ont appliqué un traitement au chlore à partir duquel ils ôtent le titane en surface, créant une couche de carbone poreuse (des pores se créent là où les atomes de titane disparaissent) qui forme le supercondensateur, très performant.

Ce traitement au chlore à haute température (400°C) est tout à fait compatible avec les procédés de l’industrie de la microélectronique. La couche de carbure de titane (TiC) restée entre le supercondensateur et la puce de silicium permet en outre une très bonne adhésion des deux parties entre elles.

Ces scientifiques ont découvert que si le traitement au chlore est poussé jusqu’au bout, tout le titane disparaît et la couche de carbone poreuse se décolle du silicium. Le supercondensateur est alors un film de carbone autosupporté, mécaniquement stable, et micrométrique, déposable sur tous types de supports, par exemple polymères.

Le supercondensateur placé sur la puce de silicium obtient le meilleur rapport énergie surfacique/puissance surfacique du moment. Le « film » supercondensateur est quant à lui potentiellement fabricable sur des grandes surfaces et utilisable pour des applications flexibles ou « portables ». Au-delà du stockage de l’énergie, ce film de carbone poreux inédit offre aussi des perspectives pour la mise au point de revêtements élastiques à faible coefficient de frottement ou encore pour la réalisation de membranes pour la filtration de gaz.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Industrie & Technologies

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Vivant
Santé, Médecine et Sciences du Vivant
Démence : un risque en diminution ?
Mercredi, 16/03/2016 - 21:19

Une étude menée par l'Université de Boston et basée sur les données de l’étude de Framingham (Framingham Heart Study), suggère que le taux d’apparition des nouveaux cas de démence semble diminuer.

Ces travaux montrent que certains cas de démence seraient évitables ou l’âge au début de la maladie pourrait être retardé. Ce résultat devrait encourager les organismes financeurs et la communauté scientifique à mettre en œuvre de nouvelles études pour comprendre davantage les facteurs démographiques, environnementaux et ceux liés au style de vie qui pourraient être à l’origine de cette diminution.

L’Organisation mondiale de la santé (OMS) estime à 47,5 millions le nombre de personnes dans le monde atteintes de démences (c’est-à-dire maladie d’Alzheimer et maladies apparentées) et les prévisions pour les futures décennies sont de 75,6 millions en 2030 et à 135,5 millions en 2050. L’étude de Framingham, commencée en 1947, est la plus ancienne étude épidémiologique dans le monde à l’origine de grandes découvertes sur les facteurs de risques cardiovasculaires en particulier. C’est à partir de 1975 que les participants à l’étude FHS ont été surveillés en continu pour diagnostiquer l’apparition d’une détérioration cognitive ou d’une démence. Grâce à un recueil rigoureux et standardisé des données, les chercheurs ont pu diagnostiquer la maladie d’Alzheimer et d’autres démences en utilisant les mêmes critères au cours des trente dernières années.

Les chercheurs ont observé pendant près de 40 ans le taux d’apparition des nouveaux cas démence à tout âge donné et ont tenté d’expliquer pourquoi il avait diminué dans le temps en prenant en compte des facteurs de risque comme les années d’étude, le tabagisme, et les maladies chroniques telles que le diabète, l’hypertension ou l’hypercholestérolémie.

En examinant quatre périodes distinctes (1970-1979, 1980-1989, 1990-1999, 2000-2009), les chercheurs ont découvert un déclin progressif de l’incidence de la démence à tout âge, avec une réduction moyenne de 20 % tous les dix ans depuis le début de la période d’observation.

Ce déclin était plus prononcé pour un sous-type de démence dû aux maladies vasculaires, (démences vasculaires, ou post AVC). Au cours de la même période, la part des démences attribuable aux maladies cardiovasculaires a diminué, ce qui illustre l’importance d’un traitement efficace des AVC et des mesures de prévention des maladies cardiaques. Il est intéressant de noter que le déclin de l’incidence de la démence a été observé uniquement chez des personnes ayant un niveau d’études secondaires et au-delà.

