Actualité scientifique

Juillet 2000

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Par Christophe Jacquemin

Les comportements violents proviendraient d'une incapacité du cerveau à réguler les émotions
Neurosciences
Vendredi 28 juillet 2000

Selon des travaux publiés ce jour dans Science par des chercheurs américains de l'université du Wisconsin (voir références en fin de texte),  les comportements violents proviendraient d'une incapacité du cerveau à réguler les émotions. D'après les auteurs, la réaction d'une personne à une situation dépend de l'interaction de trois régions du cerveau mais chez certaines de ces personnes, les liaisons entre ces zones sont mal assurées.
Les scientifiques ont analysé ici les liaisons dans la partie frontale du cerveau de quelque 500 personnes incapables de contrôler normalement leurs émotions. Pour 41 d'entre elles (dont des meurtriers, des malades souffrant d'impulsivité agressive ou atteints de troubles de la personnalité...), les auteurs ont pu mettre à jourdes dysfonctionnement dans les mêmes régions du cerveau.


Le siège de l'intelligence identifié???
Neurosciences
Vendredi 21 juillet 2000

Selon des travaux publiés ce jour dans Science (voir références en fin de texte), une équipe de chercheurs anglais et allemands aurait identifié une région du cerveau utilisée généralement pour effectuer une tâche faisant intervenir l'intelligence... Selon les chercheur, celle-ci serait le cortex cérébral latéral dans l'un ou les deux hémisphères.
Observant l'activité du cerveau au cours de trois tests, les scientifiques ont noté que "malgré les tâches très différentes demandées (...), le recrutement de la partie frontale latérale avait été remarquablement similaire chaque fois".


  • Science du 21juin 2000, volume 289, n° 5478, pages 457 à 460 : "A Neural Basis for General Intelligence " , par John Duncan,Rüdiger J. Seitz,Jonathan Kolodny,Daniel Bor,Hans Herzog,Ayesha Ahmed,Fiona N. Newell & Hazel Emslie
    NB : L'accession à l'abstract de cet article n'est possible qu'après inscription à l'accès gratuit "Science online" (cliquer ensuite dans l'option "Register free").

Ces résultats (s'ils veulent vraiment dire quelque chose) sembleraient confirmer les théories énoncées en 1904 par Charles Spearman, selon lequel les personnes réussissant à réaliser des tâches intelligentes utilisaient généralement un point de leur cerveau, point que le psychologue avait nommé "g" (facteur général d'intelligence). Comprendre l'intelligence dépendrait ici du fait de trouver le ou les lieux de l'intelligence dans le cerveau humain... Ceci semble pour le moins douteux. D'ailleurs, dans un papier d'analyse -toujours publié par Science- Robert Sternberg (université de Yale) met en garde contre les conclusions trop hâtives. D'autres théories estiment en effet que l'intelligence fait appel à différentes parties du cerveau, qui se complètent.
A suivre...

Plus vite que la vitesse de la lumière?
Physique
Jeudi 20 juillet 2000

Grâce à une méthode d'amplification, des scientifiques de la société Japonaise NEC installée à Princeton dans le NewJersey ont réussi à propulser une onde lumineuse à plus de 300 000 km/s. Publiés ce jour dans la revue Nature (voir références en fin de texte), ces résultats ne sont cependant pas en contradiction avec la théorie de la relativité restreinte d'Einstein.
Quel est le secret ? La théorie d'Eistein veut en effet que la vitesse de la lumière, dans le vide (300000 km/s), soit la vitesse maximum absolue dans l'univers. Aucun objet doté d'une masse ne peut excéder cette vitesse. Ce qui n'a aucune masse, en revanche, comme par exemple un paquet d'ondes lumineuse, le peut.
L'expérience a consisté à créer une onde lumineuse et à lui faire traverser une cellule de 6cm de long enfermant un milieu gazeux (atomes de césium), milieu dont l'indice de réfraction est inférieur à celui du vide et donc propage la lumière à une vitesse > 300000km/s. En excitant le gaz d'atomes de césium, les scientifiques ont pu empêcher l'absorption de la lumière (voir encadré ci-dessous) et l'aider à traverser le milieu. Les atomes excités ont contribué au rayonnement.

