messagers chimiques

Le flux* est une réponse extrêmement puissante aux événements extérieurs et nécessite un ensemble extraordinaire de signaux. Le processus inclut la dopamine, qui fait plus qu'ajuster les rapports signal/bruit. Sur le plan émotionnel, nous ressentons la dopamine sous forme d'engagement, d'excitation, de créativité et de désir d'étudier le monde et de lui donner un sens. Sur le plan de l'évolution, elle remplit une fonction similaire. Les êtres humains sont câblés pour l'exploration, pour repousser les limites : la dopamine est en grande partie responsable de ce câblage. Cette substance neurochimique est libérée chaque fois que nous prenons un risque ou que nous rencontrons quelque chose de nouveau. Elle récompense le comportement exploratoire. Elle nous aide également à survivre à ce comportement. En augmentant l'attention, le flux d'informations et la reconnaissance des formes dans le cerveau, ainsi que le rythme cardiaque, la pression artérielle et la synchronisation des tirs musculaires dans le corps, la dopamine est également un formidable stimulant des compétences. La norépinéphrine fournit un autre stimulant. Dans le corps, elle accélère le rythme cardiaque, la tension musculaire et la respiration, et déclenche la libération de glucose pour nous donner plus d'énergie. Dans le cerveau, la norépinéphrine augmente l'éveil, l'attention, l'efficacité neuronale et le contrôle émotionnel. Dans le flux, elle nous permet de rester concentrés sur notre objectif et de tenir les distractions à distance. En tant qu'inducteur de plaisir, si l'analogue de la dopamine est la cocaïne, celui de la noradrénaline est le speed, ce qui signifie que cette amélioration s'accompagne d'un véritable "high". Les endorphines, notre troisième conspirateur, sont elles aussi très stimulantes. Ces opiacés naturels "endogènes" (c'est-à-dire naturellement internes au corps) soulagent la douleur et procurent du plaisir, tout comme les opiacés "exogènes" (ajoutés à l'extérieur du corps) tels que l'héroïne. Ils sont également puissants. L'endorphine la plus couramment produite est 100 fois plus puissante que la morphine médicale. Le neurotransmetteur suivant est l'anandamide, qui tire son nom du mot sanskrit signifiant "félicité", et ce pour une bonne raison. L'anandamide est un cannabinoïde endogène, dont l'effet est similaire à l'effet psychoactif de la marijuana. Connue pour apparaître dans les états de fluidité induits par l'exercice (et soupçonnée dans d'autres types d'états), cette substance chimique élève l'humeur, soulage la douleur, dilate les vaisseaux sanguins et les bronches (facilitant la respiration) et amplifie la pensée latérale (notre capacité à relier des idées disparates entre elles). Plus important encore, l'anandamide inhibe également notre capacité à ressentir la peur, voire, selon des recherches menées à Duke, facilite l'extinction des souvenirs de peur à long terme. Enfin, à la fin d'un état de flux, il semble également (d'autres recherches doivent être menées) que le cerveau libère de la sérotonine, la substance neurochimique aujourd'hui associée aux ISRS comme le Prozac. "C'est une molécule qui aide les gens à faire face à l'adversité", a déclaré Philip Cowen, de l'Université d'Oxford, au New York Times, "à ne pas perdre la tête, à continuer et à essayer de tout arranger". Dans le flux, la sérotonine est en partie responsable de l'effet de rémanence, et donc à l'origine d'une certaine confusion. "Beaucoup de gens associent directement la sérotonine au flux, explique Michael Gervais, psychologue spécialisé dans les hautes performances, mais c'est à l'envers. Le temps que la sérotonine arrive, l'état a déjà eu lieu. C'est le signe que les choses touchent à leur fin, et non qu'elles commencent". Ces cinq substances chimiques constituent le puissant cocktail du flux. Seuls, ils ont du punch, mais ensemble, ils ont du punch".

Auteur: Kotler Steven

Info: The Rise of Superman : Decoding the Science of Ultimate Human Performance *Le livre explore l'état de conscience connu sous le nom de « flux », un état optimal dans lequel les humains fonctionnent et se sentent mieux.