"Actuellement, il n’y a pas de traitement efficace pour prévenir ou guérir la démence" a expliqué le docteur Sudha Seshadri, professeur de neurologie à la Faculté de Médecine de l’Université de Boston et investigateur principal de l’étude FHS. "Une prévention efficace pourrait réduire au moins en partie l’explosion du nombre de personnes affectées par la maladie dans quelques dizaines d’années", a-t-elle ajouté.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Neurology Advisor

Le microbiote intestinal jouerait un rôle-clé dans la croissance
Mercredi, 16/03/2016 - 20:54

Des chercheurs de l'Institut de génomique fonctionnelle de Lyon (CNRS/ENS Lyon/Université Claude Bernard Lyon 1), du laboratoire CarMeN (Inserm/Inra/Université Claude Bernard Lyon 1/Insa Lyon), et de l'unité BF2I (Inra/Insa Lyon) ont montré que le microbiote intestinal est nécessaire à une croissance post-natale optimale et contribue à la détermination de la taille des individus adultes, notamment en cas de sous-alimentation. L'élément clé de cette relation est le facteur de croissance Insulin-like Growth Factor-1 (IGF-1) dont la production et l'activité sont en partie contrôlées par le microbiote.

Ces résultats montrent de plus que certaines souches de bactéries intestinales, appartenant à l'espèce Lactobacillus plantarum, peuvent favoriser la croissance post-natale des animaux, ouvrant ainsi une nouvelle piste pour lutter contre les effets délétères de la sous-nutrition chronique infantile.

Au cours de la phase juvénile, la croissance des animaux est influencée par des interactions entre les apports nutritionnels et les signaux hormonaux. Une sous-nutrition aiguë, de quelques jours chez la souris, se traduit par une perte de poids importante, largement documentée et attribuée, entre autres, à une perturbation du microbiote intestinal. Lors d'une sous-nutrition chronique, un retard de croissance se manifeste.

Les mécanismes complexes de ce retard mettent en jeu un état de résistance à l'action de l'hormone de croissance, sécrétée par l'hypophyse, une glande endocrine située sous le cerveau, qui stimule normalement la production de facteurs de croissance, comme l'Insulin-like Growth Factor 1 (IGF-1) par de nombreux tissus. Cette résistance des tissus à l'hormone de croissance entraîne une chute de la production d'IGF-1, ce qui conduit à un retard de développement et une taille réduite de l'individu par rapport à son âge. L'influence du microbiote sur ces mécanismes restait jusqu'à ce jour inconnue.

En comparant, dans différentes conditions nutritionnelles, le développement de souris standard, avec un microbiote normal, et des souris dites axéniques, sans microbiote intestinal, les chercheurs ont démontré pour la première fois le rôle des bactéries de la flore intestinale sur le contrôle de la croissance. Ces chercheurs ont observé que les souris axéniques avaient non seulement pris moins de poids, mais qu'elles étaient aussi plus petites que les souris standard.

De plus, les chercheurs ont montré que les souris axéniques avaient des taux et une activité de l'IGF-1 plus bas que les autres souris. En interférant avec l'activité de l'IGF-1 chez les souris normales ou en injectant de l'IGF-1 à des souris axéniques, les chercheurs ont démontré que le microbiote intestinal favorise la croissance en influençant la production et l'activité de cet important facteur de croissance.

Ces résultats démontrent ainsi que certaines souches de Lactobacillus ont la capacité de favoriser la croissance post-natale chez les mammifères. La sous-nutrition chronique affecte encore aujourd'hui plus de 150 millions d'enfants de moins de 5 ans dans les pays à faibles revenus. Ces recherches ouvrent donc la voie vers une possible utilisation de souches de Lactobacillus comme moyen thérapeutique d'atténuer les effets délétères d'une sous-nutrition chronique sur la croissance infantile et donc favoriser une croissance post-natale saine dans la population générale.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Science

Un patient opéré au cerveau alors qu’il reste éveillé et guidant le chirurgien grâce à la réalité virtuelle
Mercredi, 16/03/2016 - 17:25

L'équipe du Professeur Philippe Menei, neurochirurgien au CHU d'Angers, a réalisé une Première mondiale : un patient porteur d’une tumeur au cerveau a été opéré tout en étant plongé dans la réalité virtuelle grâce à des lunettes 3D Occulus Rift. Celles-ci lui ont permis d’aider le chirurgien pendant l’opération en lui indiquant comment évoluait son champ visuel en fonction des zones stimulées. Cette opération est dite de chirurgie éveillée.

