Changements de dernière minute, un Anh Tuan de (temporairement) perdu, un Mathieu de retrouvé pour ce dernier épisode de l’année. Episode intercontinental toute saison, puisque Mathieu l’a enregistré depuis l’été argentin tandis que le professeur Von se trouvait comme toujours en Suisse. En hiver.
Cette semaine, nous faisons un petit catch-up des dernières news que nous n’avons pas pu traiter ces derniers temps et Mathieu nous parle du Parc d’Ischigualasto (ou Vallée de la Lune).
Les news
- Google Body (Attention, il faut installer un navigateur hyper récent pour que ça fonctionne: Chrome 9 Beta ou Firefox 4 Beta)
http://bodybrowser.googlelabs.com/body.html#
Article (en anglais): http://www.popsci.com/science/article/2010-12/googles-body-browser-g-maps-human-physiology
- Une “guérison” du Sida
http://www.sciencesetavenir.fr/actualite/sante/20101217.OBS4915/un-cas-de-guerison-du-sida-apres-une-greffe-de-moelle-osseuse.html
- Certaines versions de la théorie des cordes peut-être à revoir
(En anglais: ) http://blogs.discovermagazine.com/80beats/2010/12/17/lhcs-lack-of-black-holes-rules-out-some-versions-of-string-theory
(aussi en anglais, sorry) http://www.newscientist.com/article/dn19866-higgs-hunt-may-delay-lhcs-planned-shutdown.html?DCMP=OTC-rss&nsref=online-news
- De l’aspirine pour prévenir le cancer ?
http://www.pourlascience.fr/ewb_pages/a/actualite-l-aspirine-pour-prevenir-les-cancers-26258.php
- Venir à bout des bactéries résistantes aux antibiotiques grâce à une douche froide de… plasmas!
(encore de l’anglais!) http://www.popsci.com/science/article/2010-12/cold-plasma-treatment-kills-drug-resistant-bacteria-heralding-new-antibiotic-alternative
- Une nouvelle molécule contre le jetlag
(anglais encore et toujours…) http://www.popsci.com/science/article/2010-12/new-compound-can-reset-your-biological-clock-could-someday-cure-jet-lag
- Premier transplant animal=>humain autorisé en Russie
(anglais aussi) http://www.newscientist.com/article/mg20827913.200-worlds-first-animaltohuman-transplant-approved.html?DCMP=OTC-rss&nsref=online-news
Le dossier
- Mathieu: La Vallée de la Lune (ou Parc d’Ischigualasto), en Argentine
(Voir sur un plan)
La quote de Mathieu
Ce que les cogniticiens peuvent penser, les gens de la nano peuvent le construire, ceux de la bio peuvent le développer, et ceux des technologies de l’information peuvent le maitriser. (William Wallace) http://www.dses.rpi.edu/people/faculty.cfm?facultyID=wallaw
La petite réflexion – qui n’a rien à voir – du Professeur Von
Oops, failli oublier… L’expérience du “Hole in the Wall” conduite par Sugata Mitra qui montre comment des enfants qui ne savent ni lire ni écrire s’organisent spontanément pour apprendre au moyen d’un ordinateur, sans être guidés: http://www.hole-in-the-wall.com/
Prochain enregistrement le jeudi 6 janvier 2011 avec – on l’espère – l’équipe au grand complet
D’ici là, nous vous souhaitons de très belles fêtes et une excellente année !
- Le parc d’Ischigualasto ou Vallée de la Lune est situé au nord-ouest du pays, dans le département de la Vallée Fértile, au pied de la cordillére des Andes.
- Ischigualasto est un lieu unique qui a suscité l’intérêt des géologues et paléontologues depuis une centaine d’années.
- Les paléontologues y ont cherché des réponses à l’éternel mystère de l’orgine des dinosaures et mammifères modernes.
- Un lieu magique et à la fois hostile:
Le parc offre un paysage très étrange, avec très peu de végétation, avec une gamme très variée de couleurs et des formes rocheuses très suprenantes.
- Le site a été inclus dans le patrimoine naturel de l’Humanité de l’UNESCO le 29 novembre 2000.
- Sa superficie est de 63 000 hectares ou 630 km2.
- Ischigualasto est un nom d’origine Quechua (langues des Incas dans les Andes)
- qui signifie « Endroit où se pose la lune » (wikipedia)
- ou “Terre sans vie” (guide du routard)
- Sur un plan paléontologique:
- On y a exhumé des squelettes fossilisés de certains dinosaures.
- C’est le seul endroit où l’on peut voir totalement et de manière parfaitement différenciée, toute la période triasique, et ce de manière complète et ordonnée.
- On a calculé que les formations géologiques de ce site ont une ancienneté de 180 à 230 millions d’années.
- Un des gisements géologiques et paléontologiques du Trias les plus important du monde.
- Paléozoïque(ère primaire)
- Cambrien – début 542 Millions d’années.
- C’est l’époque où une flore terrestre se forme.
- Premiers mollusques.
- Ordovicien - 488
- Silurien – 444
- Devonien – 416
- Carbonifère – 359
- Permien – 300
- Cambrien – début 542 Millions d’années.
- Mésozoïque(ére secondaire)
- Trias – 251
- marque la nouvelle ère après l’extinction permienne, la plus grande extinction massive ayant affecté la biosphère survenue il y a environ 250 millions d’années.
- Jurassique – 200
- grande époque des dinosaures.
- Crétacé – 145
- marque la disparition des dinosaures.