Pour ne pas mourrir idiot

Un rayonnement lumineux de longueur finie est  la somme d'ondes possédant des fréquences différentes,  et qui consitue un paquet d'ondes. Lorsqu'un paquet d'ondes traverse un milieu dont l'indice de réfraction est inférieur à celui du vide et varie avec la fréquence de l'onde (ce qui est le cas dans le nuage de césium), il est possible de déplacer les phases de toutes ces composantes : le paquet d'onde peut être accéléré par rapport à une même vibration traversant le vide. Il semble alors doté d'une vitesse supérieure à celle de la lumière.
Grâce au système d'amplification (excitation du gaz de césium) la structure de l'onde a été conservée.

  • Nature du 21 juillet 2000, volume 406, pages 277 à 279 : "Gain-assisted superluminal light propagation", par Lijun J. Wang, A.Kuzmich & A. Dogariu
    NB : Les résumés succincts en anglais, voire des articles complets parus sur le site web de Nature peuvent être obtenus, après inscription gratuite (attention, pour que l'inscription aboutisse, il faut absolument cocher sur quelque chose à la rubrique State/Region:* du questionnaire, même si ce n'est pas adapté à votre pays).

Animation robot carnivore Chew-Chew (Mâche-Mâche), le robot qui tire son énergie de ce qu'il mange

Robotique
Mercredi 19 juillet 2000

Non, vous ne rêvez pas... Stuart Wilkinson, professeur au département d'ingénierie mécanique à l'université de Floride aux USA, a bel et bien mis au point un "gastrobot", c'est à dire un robot capable de produire un minimum d'énergie en s'alimentant.
Baptisé Chew-Chew (Mâche-Mâche en français), il doit être présenté aux participants d'un congrès de robotique qui se tiendra à Hawaï en août prochain.
Si, à terme, l'idée est de développer des robots autonomes capables de se nourrir seuls, Chew Chew ressemble pour l'instant à un train doté de trois wagons (les "organes" du gastrorobot), chacun mesurant près d'un mètres de long.

Le robot Chew-Chew © http://www.eng.usf.edu/%7ewilkinso/gastrobotics
© http://www.eng.usf.edu/%7ewilkinso/gastrobotics
et New Scientist

L'estomac de Chew-Chew (premier wagon) se compose d'une pile à combustible microbienne, abritant une population entière de bactéries -en l'occurence des Escherichia Coli- qui transforment la nourriture et convertissent l'énergie chimique obtenue en électricité.
"La viande constitue la nourriture idéale en termes de rendement énergétique (la végétation n'étant pas aussi nutritive)  Mais manger de la viande signifie aussi une grande dépense d'énergie pour l'attraper ainsi que la mise en place de comportements complexes" explique Stuart Wilkinson.

Aujourd'hui, le gastrobot n'ingère que des morceaux de sucre, parce qu'ils sont entièrement absorbés par les microbes, sans production de déchets. Les microbes produisent des enzimes qui cassent les carbohydrates. "A chaque fois que vous cassez une grosse molécule, comme le glucose, en molécules plus petites, vous produisez des électrons", explique le chercheur. Ces électrons permettent de charger une batterie (wagon du milieu) par une reaction d'oxydo-réduction (la solution redox est contenue dans le troisième wagon). Pour l'instant, Chew-Chew ne produit pas encore assez d'énergie pour se mouvoir directement au fur et à mesure qu'il s'alimente : l'électricité doit être stockée par la batterie et ce n'est que lorsque celle-ci est chargée que l'ensemble peut se mettre en marche (18 heures sont nécessaires au robot pour digérer trois morceaux de sucre et recharger totalement les batteries).

Réaliser une petite voiture qui pourrait se nourrir seule n'est pas encore pour demain, les quantités de nourriture nécessaires pour sa propulsion étant gigantesques. En revanche, le scientifique assure que d'autres applications sont tout à fait envisageables comme par exemple celle de robots sous-marins consacrés à la surveillance maritime, et se nourrissant de... poissons.