L’opération s’est déroulée le 27 janvier 2016. Aujourd’hui, le patient se porte bien. Il était porteur d’une tumeur au cerveau située près des zones du langage et des connexions visuelles.

N’ayant plus qu’un œil suite à une maladie ophtalmologique, il était d’autant plus essentiel d’épargner son champ visuel. Aussi le dispositif était-il mis en place pour prévenir une altération du champ visuel due à l’intervention.

Durant l’intervention, le neurochirurgien stimule le cerveau avec une électrode. Le patient est, quant à lui, immergé dans des tests du champ visuel grâce à une application projetée dans ses lunettes. Il peut ainsi interagir en direct avec le chirurgien pour lui indiquer comment évolue son champ visuel suivant les zones stimulées. Des points lumineux sont envoyés dans son champ visuel et on demande au patient s’il voit ces points. S’il les voit, cela veut dire que l’action du chirurgien ne porte pas atteinte à sa vision.

En stimulant le cerveau avec une électrode, le neurochirurgien peut réaliser une cartographie précise selon les indications du patient. Il peut ainsi épargner lors de l’ablation elle-même les zones du cortex impliquées dans des fonctions essentielles comme la motricité ou le langage.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Industrie & Technologies

Le sport mobiliserait les défenses immunitaires contre le cancer
Mercredi, 16/03/2016 - 17:19

Des chercheurs danois de l'Université de Copenhague ont montré que le sport pourrait permettre de réduire de moitié la taille d'une tumeur cancéreuse. L'expérience a été réalisée sur des souris, mais elle montre que le mécanisme à l'origine de cet effet thérapeutique est dû à l'adrénaline libérée par une activité physique intense qui aide les cellules immunitaires NK à se déplacer dans le corps pour s'attaquer aux cellules cancéreuses.

"On savait déjà que l'activation des cellules tueuses NK pouvait contrôler et réguler la taille des tumeurs mais personne n'avait remarqué comment l'exercice physique régule ce système", explique la chercheuse Pernille Hojman dont l'étude a été publiée dans la revue Cell Metabolism. "Dans notre expérience, nous avons injecté à des souris de l'adrénaline pour imiter cette augmentation pendant l'exercice et nous avons constaté que les cellules NK se mobilisent dans la circulation sanguine et vont à la rencontre de la tumeur".

Les chercheurs ont ensuite appauvri les souris en cellules NK, ce qui a montré que même avec de l'exercice et d'autres cellules immunitaires, le taux de croissance de leur cancer est revenu à la normale. Bloquer la libération d'adrénaline dans l'organisme a aussi ralenti considérablement les avantages de l'activité physique. Selon ces travaux, il semble que les IL-6 induits par l'exercice semblent jouer un rôle dans la mobilisaiton des cellules NK contre la tumeur.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Cell

Des enzymes cellulaires contre la grippe saisonnière
Mercredi, 16/03/2016 - 17:14

Des chercheurs de l'INSERM (Centre d’étude des pathologies respiratoires, Unité 1 100), de l’Institut Pasteur et du pôle de recherche Pasteur-Université de Hong Kong, ont découvert que le processus inflammatoire qui, dans la grippe, est responsable des lésions du tissu pulmonaire parfois graves, voire mortelles, peut être inhibé en bloquant des enzymes tissulaires, les calpaïnes.

Ces protéases intracellulaires sont en effet activées au cours de l'infection grippale. À l’inverse, leur inhibition réduit la capacité du virus à se répliquer dans les cellules épithéliales respiratoires chez la souris comme chez l'homme. Une fois les calpaïnes inhibées, la réponse inflammatoire diminue. Les chercheurs ont pu démontrer qu'un tel mécanisme réduisait le taux de mortalité chez les souris infectées par le virus de la grippe saisonnière H3N2 et même par les souches plus virulentes H5N1.