- Trias – 251
- Cénozoïque- (ère géologique actuelle)
- Paléogène – 65
- Ère tertiaire (ou Ère des Mammifères)
- Néogène – 23
- Ère tertiaire (ou Ère des Mammifères)
- Ère quaternaire (ou Ère de l’Homme) – 1,5
- caractérisée par le retour des cycles glaciaires
- Paléogène – 65
- Paléozoïque(ère primaire)
- Géographie:
- Le vallée constitue un paysage étrange:
- minéral et sec
- roches aux formes capricieuses
- des sols de couleurs très variées
- Le vallée constitue un paysage étrange:
- Climat:
- Le climat est aride à semi-désertique.
- Très chaude durant la journée (> 40 degrés) et très froid la nuit.
- Beaucoup de vent.
- Très peu d’eau.
- Faune et Flore:
- Période Triasique- Entre 180 et 230 millions d’années:
- Des dinosaures vivaient dans une végétation luxuriante.
- Brutale apparition de la cordillère des Andes:
- => boulversement climatique qui a tout pétrifier.
- => a transformé cet endroit en un lieu surréaliste.
- => permet de vivre une expérience de silence absolu
- comme si on se retrouvait juste après la disparition des dinausuares au début d’une nouvelle ère.
- On y trouve des formations géologiques de type lunaires:
- Terrain de pétanque.
- Enorme champignon rocheux.
- Les restes des dinosaures exhumés sont parmi les plus vieux du monde et en très bon état.
- on peut les voir au musée d’histoire naturelle de San Juan. (principale ville de la province située à 330 km).
- Actuellement:
- Peu de végétation: Cactus
- Des félins comme le puma (ils se font discrets)
- Des rapaces comme l’aige andin et le condor.
- Le Nandou d’Amérique du Sud cousin de l’Autruche.
- Période Triasique- Entre 180 et 230 millions d’années:
Gallerie de photos: http://bit.ly/hugwwH
Vallée de la Lune
Sources:
2e semaine sans notre ami Mathieu mais plein plein de choses à dire malgré tout! Numéro très cérébral cette semaine…
D’abord un scoop!
Comme vous le savez peut-être déjà, le professeur Von a eu la chance d’être interviewé la semaine dernière par Lucile Zahnd, étudiante en Master de Communication Scientifique à l’Université de Strasbourg, pour un article à paraître dans Le Grand Public de Mai 2011, ce qui a déjà donné lieu à l’illustration de Lucile que vous avez peut-être déjà vue la semaine dernière… Les bonnes nouvelles, c’est que
- Lucile nous accorde une interview dans le premier numéro de janvier, pour nous parler de sa formation et
- Elle a accepté d’illustrer certains sujets de Podcast Science, et cela dès aujourd’hui avec une première double-planche sur la plasticité neuronale! Lucile fait donc officiellement partie de la bande, WELCOME!!
Ensuite quelques petits retours avant d’entrer le vif du sujet:
- sur SODIS d’abord, la méthode de stérilisation de l’eau contaminée par les seuls rayons du soleil, évoquée de manière peut-être un poil trop enthousiaste la semaine dernière. En effet, il s’avère après contrôle que la méthode marche, effectivement, mais pas parfaitement bien dans tous les contextes. J’ai (prof Von) bien sûr tout de suite ajouté les liens sur les différentes études à la fin du dossier lorsque j’ai pris conscience de la légèreté de mon sens critique en récupérant simplement des informations provenant d’une Ecole Polytechnique Fédérale, l’EAWAG sans les vérifier… Toutes mes excuses, à partir de maintenant, je double-checke tout avant d’en parler, promis.
- sur MARS500, ensuite, l’expérience russe rapidement évoquée la semaine dernière, qui consiste à isoler 6 astronautes pendant 520 jours pour simuler un vol vers Mars, aller-retour. Plus d’infos sur le site officiel de l’étude, avec photos, journal de bord et tout! http://mars500.imbp.ru/en/index_e.html
- Anh Tuan nous parle ensuite de l’énigme de Google et de son équation au tableau dans sa campagne de lancement de Chrome OS, résolue par l’équipe française de Jamendo grâce au logiciel Wolfram Alpha
La fameuse équation de Google
Les liens de l’histoire:
- la pub de Google: http://chrome.blogspot.com/2010/12/x-g-chrom-3.html
- le logiciel Wolfram Alpha: http://www.wolframalpha.com
Les dossiers de la semaine enfin:
- Alan, sur la plasticité neuronale (magnifiquement illustré par Lucile!)
- Anh Tuan, sur les interfaces cerveau/ordinateur
Un dernier petit plug
- Pour Google Flu Trends (http://www.google.org/flutrends/ ) qui permet de prédire les épidémies de grippe avec 2 semaines d’avance sur les chiffres officiels (entendu dans le fabuleux podcast de Xavier Delaporte, sur France Culture: Place de la Toile, bon pour la plasticité neuronale!!)
Et les quotes
Sans Mathieu, on fait toujours ce qu’on peut…
“Any sufficiently advanced technology is indistinguishable from magic”
Traduction libre: “Toute technologie suffisamment avancée ne peut pas être différenciée de la magie”
(Arthur C. Clarke)
et…
“Science is not only compatible with spirituality; it is a profound source of spirituality.”
Traduction libre: “La science n’est pas seulement compatible avec la spiritualité; c’est une source profonde de spiritualité!”
Carl Sagan, qui évidemment était astro-physicien (pourquoi les mots ne viennent jamais au moment où j’en ai besoin?)
Voilà pour cette semaine!
On se retrouve peut-être la semaine prochaine, peut-être pas… Vu la période, on ne sait pas encore trop… On vous tient au courant!
Tout le meilleur!
A bientôt
Contrairement à ce que le nom pourrait laisser entendre, la plasticité neuronale ne consiste pas à avoir un cerveau en plastic, comme celui d’une poupée barbie. Commençons comme toujours par une petite incursion au pays de Wikipedia:
“La Plasticité neuronale, la Neuroplasticité ou encore la Plasticité cérébrale sont des termes qui décrivent les mécanismes par lesquels le cerveau, et plus particulièrement celui de l’Homme, est capable de se modifier par l’expérience.”