A visiter : le site web consacré au gastrobot
A lire : "Gastrobots - Benefits and Challenges of Microbial Fuel Cells in Food Powered Robot Applications" (format pdf)

Si certains, tels le scientifique Hugo de Garris, ont pu prédire à terme la suprématie du robot sur l'homme et la lutte pour la survie, il était toujours possible de lui rétorquer :  "à ce moment-là, il suffira de débrancher la prise. Un argument qui risque désormais de tomber à plat. L'homme finira t-il comme chair fraîche à gastrobots ? Ceci est d'autant plus d'actualité que le laboratoire "Intelligent Autonomous Systems Engineering Lab" (situé à Bristol au Royaume-Uni) a pour projet la réalisation d'un robot carnivore autonome (slugbot), dévoreur de limaces, capable ainsi de tirer directement son énergie de l'environnement (voir : http://www.ias.uwe.ac.uk/~i-kelly/tta.htm)

Une nouvelle technique d'imagerie en 3D dynamique, à base d'ultrasons pour faciliter la chirurgie réparatrice
Technologie, médecine
Vendredi 7 juillet 2000

L'équipe anglaise du Dr Jing Deng (Medical Graphics and Imaging Groupde l'University College London et UCL Hospitals) ont mis au point une nouvelle technique d'imagerie en trois dimensions, à base d'ultrasons, permettant l'analyse des mouvements des muscles de la bouche et qui pourrait être utilisée en chirurgie plastique et reconstructive.

Image obtenue en ultrasonographie
© MGI
Voir film animé
Le prototype d'ultrasonographie 3D dynamique (surnommé 4D) va faciliter l'étude jusque là difficile des parties molles de l'organisme comme les muscles.
Les chercheurs ont ainsi pu examiner les mouvements de la bouche immergée dans l'eau d'un volontaire faisant des baisers, souriant ou faisant la moue.
Cette technique présente l'avantage de montrer le fonctionnement de structures comme les muscles et leurs anomalies sans recourir à l'exploration chirurgicale ou autres méthodes invasives. Selon Jing Deng, l'utilité potentielle de cette imagerie 3D des tissus mous (par opposition aux os) est énorme, particulièrement pour la chirurgie réparatrice, par exemple après un accident pour remodeler un visage malformé.

La Commission européenne propose la création d'un brevet communautaire
Brevets
Jeudi 6 juillet 2000

La Commission européenne vient de proposer aujourd'hui à Strasbourg la création d'un brevet communautaire.  Ceci devait l'aider à mieux exploiter les résultats des recherches financées par l'Union européenne, lorque l'on sait qu'aujourd'hui, beaucoup des industriels, chercheurs et inventeurs européenns déposent leurs brevets hors de l'Union (notamment aux Etats-Unis), omùils bénéficient d'une meilleure protection commerciale.
Ce brevet, qui sera délivré par l'Office européens des brevets (EOB), devrait être disponible à la fin de l'année 2002 et garantira une protection dans toute l'Union. Il coexistera avec les brevets nationaux existants, les inventeurs pouvant ainsi choisir le type de protection le mieux adapté à leurs besoins.