Selon Mustapha Si-Tahar, directeur de l’Unité INSERM, "Ces enzymes jouent un rôle dans la cascade inflammatoire, selon un mécanisme calcium-dépendant. Or, le virus de la grippe accroît le calcium intracellulaire et la réponse inflammatoire », explique-t-il. D'où ces travaux qui pourraient ouvrir la voie à de nouvelles cibles thérapeutiques. L'INSERM rappelle que l'épidémie de grippe saisonnière a été à l'origine d'une surmortalité record en 2015 avec 18 000 décès.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Inserm

Médicaments contre les douleurs d'estomac : à consommer avec modération !
Mercredi, 16/03/2016 - 17:06

Selon une étude allemande, prendre trop de médicaments comme les inhibiteurs de la pompe à protons (IPP) pourrait mettre notre cerveau en danger. Destinés à réduire l'acidité dans l'estomac, ces médicaments sont prescrits en cas de problèmes digestifs.

Une fois prescrits, les patients auraient tendance à trop en abuser à la moindre douleur d'estomac. Or, à la longue, les chercheurs auraient identifié un risque de démence majoré de 44 %.

Pour parvenir à ces conclusions, les chercheurs ont analysé les rapports de mutuelles santé d'environ 74 000 personnes âgées de plus de 75 ans entre 2004 et 2011. En comparant le tout à leurs bilans de santé, ils ont noté une corrélation entre ceux ayant utilisé des IPP, avec une fréquence élevée et  le risque de développer une forme de démence par rapport à ceux ne prenant pas ce type de médicament.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

JAMA

Un dispositif électronique cérébral implantable et résorbable…
Mercredi, 16/03/2016 - 17:00

Des chercheurs de l’Université de l’Illinois, à Urbana-Champaign, en collaboration avec l’école de médecine de l’Université Washington, à Saint Louis, et d’autres centres de recherche américains, coréens et singapouriens, ont développé un capteur résorbable à base de silicone qui peut être associé à un système de transmission des données sans fil.

En solution aqueuse, cet appareil enregistre la pression et la température avant de commencer à se dissoudre, jusqu’à se désagréger complètement dans des fluides biologiques après quatre à cinq semaines.

Pour leurs tests in vivo, les chercheurs ont utilisé un capteur de la taille d’un grain de riz, formé par des feuilles extrêmement fines de silicone et posé au cours d’une opération chirurgicale dans l’espace intracrânien. Lors de ce premier test, le capteur est connecté, via des fils percutanés biodégradables, à un appareil fixé sur le sommet du crâne, à l’extérieur de la tête, qui enregistre les variations de potentiel électrochimique et transmet les données. Implanté chez le rat, ce système a démontré que les performances du capteur sont équivalentes à celles des appareils électroniques classiques et que sa résorption dans le liquide cérébrospinal est effective.

Une seconde expérimentation a ensuite été menée avec un transmetteur partiellement résorbable placé sur la boite crânienne, juste sous la peau, et connecté à l’extérieur par une technologie sans fil. Elle confirme que la connexion via des fils percutanés n’est pas indispensable.

L’électronique résorbable pourrait ainsi réduire les problèmes liés à la formation de biofilms au niveau des connexions percutanées ou aux risques de réaction immunitaire dus à l’implantation de matériel électronique. Elle évite également d’imposer aux patients une seconde opération chirurgicale afin de retirer le système de mesure.

D’après les chercheurs, l’appareil est opérationnel durant au moins trois jours, ce qui est compatible avec le suivi clinique des paramètres intracrâniaux suite à un traumatisme sévère. Ils envisagent d’entamer prochainement des tests chez l’Homme. Ce système semble également adaptable à d’autres applications et à d’autres organes.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Nature

Vers un test sanguin universel de détection des cancers
Lundi, 14/03/2016 - 00:40

Des chercheurs américains des National Institutes of Health (NIH) et du National Human Genome Research Institute ont réussi à identifier une signature génomique particulière, présente dans 5 types de cancers, issue d’une modification chimique de l'ADN appelée méthylation, qui permet de contrôler l'expression des gènes.