En d’autres termes, c’est comme un CD regravable ou une cassette: quand on y encode de l’information, on change effectivement sa structure! Reprenons…
“Le cerveau est ainsi qualifié de “plastique” ou de “malléable”. Ce phénomène intervient durant le développement embryonnaire, l’enfance, la vie adulte et les conditions pathologiques (lésions et maladies). Il est responsable de la diversité de l’organisation fine du cerveau parmi les individus (l’organisation générale étant, elle, régie par le bagage génétique de l’espèce) et des mécanismes de l’apprentissage et de la mémorisation chez l’enfant et l’adulte. La plasticité neuronale est donc (…) l’une des découvertes récentes les plus importantes en Neurosciences et montre que le cerveau est un système dynamique, en perpétuelle reconfiguration“
Si on prend un exemple concret, celui de la lecture par exemple. Voilà une magnifique invention de l’humanité. Il n’existe aucun équivalent dans la nature pour cette forme subtile de communication qui consiste à décoder des symboles visuels qui représentent par écrit le langage oral. La lecture est indissociable de l’écriture et les premières traces d’écritures attestées, l’écriture cunéiforme de l’Empire Sumérien, remontent à quelque 5’300 ans. À peine le temps de cligner de l’oeil à l’échelle de l’évolution… L’apprentissage systématique de la lecture, quant à lui, ne remonte qu’à quelques centaines d’années… Pourtant, tous les êtres humains (ou presque) ont cette capacité à lire. Est-ce que ça veut dire que notre cerveau était câblé pour lire a priori? On vient de voir que la lecture est récente et que l’évolution n’a pas eu le temps de faire son oeuvre à ce niveau-là, donc c’est hautement improbable!
Comment expliquer alors que nous ayons toutes et tous cette capacité d’apprendre à lire?
Une étude récente publiée le mois passé dans la prestigieuse revue Science explique le phénomène: comme nous n’avons pas de système inné dans le cerveau pour assurer la lecture, on bricole! On réaffecte les fonctions de certaines zones cérébrales pour assurer la lecture.
Détection par l'IRMf de l'activation des régions du cerveau impliquées dans la perception visuelle (Wikipedia)
Pour en arriver à cette conclusion, les chercheurs de l’INSERM et du Collège de France ont mesuré par IRM fonctionnelle l’activité cérébrale d’adultes volontaires diversement alphabétisés. (L’IRM fonctionnelle, c’est l’imagerie par résonance magnétique qui permet de visualiser l’activité du cerveau). Ils ont formulé une théorie du recyclage neuronal.
Un article déniché par Anh Tuan sur le site québecois Cyberpresse.ca donne la plupart des détails:
63 adultes ont participé à l’étude : 10 analphabètes, 22 personnes alphabétisées à l’âge adulte, 31 personnes scolarisées depuis l’enfance. La recherche a été menée au Portugal et au Brésil, pays dans lesquels il y a quelques dizaines d’années il était «relativement fréquent» que des enfants n’aillent pas à l’école.
Les adultes étaient soumis à différents stimuli tels que phrases parlées et écrites, mots, visages…
Les chercheurs ont pu ainsi comparer l’activité cérébrale d’adultes analphabètes avec celle de personnes alphabétisées, dans l’enfance ou à l’âge adulte, et mesurer l’impact de l’apprentissage de la lecture sur le cerveau.
Ils ont constaté que l’impact de l’alphabétisation était «bien plus étendu que les études précédentes ne le laissaient penser» et concernait aussi bien les aires visuelles du cerveau que celles utilisées pour le langage parlé.
En résumé, deux aires du cerveau sont concernées par la lecture, et c’est logique: l’aire du langage d’une part (c’est logique: une fois qu’on a décodé les signes, il faut les interpréter et c’est la fonction du langage) et les aires visuelles du cerveau d’autre part. Ce qui est spécialement intéressant, c’est que parmi les aires visuelles, il y a celles de la reconnaissance visuelle des objets et des visages, qui cèdent de la place aux fonctions de lecture. Il y a donc bel et bien redistribution des compétences cérébrales!
Un autre article, du New Scientist donne un peu plus de détails
Lorsque les chercheurs ont montré à des participants des images de visages, la zone cérébrale associée à la reconnaissance de visage s’est révélée moins active chez les lecteurs que chez les analphabètes. Les chercheurs pensent que les deux compétences (lecture et reconnaissance faciale) sont en concurrence pour accéder aux mêmes ressources, en tout cas dans cette zone du cerveau (…). Il n’est pas encore avéré que la capacité de reconnaître les visages serait meilleure chez les personnes qui ne savent pas lire.
Cela confirme une étude qui avait été faite l’année dernière par Manuel Carreiras du Centre Basque sur la Cognition, le Cerveau et le Langage, à San Sebastián en Espagne et qui avait également conclu que les cerveaux d’adultes sachant lire étaient structurellement différents de ceux qui ne savent pas lire.
*
Si nous n’avions pas décidé de fusionner deux des sujets pour lesquels nos poditrices et poditeurs ont voté, à savoir “l’apprentissage de la lecture modifie le cerveau” et “la plasticité neuronale”, j’aurais fini mon sujet, mais là, j’ai encore un peu de boulot: parlons plasticité neuronale de manière un peu plus générale :
On l’a dit en intro, la plasticité, c’est cette capacité du cerveau à changer, s’adapter tout au long de notre vie. Cela se produit:
1– au début de la vie: lorsque le cerveau encore immature commence à s’organiser
2– en cas d’accident cérébral: pour compenser les fonctions perdues ou maximiser les fonctions restantes
3– Tout au long de la vie, à chaque fois qu’on apprend quelque chose et qu’on le mémorise.