Pour ne pas mourir idiot

Les brevets sont aujourd'hui accordés soit sur une base nationale, soit par l'Office européen des brevets installé à Munich et qui délivre des brevets dits "européens" mais qui, en fait, ne constituent qu'un paquet de brevets nationaux.
Si l'OEB offre déjà une procédure de délivrance et d'application unique qui évite au postulant de constituer un dossier pour chacun des offices nationaux des brevets des pays où il souhaite breveter son produit, chaque Etat membre peut toujours exiger la traduction de ce brevet dans sa langue officielle pour qu'il soit légalement valable sur sont territoire.  
Par ailleurs, en cas de litige, ce sont les tribunaux nationaux qui sont compétents et, dans les faits, un inventeur peut être confronté à des règles procédurales et à des résultats différents selon le pays de l'Union concerné.
De plus, les seuls coûts de traduction font qu'aujourd'hui, il est plus honéreux de breveter une invention en Europe qu'aux Etats-Unis ou au Japon.enée, aux Etats-Unis.
Ainsi, lorsqu'on y ajoute les incertitudes juridiques en cas de litige, le système actuel s'avère un obstacle considérable à l'innovation.
Le nouveau brevet communautaire va donc supprimer l'insécurité juridique. Autre avantage, le dépôt sera moins honéreux : actuellement, un brevet européen applicable dans 8 Etats membres coûte autour de 49000 euros, dont 25% de frais de traduction (17000 euros pour 11 langues) : le nouveau brevet verra ses coûts de traduction limités à 2200 euros, les langues de travail de l'OEB étant l'anglais, le français et l'allemand, mais la langue universelle étant l'anglais.

La proposition présentée par la Commission est l'aboutissement de près de trente ans de discussions pour créer ce brevet communautaire unique. Son avantage est qu'une fois délivré et publié en tant que tel par l'OEB, il sera valable sur tout le territoire de l'Union européenne sans traduction ultérieure. De plus, les législations nationales actuellement compétentes en matière de contrefaçon ou de validité des brevets seront remplacés par le nouveau tribunal créé auprès de la Cour européenne, cette création nécessitant cependant un amendement au traité, déjà en discussion.

Des puces à protéines
Technologie
Mercredi 5 juillet 2000

Représentation graphique sur ordinateur de la puce à protéine.© Purdue Department of Agricultural Photo :Tom Campbell
Représentation graphique sur ordinateur
de la puce à protéine.
© Purdue Department of Agricultural
Photo :Tom Campbell
  Des chercheurs de l'université de Purdue, dans l'Indiana aux Etats-unis, ont réussi à fixer des protéines sur du silicium.
Cette technique pourrait notamment révolutionner la détection de bactéries pathogènes car, capables de fusionner avec l'enveloppe de cellules, certaines protéines peuvent ainsi "fixer" les bactéries sur la puce et permettre leur changement détection par les changements induits dans les propriétés électriques du silicium.

Une des premières applications de cette nouvelle puce biologique va consister à la détection de la Listeria monocytogène dans les aliments (bactérie pouvant s'avérer mortelle).

Une rétine électronique pour les aveugles ?
Médecine
Mardi 4 juillet 2000

Des rétines artificielles en silicone ont été implantées le 28 juin, pour la première fois, sur trois patients ayant pratiquement perdus la vue à la suite d'une rétinite pigmentaire, au Chicago Medical Center de l'Université d'Illinois et hôpital central DuPage de Winfield, situé dans l'Illinois aux Etats-Unis.La technique utilisée met en jeu une micropuce de silicone de moins de 3 millimètres de diamètre et d'un quarantième de millimètre d'épaisseur qui, grâce à ses 3.500 microcellules solaires délivrent de faibles courants électriques sous l'effet de la lumière.

Rappel de lecture

Menée, aux Etats-Unis, sous le contrôle de l'Agence fédérale pour la santé, cette expérience vise à estimer la capacité de l'organisme à accepter des implants électroniques dans l'oeil. Les chercheurs espèrent que cette rétine artificielle pourra remplacer, grâce aux photosrécepteurs contenus dans la micropuces, les cellules déficientes de la vision à la suite de certaines maladies, comme par exemple la rétinite pigmentaire. En tous cas, les tests préliminaires n'ont révélé aucune complication après l'opération. A suivre désormais pour savoir si l'implant est bien toléré et s'il stimule suffisamment la rétine

Diminution de l'effort français en matière de recherche depuis 1996 (rapport de la Cour des Comptes)
Economie
Lundi 3 juillet 2000

Selon la Cour des Comptes qui publie ce 3 juillet 2000 son rapport sur l'exécution des lois de finances pour 1999 (version papier), la part relative de la DNRD* (Dépense nationale de recherche et de développement) en 1998 représente 2,22% du PIB (produit intérieur brut = total des richesses produites en une année), contre 2,26% en 1997 et 2,34% en 1996.
Le rapport souligne par ailleurs que "la contribution financière des entreprises dépasse depuis 4 ans celle des administrations".  Ainsi, en 1998, l'apport de l'Etat de 87,15 milliards de francs ont assuré 46,35% des travaux de recheche exécutés sur le territoire national. Le rapport rappelle toutefois que "l'augmentation de la contribution des entreprises doit être rapprochée des changements de statuts intervenus chez certaines d'entre elles", comme par exemple chez France Télécom.