Cette découverte ouvre l’espoir d'un test sanguin « à large spectre » c’est-à-dire capable de détecter toute une variété de cancers à un stade précoce, au moment où les traitements sont les plus efficaces. Cette signature est visible dans 5 types différents de cancer mais pourrait également être présente dans de nombreux autres types de cancer. Elle est issue de l’hyperméthylation de certains gènes, la méthylation régulant l’expression de ces gènes un peu comme un variateur sur un interrupteur, l’hyperméthylation diminuant l'activité du gène.

Le Professeur Laura Elnitski, biologiste au National Human Genome Research, précise que cette signature est basée sur une hyperméthylation du gène ZNF154, un gène autour duquel son équipe avait déjà identifié, en 2013, une méthylation, et cela dans 15 types de tumeurs touchant 13 organes différents. Cette nouvelle recherche leur permet aujourd’hui d’identifier précisément une signature ou marque de méthylation associée aux cancers du côlon, du poumon, du sein, de l'estomac et de l'endomètre. Et c’est toujours la même pour tous les types et sous-types de tumeurs.

De plus, pour vérifier la connexion entre la méthylation et le cancer, l’équipe a développé un programme informatique qui a validé cette signature sur l'ADN de patients atteints et exempts de cancer. Cette seconde phase a permis de fixer un seuil de détection de l'ADN tumoral.

Ces recherches laissent donc espérer qu'une simple analyse de sang permette une détection de nombreux types de cancers. Les chercheurs commencent à travailler sur des échantillons de sang provenant de patients atteints d’autres types de cancers, dont le cancer de l’ovaire dont la détection précoce est si précieuse pour le pronostic. Le processus doit également être testé au cours du traitement, pour évaluer la réponse au traitement, et détecter les éventuelles récidives et rémissions.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Eurekalert

Les risques de schizophrénie pourraient être liés à un gène touchant les neurones
Lundi, 14/03/2016 - 00:30

Des généticiens de la faculté de médecine de l’Université Harvard (Boston, États-Unis) associés à des psychiatres du Broad Institute du Massachusetts Institute of Technology (MIT), à Cambridge (États-Unis) ont publié une étude qui implique un gène dans le risque de développer une schizophrénie.

Cette maladie psychiatrique — qui se traduit par des troubles cognitifs, de la perception et de la motivation — se manifeste généralement au cours de l’adolescence ou à l’entrée dans l’âge adulte. Elle serait la conséquence d’anomalies précoces au niveau de l’architecture intime du cerveau. On observe en effet une perte de synapses, autrement dit une réduction du nombre de connexions entre neurones, de même qu’une perte de substance grise.

Des études génétiques avaient auparavant montré, sans pouvoir l’expliquer, une association entre la schizophrénie et une large portion du génome située sur le chromosome 6, baptisée locus CMH (complexe majeur d’histocompatibilité). C’est donc un lien entre un gène particulier de cette région du génome et le risque de développer une schizophrénie que les chercheurs américains viennent de mettre en évidence.

De manière surprenante, le gène impliqué gouverne la synthèse d’une protéine que l’on pensait uniquement impliquée dans le fonctionnement du système immunitaire. Il s’agit du gène codant pour le "composant C4 du complément", une protéine essentielle dans la réaction de défense vis-à-vis d’agents infectieux.

L'étude américaine indique qu’une variation génétique sur le gène C4 est responsable d’une expression accrue du "C4 du complément", et que celle-ci est associée à une réduction du nombre de synapses que l’on observe dans le cerveau des schizophrènes. Les travaux des chercheurs ont ainsi montré que ce "composant C4 du complément" contrôle chez la souris l’élimination des synapses au cours de la formation du cerveau.