Abordons d’abord la plasticité dans le contexte des lésions cérébrales:
J’ai trouvé un chouette article sur sharpbrains.com (le blog d’une boîte qui essaie de se positionner sur le marché de la santé mentale, mais bon, ils ont de bons articles. En tout cas, j’ai trouvé que je n’aurais pas pu faire mieux que ce qui va suivre et j’ai donc traduit et ajouté quelques petites définitions ici et là ;) )
Une conséquence étonnante de la neuroplasticité est que l’activité cérébrale liée à une certaine fonction peut changer d’emplacement, dans le cadre d’une expérience normale, d’un traumatisme cérébral ou d’une récupération post traumatique.
L’article cite un livre, “Les étonnants pouvoirs de transformation du cerveau“, dans lequel l’auteur, Norman Doidge, décrit de nombreux exemples de “functional shifts” (glissements/déplacement fonctionnels)
Dans l’un des exemples, un un chirurgien cinquantenaire est victime d’un accident vasculaire cérébral (c’est à dire une attaque cérébrale). Son bras gauche est paralysé. Durant sa période de rééducation, on lui a immobilisé le bon bras (main comprise) et on l’a envoyé nettoyer des tables. Tâche a priori impossible bien sûr. Puis, petit à petit, le mauvais bras “se rappelle” comment bouger. Il réapprend à écrire, à jouer au tennis: les fonctions du cerveau gérées par des zones détruites par l’accident se sont transférées vers des régions saines!
Le cerveau compense les dégâts en réorganisant et en formant de nouvelles connexions entre les neurones intacts. Et pour pouvoir se reconnecter, les neurones (c’est à dire les cellules cérébrales) doivent être stimulés par une activité.
(Note du traducteur, aka professeur Von… A prendre avec des baguettes! Le phénomène est présenté ici comme si ça marchait à tous les coups: il suffirait d’immobiliser le bras droit pour que le gauche re.fonctionne. Ce n’est bien sûr pas le cas, on ne sait pas encore pourquoi chez certaines personnes le phénomène se produit et chez d’autres pas. Mais ce qui est certain, c’est que dans les cas où ça marche, la stimulation est un élément indispensable.)
L’article parle également de plasticité dans le contexte plus ordinaire de l’apprentissage et de la mémorisation
Longtemps, on a pensé qu’en vieillissant, les connexions dans le cerveau se fixaient. Mais des recherche ont montré que le cerveau continue de se modifier à travers l’apprentissage (…)
Synapse (image Wikipedia), cliquer pour un agrandissement
Les changements associés à l’apprentissage se passent surtout au niveau des connexions entre neurones. De nouvelles connexions peuvent se former et la structure interne des synapses existantes peut changer. (Pour rappel, les synapses, ce sont les zones de connexions fonctionnelles entre deux neurones)
Saviez vous que lorsque vous devenez expert d’un domaine spécifique, les zones du cerveau qui gèrent les compétences spécifiques nécessaires grandissent? Littéralement?
L’article rappelle le fameux exemple des chauffeurs de taxi londonniens qui ont un hippocampe plus grand que le reste du mode (l’hippocampe, c’est une zone hyper importante du cerveau chez l’humain et la plupart des mammifères, impliquée dans la mémoire. On l’appelle comme ça parce qu’elle ressemble effectivement à un hippocampe, un cheval de mer…)
Les chauffeurs de taxi londoniens, nous dit l’article, ont la partie postérieure de l’hippocampe plus grande que les chauffeurs de bus (étude de Maguire, Woollett & Spiers, 2006). Comment est-ce possible? C’est simplement parce que cette région de l’hippocampe est spécialisée dans l’acquisition et la gestion d’information spatiale complexe permettant une navigation efficace. Les chauffeurs de taxi doivent connaître tout Londres alors que les chauffeurs de bus suivent un nombre limité d’itinéraires.
On observe également cette plasticité de les cerveaux de personnes bilingues (Etude publiée dans Science d’Andrea Mechelli et al., 2004). En fait, il semble que l’apprentissage d’une deuxième langue ne soit possible qu’à travers des changements fonctionnels dans le cerveau: le cortex inférieur pariétal gauche est plus grand que les personnes bilingues que dans les cerveaux de personnes qui ne parlent qu’une seule langue.
Les changements sont également observables dans les cerveaux des musiciens par rapport à ceux des non-musiciens. Gaser et Schlaug (20o3) ont comparé des musiciens professionnels (qui jouent de leur instrument au moins une heure par jour) à des musiciens amateurs et à des non-musiciens. Et ils ont trouvé trouvé un plus grand volume de cortex (c’est à dire la substance grise périphérique des hémisphères cérébraux, la matière grise, quoi…) chez les musiciens professionnels et amateurs et plus faibles chez les non-musiciens, et cela dans plusieurs régions du cerveau impliquées dans la musique (les régions motrices, les régions pariétales antérieures supérieurs et les aires temporales).