* Somme engagées par les entreprises et les administrations françaises pour financer les travaux de recherche, tant en France qu'à l'étranger

Pour ce qui concerne le ratio DIRD (dépense intérieure de recherche et de développement)/PIB pour 1998,  il est de 2,18% selon les chiffres communiqués par la Direction de la programmation et du développement du Ministère de la Recherche : 1,36% provient de la dépense intérieure de R&D des entreprises) et 0,82% de la dépense intérieure de R&D dans les universités et établissements publics de recherche. Un chiffre global en baisse constante depuis 1993.

Des rats paraplégiques qui marchent de nouveau grâce à une greffe de neurones
Médecine
Samedi 1er juillet 2000

L'équipe d'Alain Privat (unité 336 de l'Inserm, Montpellier), en collaboration avec des chercheurs québécois (université de Montréal) et parisiens (CNRS), est parvenue à restaurer une locomotion normale chez des rats dont la moelle épinière était entièrement sectionnée, en greffant des neurones embryonnaires particuliers au dessous de la lésion. Ces travaux, publiés dans le " Journal of neuroscience " du 1er juillet 2000 (voir références en fin de texte), montrent que les neurones greffés ont ré-activé un réseau de neurones médullaires capable, indépendamment du cerveau, de commander la locomotion : le "générateur de marche".

Les lésions traumatiques de la moelle épinière provoquent une perte de l'activité motrice volontaire. De nombreux travaux cherchent à restaurer la locomotion en reconnectant les deux extrémités de la moelle épinière lésée. Par ailleurs, diverses recherches suggèrent l'existence, dans la moelle épinière de plusieurs espèces animales, d'un centre capable de générer une activité locomotrice rythmique, c'est-à-dire coordonnée (flexions/extensions) et alternée (entre les membres droits et gauches). L'existence de ce centre, nommé "générateur de marche", a été formellement localisée chez le rat nouveau-né au niveau lombaire. Ainsi, les chercheurs ont transplanté chez des rats, dont la moelle épinière avait été sectionnée sectionnée et qui étaient donc paraplégiques, des neurones embryonnaires du tronc cérébral (nommés "cellules du raphé") - spécialisés dans la production de sérotonine, substance jouant un rôle majeur dans l'activité du système nerveux central.
Deux mois plus tard, les rats greffés (greffe au niveau de la 11ème vertèbre thoracique) ont retrouvé une locomotion presque normale, avec des mouvements rythmiques coordonnés et alternés, semblables à ceux d'animaux témoins possédant une moelle intacte.

Chez l'homme, plusieurs études laissent penser que ce générateur de marche existe aussi, probablement à un niveau lombaire (L1 ou L2). Ainsi, ces travaux offrent une perspective d'étude de la restauration partielle d'une activité locomotrice, chez des paraplégiques, en stimulant le générateur de marche, par diverses stratégies mettant en oeuvre la sérotonine.
Pour l'INSERM, une des voies envisagées  pourrait être la greffe de cellules prélevées chez le malade lui-même (astrocytes, fibroblastes...) et transfectées avec un gène gouvernant la synthèse de la sérotonine. Il est  en effet impossible de greffer des cellules embryonnaires humaines. Il s'agit donc de prélever chez le malade des cellules non-nerveuses et de les greffer, une fois génétiquement modifiées, à l'aide d'un gène de synthèse de la sérotonine. 


http://www.admiroutes.asso.fr/action/theme/science/actu/2000/juillet.htm
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