Par ailleurs, ils notent qu’il existe des récepteurs pour le "complément" sur certaines cellules immunitaires (microglie) qui résident dans le système nerveux central. Il est ainsi possible que se produise dans la schizophrénie une hyperstimulation de la microglie qui conduit à l’élimination des synapses. En conclusion, selon les chercheurs, chez l’adolescent ou l’adulte jeune, cette pathologie pourrait être déclenchée ou aggravée par une perte excessive des connexions synaptiques.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Nature

Le fonctionnement de notre cerveau serait influencé par les saisons
Lundi, 14/03/2016 - 00:20

Des chercheurs de l'Université de Liège ont montré que certaines fonctions cognitives du cerveau humain semblent varier en fonction de la saison. En matière d'attention, l'activité cérébrale maximale est atteinte près du solstice d'été, alors que le niveau est à son plus bas près du solstice d'hiver.

En ce qui concerne la mémoire à court terme, l'activité cérébrale est à son maximum à l'automne et à son minimum à proximité de l'équinoxe de printemps. Si les sautes d'humeur ont été corrélées aux saisons, on sait par contre peu de choses sur la façon dont d'autres fonctions cérébrales varient selon les saisons, expliquent les chercheurs du Centre de recherches du Cyclotron de l'ULg. L'équipe a mesuré l'activité des fonctions cérébrales de 28 volontaires à différents moments de l'année.

Pour chaque période d'essai, les volontaires, tous âgés d'une vingtaine d'années, ont passé cinq jours dans le laboratoire dépourvu de tout repère saisonnier, comme la lumière du jour, et privé d'accès Internet.

A la fin de chaque période, les chercheurs ont mesuré l'activité cognitive des volontaires en réalisant deux tests différents en imagerie par résonance magnétique (IRM) fonctionnelle. L'un des deux tests mettait surtout en jeu l'attention (tâche attentionnelle) des volontaires. Le second test impliquait surtout la mémoire à court terme (tâche exécutive).

Les performances aux deux tâches sont restées bonnes et constantes pour tous les sujets, quel que soit le moment de l'année, selon les résultats de l'étude. Les ressources cérébrales utilisées pour réaliser les tests changeaient toutefois en fonction de la saison. Pour la tâche attentionnelle, l'activité cérébrale maximale est atteinte en juin, près du solstice d'été, alors que le niveau est à son plus bas près du solstice d'hiver.

En revanche, l'activité cérébrale de la tâche exécutive (mémoire à court terme) ne suivait pas cette tendance, d'après les chercheurs liégeois. Elle était à son maximum à l'automne et à son minimum à proximité de l'équinoxe de printemps.

L'étude souligne que "le cerveau ne fonctionne pas toujours de la même manière en fonction des saisons et que cela peut être davantage le cas pour des personnes plus vulnérables, qui font des dépressions saisonnières ou qui ont une sensibilité plus importante à ces fluctuations".

Des analyses supplémentaires montrent que ces résultats ne sont pas liés à des variations dans des mesures neurophysiologiques du niveau d'éveil, de la qualité du sommeil ou des variations endocrines du niveau de mélatonine. Ces résultats démontrent qu'en plus de leur rythmicité circadienne, certaines fonctions cognitives cérébrales varient donc également au gré des saisons.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Live Science

Produire des tissus humains par imprimante 3D…
Lundi, 14/03/2016 - 00:10

A Pessac, près de Bordeaux, la jeune entreprise Poietis a mis au point une technologie très prometteuse permettant de créer des tissus humains grâce à l'impression 3D.

"Il s'agit de marier les technologies d'impression 3D et la biologie cellulaire afin de fabriquer, couche par couche, des tissus biologiques", résume Fabien Guillemot, ancien chercheur à l'Inserm (Institut national de santé et de recherche médicale) et fondateur de la start-up en 2014.

Car l'impression tridimensionnelle, qui permet la création d'un volume par l'empilement de couches, a ouvert de très nombreux champs d'expérimentation, notamment pour les chercheurs travaillant sur le vivant. A ce jour, quatre technologies de "bio-impression" coexistent. Mais Poietis (du grec "fabriquer") est pour l'heure la seule entreprise au monde, selon ses initiateurs, à "imprimer" de la matière vivante grâce à de la lumière laser. "Le laser a plusieurs avantages. Il permet, par sa très haute définition, de reproduire toute la complexité des tissus, avec une précision très élevée. Il permet aussi d'assurer la viabilité des cellules à hauteur de 95 à 100 %", explique le jeune entrepreneur.