Enfin, indique l’article (pour tous ceux qui n’auraient toujours pas compris que la plasticité s’observe dans toutes sortes de contextes), Bogdan Draganski et ses collègues ont montré en 2006 que l’apprentissage intensif d’informations abstraites peut également déclencher des changements plastics dans le cerveau. Ils ont mis en images les cerveaux d’étudiants en médecine 3 mois avant leurs examens et juste après et les ont comparés aux cerveaux d’étudiants qui n’étudiaient pas à ce moment-là pour des examens. Les images ont montré des changements liés à l’apprentissage dans le cortex pariétal et dans l’hippocampe postérieur. Et ces régions du cerveau sont connues pour être impliquées à la fois dans la récupération de souvenirs et dans l’apprentissage
Voilà… Pour ma part, j’ai appris plein de choses en préparant ce dossier. Mon cortex a tellement gonflé que j’ai dû prendre un paracétamol 
Le cerveau ne cessera jamais de me fasciner, le cerveau en particulier… Un tout grand merci à ma Jolie, Antonela et Anh Tuan, dont les cerveaux constitueraient probablement des sujets d’études fascinants, merci donc d’avoir proposé ces sujets… Ça reste dans la famille
Retrouvez les géniales illustrations de Lucile! (cliquez sur les images pour agrandir)
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Quelques liens pour aller plus loin:
L’étude sur la lecture:
L’article de la revue Science (en anglais) http://www.sciencemag.org/content/330/6009/1359
L’article d’Anh Tuan sur Cyberpresse.ca http://www.cyberpresse.ca/vivre/sante/201011/11/01-4341720-la-lecture-impose-au-cerveau-de-modifier-sa-facon-de-fonctionner.php
L’article du New Scientist: http://www.newscientist.com/article/dn19720-bad-memory-for-faces-blame-your-reading-skills.html?DCMP=OTC-rss&nsref=online-news
L’article dans Nature de Manuel Carreiras (PDF): http://www.nature.com/nature/journal/v461/n7266/pdf/nature08461.pdf
La plasticité neuronale:
http://fr.wikipedia.org/wiki/Plasticit%C3%A9_neuronale
L’article de Sharp Brains: http://www.sharpbrains.com/blog/2008/02/26/brain-plasticity-how-learning-changes-your-brain/
La publication de Maguire, Woollett et Spiers, de 2006 sur les chauffeurs de taxis (2006)
Le papier d’A. Mechelli, JT Crinion, U Noppeney, J O’Doherty dans Science sur la plasticité du cerveau des personnes bilingues (2004)
Celui de Gaser et Schlaug sur le cerveau des musiciens en 2003
Celui de Bogdan Draganski et ses collègues sur le cerveau des étudiants en médecine en période d’examen en 2006
Aujourd’hui, l’informatique est partout, elle a envahi nos banques, nos écoles, nos maisons. Même nos poches n’ont pas résisté aux smartphones. Et ceux-ci sont maintenant bien plus puissant que nos anciens ordinateurs du début de 21eme siècle.
Parlons d’ailleurs d’évolution et plus précisément, de l’évolution des interfaces informatiques. Au tout début, il y avait le clavier, uniquement le clavier. Puis est apparue la souris. A l’époque, c’était déjà une petite révolution en soi. Ensuite, tout s’emballe, les manettes de jeux vidéos font leur apparition, deviennent de plus en plus sophistiqués. Enfin les écrans tactiles débarquent.
Pourquoi ce petit historique ? C’est pour vous montrer l’importance de l‘interface. C’est ce qui nous permet d’agir, d’utiliser nos machines.
Mais quelle est la prochaine étape ? Contrôler à l’aide de nos gestes ? Déjà fait avec la nintendo Wii ou plus récemment, le Kinect de Microsoft. Alors quoi ?
On peut maintenant rêver de contrôler l’ordinateur familial par la pensée non ? Imaginez-vous, assis confortablement dans votre fauteuil, en train d’écrire un mail par la seule force de votre cerveau. Ca serait génial hein ? Ah j’ai dit « rêver » ? Et bien, le rêve devient peu à peu réalité.
Tout commence en 1999 à Berkeley en Californie. Là bas, des chercheurs, menés par Yang Dan réussissent à visualiser sur un écran ce que voyait un chat. Le secret : des électrodes directement implantés dans le thalamus de l’animal, centre de tri des informations sensoriels. Ces électrodes captaient et amplifiaient les stimuli électriques qui passaient dans la zone. Un logiciel informatique filtrait après coup le signal et le rendu final était époustouflant.
Vous pouvez vous faire une petite idée en regardant l’image ci-dessous. La ligne du haut représente les images diffusées au chat et en dessous, on a le rendu du logiciel.
Là c’était la première étape. Elle a eu le mérite de confirmer la viabilité du concept de BCI, acronyme de Brain Computer Interface ou interface cerveau-ordinateur.
Début des années 2000, un chercheur brésilien, Miguel Nicolelis, va faire encore plus fort. Encore grâce à des électrodes mais cette fois-ci greffées dans le cerveau d’un singe, il va lui apprendre à se servir d’un bras robotique pour attraper divers objets.
Cette expérience sera reprise et améliorée maintes et maintes fois. Vous pouvez d’ailleurs en voir un exemple en vidéo dans le dossier, tiré de l’université de Pittsburgh aux Etats-Unis.
Mais dans le domaine des implants cérébraux, la palme revient au Dr Philip Kennedy de l’Université d’Atlanta. Toujours au début des années 2000, il aura été le premier à greffer une interface dans un cerveau humain ! Le tout premier homme bionique s’appelait Johnny Ray et souffrait alors d’une paralysie totale du corps, plus communément appelée syndrome d’enfermement. De quoi rendre fou !
Grâce à l’équipe du Dr Kennedy, ce BCI permettait à Mr Ray de s’échapper de sa prison corporelle. Son implant, relié à un ordinateur, le rendait capable de déplacer un curseur à l’écran rien qu’en y pensant. « On a juste placé la souris dans sa tête » disait malicieusement Roy Bakay, le neurochirurgien qui a effectué l’opération délicate.
Attention, cette prouesse n’a été possible qu’après un dur entrainement. Même après ça, sa vitesse de frappe au clavier virtuel était de trois lettres par minutes. Ce qui était très lent et l’épuisait très vite.
Malheureusement, Mr Ray est mort en 2002 d’une rupture d’anévrisme. L’implant n’en était pas du tout la cause, il était d’ailleurs très stable et il n’y avait aucun signe de rejet.
Ce que nous apprend le cas de John Ray, c’est que c’est possible. Ca peut sembler encore une technologie balbutiante mais elle pourra à coup sûr améliorer beaucoup de vies. Par exemple, relié à des stimulateurs musculaires, on pourrait envisager de rendre à des paralysés l’usage de leurs membres.
Ce n’est d’ailleurs qu’une des innombrables applications possibles. Certains rêvent déjà de l’étape suivante : des puces qui pourraient non seulement nous donner le don de contrôler nos machines mais pourquoi pas aussi celui de communiquer par la pensée ? Tout ça par puces interposées.
Je crois que dans ce domaine, la réalité n’a jamais été aussi proche de la science-fiction !
Edité : Pour ceux qui veulent voir une BCI implantée dans un être humain, voici une amélioration des électrodes de Dr Kennedy qui permettent vraiment de contrôler un ordinateur par la pensée !
Un immense merci à Lucile Zahnd, étudiante en Master de communication scientifique, vulgarisatrice et dessinatrice hors-pair, qui non seulement a interviewé le professeur Von pour un article à paraître au mois de mai dans Le Grand Public (le journal en ligne de la médiation scientifique), mais qui en plus nous a fait ce joli petit cadeau sur son blog!
D’ailleurs, son blog, C’est Pas (si) Sorcier vaut franchement le détour! 
Nous avons une chance incroyable, Lucile a accepté de réaliser de temps en temps une planche pour illustrer les sujets de Podcast Science! On vous raconte tout ça tout bientôt!
Lucile, encore bravo et bienvenue dans la bande !
Episode spécial cette semaine, sans Mathieu qui n’a pas pu se connecter depuis l’Argentine où il se trouve.
Résultats du sondage
- Les constantes fondamentales de l’univers (53%, 21 Votes). Sera traité par Mathieu début 2011
- L’apprentissage de la lecture modifie le cerveau (28%, 11 Votes). (Le sujet sera fusionné avec la plasticité neuronale et traité la semaine prochaine)
- La stérilisation de l’eau contaminée par les seuls rayons du soleil (25%, 10 Votes). Traité par le professeur Von dans le présent numéro
- La plasticitité neuronale (18%, 7 Votes) (voir ci-dessus)
- Comment, en fait, est-ce qu’on arrive à bouger une souris avec les ondes cérébrales ? Quelles ondes utilise-t-on ? (13%, 5 Votes) (Là aussi, les deux sujets sont fusionnés et traités la semaine prochaine)
- Une machine qui arriverait à prédire un numéro qu’on choisirait au hasard moyennant une série d’entrainements. (13%, 5 Votes)
Les sujets ayant obtenu moins de vote sont laissés de côté pour le moment.
Un immense merci pour votre participation à tous, vous ne pouvez pas savoir à quel point ça fait plaisir 
Résultat du concours
C’est notre fidèle auditeur Alain Minarey qui gagne le dernier Cyrulnik, dédicacé de la main du maître. Bravo Alain! Et n’oublie pas de nous donner tes coordonnées par twitter ou par e-mail (podcastscience chez gmail point com). Là aussi, un tout tout grand merci à chacune et chacun pour vos commentaires, encouragements, tweets, retweets, messages sur facebook et autres signaux de fumée!
Retour sur les superstitions
Avec une petite mise à jour du dossier sur les superstitions
Dossier de la semaine numéro 1
L’hibernation (ou hivernation selon le poids de la bête), avec Anh Tuan
Dossier de la semaine numéro 2
La méthode SODIS pour rendre l’eau potable grâce aux seuls rayons du soleil (c’est là qu’il faut cliquer si vous souhaitez faire un petit don: infos donation tout à la fin du dossier)
Le petit plug de la semaine
Pour legrandpublic (le journal en ligne de la médiation scientifique) et un petit coup de pub en passant à l’une de ses contributrices, Anaïs, qui publie l’excellent blog http://scienceetcupcake.wordpress.com/
En l’absence de Mathieu, nous avons fait ce que nous avons pu pour la quote de la semaine: deux petites pour le prix d’une grosse
Anh Tuan: “The scientist is not a person who gives the right answers, he’s one who asks the right questions.” (Claude Lévi-Strauss)
Traduction libre: “le scientifique n’est pas la personne qui donne les bonnes réponses, mais celle qui pose les bonnes questions”
Alan: “”If we knew what it was we were doing, it would not be called research, would it?” (Albert Einstein)
Traduction libre: “si on savait ce qu’on était de train de faire, on n’appellerait pas cela de la recherche, si?”
Prochain enregistrement le jeudi 16 décembre. D’ici là, une excellente semaine!
Alors aujourd’hui, je vous propose un sujet en total accord avec cette magnifique période de l’année qu’est l’hiver ! Si pour nous, êtres humains, hiver rime avec cadeaux de Noël et fondue savoyarde, c’est très différent chez nos amis les animaux.
Si certaines espèces ont pris l’option Voyage et ont migré depuis belle lurette vers des climats plus cléments, d’autres ont décidé de rester et ont développé une technique qui n’a pas fini de nous fasciner : l’hibernation.
Premier fait étonnant, il y a différents degrés d’hibernation. On distingue tout d’abord la torpeur où l’animal, principalement un oiseau ou une chauve-souris, baisse légèrement sa température pour éviter de gaspiller son énergie dans le but de se réchauffer.