Mais comment passe-t-on de quelques cellules mises en culture à la complexité d'un véritable tissu fonctionnel ? "Grâce au laser, l'imprimante dépose des micro-gouttelettes contenant des cellules, couche par couche, selon un modèle prédéfini par ordinateur et inspiré de tissus existants", détaille Fabien Guillemot, dont l'entreprise a déjà déposé trois familles de brevets.

Ces modèles numériques, entièrement mis au point par Poietis, permettent non seulement d'organiser les cellules au départ, mais également d'anticiper la façon dont elles vont interagir dans le temps. "Avec une précision de l'ordre de 20 microns, soit autour de la taille maximum d'une cellule, le laser permet de guider l'auto-organisation des cellules", explique le chercheur. Trois semaines sont nécessaires pour reproduire de la peau.

Si l'objectif pour Poietis est "d'aller en clinique" pour servir à la réparation de tissus, l'entreprise fonde d'abord son développement sur l'énorme potentiel que représentent les tests en recherche cosmétique et pharmaceutique. "C'est pour cela que nous avons d'abord travaillé sur la peau, c'est une vraie opportunité de développement", confie l'entrepreneur, qui vient de signer un partenariat stratégique avec le géant mondial de la chimie, le groupe allemand BASF, fournisseur d'ingrédients pour les cosmétiques.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Poietis

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Recherche
Recherche & Innovation, Technologies, Transports
La première voiture électrique basse tension expérimentée
Mercredi, 16/03/2016 - 17:35

La voiture électrique développée par l’entreprise Nanoflowcell, la Quantino, a obtenu l’homologation lui permettant de rouler sur les routes européennes. Présentée comme concept-car lors de l'édition 2015 du Salon international de l'automobile de Genève, la Quantino est le deuxième véhicule doté de la technologie Nanoflowcell à être officiellement habilité à rouler sur les routes européennes. Cette homologation sera suivie de tests en condition réelles et devrait aboutir à la fabrication en série de la voiture.

Selon ses constructeurs, la Quantino constitue une réponse crédible aux besoins en carburants alternatifs sur le long terme. Comme la Quant-E, le véhicule de recherche Quantino embarque une technologie de stockage d'énergie par batteries à flux développée par Nanoflowcell. Les "batteries à flux" sont en réalité la combinaison d'une pile à combustible et d'un accumulateur électrochimique, développées dans les années 1970 par la Nasa pour ses vaisseaux spatiaux, surnommée "batterie à l'eau salée".

La technologie Flow Cell fonctionne à partir de deux liquides ioniques, l’un chargé positivement et l’autre chargé négativement, dont on remplit deux réservoirs séparés dans la voiture, de la même manière qu’on le fait actuellement avec des hydrocarbures. Ces liquides chargés en sels métalliques alimentent en continu une batterie Redox assurant la génération d’électricité.

Cette batterie contient deux réservoirs qui vont accueillir chacun l’un des liquides et qui sont séparés par une membrane semi-perméable. Celle-ci laisse passer les protons de manière à pouvoir créer un courant électrique. Le système aurait une capacité massique (énergie stockée rapportée au poids) 5 fois supérieure aux batteries lithium-ion actuellement utilisées dans les véhicules électriques.

Contrairement à la Quant-E, la Quantino a en outre un système embarqué basse tension particulièrement adapté à sa battterie à flux. Sa propulsion électrique est alimentée par une tension nominale de seulement 48 V, délivre une puissance totale de 80 kW (108 ch).

Selon ses constructeurs, la Quantino a une autonomie théorique de plus de 1 000 kilomètres en conditions de conduite normales, grâce à deux réservoirs de 175 litres chacun. Enfin, précise Nanoflowcell, les fluides ioniques non polluants pour l'environnement et non toxiques sont peu coûteux à produire.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Gizmag

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