Il y a ensuite la somnolence hivernale ou hivernation que connaissent très bien les ours par exemple. Et oui, les ours n’hibernent pas, ils hivernent. Dans cet état endormi, la chute de température corporelle est de l’ordre de 5 à 10°C. Ce sommeil sera alors entrecoupé de phases de réveil pendant lesquelles l’ours femelle peut même mettre bas !
Enfin, le stade ultime, l’hibernation elle-même. Les animaux qui la pratique sont en général plus petits comme l’hérisson, l’écureuil d’Amérique ou la marmotte.
Lorsque ceux-ci hibernent donc, leur température peut chuter pour atteindre 1°C et leur coeur ralentir de 300 à 3 battements par minute. C’est donc un état de quasi mort avec une baisse du métabolisme de près de 98%
Vous l’aurez compris, l’intérêt, que ce soit pour l’hivernation ou l’hibernation, est d’économiser le plus d’énergie possible dans cette période difficile qu’est l’hiver.
Et là, la nature est bien faite : si l’animal fait moins de 7 kg, l’hibernation est la solution la plus rentable. Au delà de ce poids, c’est l’hivernation qui remporte la palme de l’efficacité.
Mais maintenant, pourquoi l’Homme s’intéresse-t-il à ce processus qui lui est totalement étranger ?
Tout simplement parce que l’hibernation peut nous livrer des secrets d’une grande aide, notamment en médecine.
En effet, en étudiant l’ours pendant sa trêve hivernale, on a découvert qu’il sécrétait une molécule que l’on a baptisé DADLE et qui a la propriété de ralentir l’activité cellulaire.
On peut alors imaginer une application directe : l’injecter à des organes en attente de transplantation pour augmenter leur durée de vie en dehors du donneur.
Les militaires s’intéressent aussi beaucoup à cette fameuse molécule de l’hibernation qui permettrait de placer les grands blessés des champs de bataille dans un état de léthargie dans l’attente de leur transfert vers un centre médical approprié.
Enfin la Nasa voit encore plus grand. Cette DADLE pourrait être la clé pour des voyages spatiaux de plusieurs années. Fini les problèmes de place dans les vaisseaux : une couchette, de la nourriture en Intra-Veineuse et le tour serait joué. Fini aussi l’ennui, la depression et les conflits dans cet espace confiné qu’est le vaisseau spatial.
Bien sûr, il y a encore des limites technologiques et scientifiques à cette hibernation humaine. Elles sont très bien détaillées dans une planche dessinée par Marion Montaigne que vous pouvez retrouver en cliquant sur l’extrait ci-dessous.
Malgré ces obstacles, l’hibernation humaine pourrait nous permettre d’atteindre des destinations que l’on pensait hors de notre portée.
Parmi les nombreux problèmes auxquels doivent faire face les habitants des pays en voie de développement, s’en trouvent deux qui ont trouvé une solution toute simple:
- De manière un peu marginale, d’abord, le recyclage des bouteilles en PET (ça n’a l’air de rien dit comme ça, mais ce problème est un véritable désastre dans les régions qui n’ont pas les moyens de gérer leurs déchets. Contrairement aux déchets organiques, les bouteilles en plastique sont increvables (voir les estimations de C-More, le centre pour l’océanographie microbienne à Hawaï, même en pleine mer, il faut 100 ans à la nature pour venir à bout d’une bouteille en plastique) et les montagnes de PET ne font que s’accumuler.
- Et le deuxième problème concerné, surtout, le problème de l’eau potable. Plus de 900 000 personnes sur la planète n’ont accès qu’à une eau de qualité sanitaire insuffisante, qui peut désormais être désinfectée à moindre coût;
C’est l’idée géniale et toute simple du professeur Aftim Acra de l’université américaine de Beirut dans les années 1980 qui est à l’origine de cette révolution: “Et si on utilisait les rayons ultra-violets du soleil pour purifier l’eau?”
Comment ça marche?
Plus simple, c’est pas possible, il n’y a qu’à suivre le mode d’emploi:
- Laver les bouteilles en PET, transparentes, avant emploi;
- Les remplir au 3/4 d’eau (contaminée), les refermer, secouer pendant 20 secondes et finir de les remplir complètement (en fonction de la turbidité de l’eau, c’est-à-dire, si elle est pleine de terre, de sable, de sédiments divers, alors il faut la filtrer au préalable);
- Exposer les bouteilles pleines au soleil. (Idéalement, les déposer sur une surface réfléchissante, ça accélère le processus) et attendre entre 6 heures (s’il fait grand beau ou partiellement nuageux) et 2 jours (si très nuageux) et…
- Boire sans risque!
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Il n’y a que s’il pleut continuellement que la méthode ne fonctionne pas. Autrement, même s’il ne fait pas très beau, il suffit juste d’attendre un peu plus longtemps et le processus fait son oeuvre. Génial non?
C’est la désinfection solaire de l’eau, SOlar water DISinfection en anglais ou plus simplement la méthode SODIS.
Que se passe-t-il exactement dans la bouteille?
Les bactéries (comme les E-Coli et les salmonelles), qui sont très sensibles aux rayons UV-A, sont rapidement détruites par la lumière solaire.
Les virus (comme le rotavirus, à l’origine de la plupart des diarrhées chez les jeunes enfants dans le monde et le poliovirus à l’origine de la poliomyélite) légèrement plus résistants meurent également en l’espace des six heures recommandées.
Par contre, les parasites sont moins sensibles à la lumière solaire. Alors que les kystes de Giardia (des parasites qui colonisent l’intestin) sont inactivés en l’espace de six heures, les kystes des cryptosporidies (un autre parasite de l’intestin) requièrent une exposition solaire de dix heures. Quant aux amibes, ce sont les infrarouges du soleil qui ont leur peau en faisant chauffer l’eau à plus de 50°.
Ceci dit, la raison précise de la mort des germes infectieux n’a pas encore été entièrement éclaircie. Pour les bactéries, par exemple, les chercheurs supposent que les UV A endommagent leur chaîne respiratoire à un point tel qu’elles ne sont plus en mesure d’assurer leur auto-régénération, mais ce n’est pas encore certain. Tout ce qu’on sait, c’est que ça fonctionne, et c’est déjà pas mal!
Quelles sont les conditions pour que cela fonctionne?
Il n’en faut pas beaucoup en vérité.
- Le système fonctionne même si le ciel est très nuageux (cela prend juste 2 jours au lieu de 6 heures). Par contre, s’il pleut, c’est fichu;
- Les bouteilles doivent être déposées à l’horizontale pendant le processus;
- Les bouteilles doivent être transparentes et incolores (le vert et le brun absorbent la lumière UVA);
- Les bouteilles doivent être relativement neuves (une bouteille usée et griffée utilisée pendant plus d’une année ne laisse plus aussi bien passer les UV et est fortement déconseillée);
- On parle bien de désinfection de l’eau contaminée par des germes infectieux. Si l’eau est contaminée par des substances toxiques, des engrais, du pétrole, bien sûr, la technique ne fonctionnera pas..
- Les bouteilles doivent être en PET (Polyéthylène Téréphthalate) et non en PVC (Polychlorure de vinyle), substance, dont on sait aujourd’hui qu’elle est mauvaise pour la santé. Pour le PET, on l’évoquait dans notre dossier sur l’épigénétique (PodcastScience n°3) en septembre dernier, le transfert de phtalates dans l’eau dépend de la durée contact entre le liquide et le plastique. Exposition de 6 heures dans une bouteille neuve: aucun danger.
Il ne faut pas grand chose pour que ça marche, donc… Evidemment, ce n’est pas aussi confortable que de simplement tourner un robinet, mais bon, tout est relatif, c’est mieux que de choper un de ces vilains parasites tropicaux…
Et le goût?
Eh bien, contrairement à la cuisson de l’eau qui permet à l’oxygène de s’échapper et altère du coup la saveur de l’eau (tout le monde s’accorde à dire que l’eau bouillie, c’est pas bon!), ce processus-ci ne change pas le goût de l’eau. Ce qui peut être un avantage comme un inconvénient, en fonction de son goût naturel…
Qui gère le projet, où en sont les recherches?
La recherche a été reprise par le groupe de chercheurs de Martin Wegelin de l’EAWAG, l’Institut Fédéral pour l’aménagement, l’épuration et la protection des eaux (l’un des 6 établissements des Ecoles Polytechniques Fédérales en Suisse) et le Royal College of Surgeons en Irlande.
La méthode est au point, ce qui compte maintenant, c’est de l’implanter là où il y en a besoin. D’après le site web du projet, www.sodis.ch, déjà plus de 3 millions de personnes traitent leur eau potable avec la méthode SODIS. Malgré cela il y a encore presque 1 milliard de personnes sans accès à l’eau potable. En d’autres termes, il y a encore du boulot! Cela ne nécessite aucune infrastructure, pas de gros travaux. Juste un peu de formation…
Avec 50 francs suisses (38€), on forme 5 familles à la technique
Avec 200 francs suisses (152€), on forme toute une salle de classe
Avec 910 francs suisses (692€), on intègre carrément la méthode SODIS dans les programmes gouvernementaux et des ONGs assurant ainsi que tout le monde dans une région donnée ait toujours accès à de l’eau potable. Les efforts se concentrent évidemment en Afrique subsaharienne, dans les régions reculées de Colombie, d’Inde… Mais les moyens sont limités et les formations ne peuvent pas être dispensées partout en même temps.
Ma proposition, à l’approche de Noël, c’est de remplacer au moins un cadeau idiot et inutile probablement fabriqué par des gosses esclaves en Chine par un petit don au projet SODIS. Pas souvent qu’on milite chez Podcast Science: on choisit nos causes et celle-ci en est une excellente!
Concrètement, pour aider le projet SODIS:
- Toutes les infos sur http://www.sodis.ch/spenden/index_FR
- Contact pour en savoir plus: Regula Meierhofer, donors@sodis.ch
- Compte pour le versement de dons:
30-598667-8
Eawag, SODIS
CH-8600 Dübendorf
IBAN: CH09 0900 0000 3059 8667 8
BIC: POFICHBEXXX
Pour en savoir plus:
- http://www.sodis.ch/index_FR
- http://en.wikipedia.org/wiki/Solar_water_disinfection
- http://fr.wikipedia.org/wiki/D%C3%A9sinfection_solaire_de_l%27eau
[Update 10.12.2010]:
A notre connaissance, la plupart des études respectant le protocole scientifique de peer-reviewing ont validé l’efficacité de la méthode:
- http://ashevillecommunity.org/hawker/water/aqua97.pdf
- http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6V73-4F9FPW1-1&_user=10&_coverDate=03%2F01%2F2005&_rdoc=1&_fmt=high&_orig=search&_origin=search&_sort=d&_docanchor=&view=c&_searchStrId=1573941703&_rerunOrigin=scholar.google&_acct=C000050221&_version=1&_urlVersion=0&_userid=10&md5=67be9a8f04a03d8d7de1d40b91d3b5a6&searchtype=a
Ceci étant dit, nous avons également trouvé une étude récente qui, en Colombie, n’a pas constaté de diminution sensible du taux de diarrhée chez les jeunes enfants participant au programme:
- http://www.plosmedicine.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pmed.1000125
Il est donc avéré que la méthode fonctionne mais pas partout. Tous les germes ne répondent sans doute pas de la même manière à la procédure. Si quelqu’un a d’autres informations, nous sommes preneurs !
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