[ hormones du bonheur ] [ connectrices ] [ régulatrices ]

réminiscence

Déjà-vu ? Les scientifiques ont la réponse La plupart d'entre nous a éprouvé le "déjà-vu" au moins une fois. Sentiment inconfortable qu'on a été ici dans un endroit, dans une situation auparavant. Habituellement la sensation dure pendant un moment et est rapidement suivie de la réalisation qu'on a en fait pas éprouvé cette situation actuelle dans le passé, et qu'on ne peut simplement pas connaître cet endroit. Néanmoins, il y a le sentiment que quelque chose était là dans notre mémoire, en partie ou en entier.
La sensation de "déjà-vu", a été nommée ainsi au 19ème siècle, mais ce phénomène mental a fasciné et effrayé ceux qui l'éprouvent. depuis bien plus longtemps.
La Science eut peu à offrir comme explication, ajoutant au mystère.
Il y eut des tentatives pour éclaircir le phénomène, certains y voyant une évidence qu'après la mort l'âme passe à un autre corps, humain ou animal.
Un des point de départ pour les chercheurs est qu'une expérience de "déjà vu" est peut-être liée à l'expérience d'un rêve qui a été à demi ou totalement oublié.
Les auteurs français Marc Tadié et son frère Jean Yves, l'un directeur de faculté de neurochirurgie, l'autre professeur de littérature, pointent ceci dans en leur livre "Le sens de la mémoire ".
Il est caractéristique de l'expérience qu'on est sûr pendant un moment d'avoir vécu cette expérience auparavant mais qu'on ne peut simplement pas se rappeler ou dans le temps.
La description des rêves dans la littérature pourrait indiquer une manière pour comprendre ces expériences de "déjà-vu".
"Dans un rêve la conscience peut bouger librement dans un espace sans limites, où passé et futur se mélangent" disent les deux Tadié au sujet de descriptions de cette sorte.
Dans une contribution l'année dernière au magasine allemand "Gehirn und Geist" (cerveau et esprit, édités par Heidelberg référence est faite de recherches au sein des processus de mémoire conduits par John D.E. Gabrieli et son équipe à l'université de Stanford en Californie.
Leurs études indiquent que les structures cervicales de l'hippocampe et du cortex parahippocampien jouent des rôles différents dans ce processus.
Tandis que l'hippocampe permet sujet à se rappeler les événements consciemment, le cortex parahipppocampien peut faire la distinction entre des impulsions accoutumées ou inhabituelles, il fait ceci sans même se rapporter à une expérience concrète.
Josef Spatt de l'institut de Ludwig-Ludwig-Boltzmann à Vienne a basé son hypothèse sur cette idée, proposant que le "déjà vu" se produit quand le Parahippocampe, sans que l'hippocampe soit impliqué, émet un signal "accoutumé à", ou "confortable" lié avec telle ou telle sensation.
Ainsi une expérience peut-être considérée comme bien connue, quoiqu'elle ne puisse pas être placée à temps.
Comme Spatt, Uwe Wolfradt, qui fait des recherches sur la self aliénation et les phénomènes de mémoire à l'institut de psychologie de l'université de Halle-Wittenberg dit qu'il y a probablement beaucoup de régions du cerveau impliquées dans la sensations de "déjà vu".
"Les sentiments intensifs de self-aliénation et d'irréalité, couplés avec un sentiment du temps modifié, semblent indiquer une série complexe d'événements dans la conscience," dit-il.
Tandis que la personne éprouvant le "déjà vu" peut commencer à douter de sa prise sur la réalité pendant un moment, les neurologistes croient que cette "petite erreur" commise par notre conscience leur ouvre une fenêtre inhabituelle sur les processus de la conscience.
"Peut-être que la recherche à venir induite par le "déjà vu" expliquera non seulement comment les erreurs de mémoire se produisent, mais également comment le cerveau peut établir une image continue de le réalité " indique Wolfradt.

Auteur: Nouvelles allemandes

Info: Hambourg 14 février 2005

[ paramnésie ]

médecine

Des cancers peuvent être induits par des modifications épigénétiques, sans mutations de l’ADN 

Des chercheurs français ont montré chez des drosophiles que des facteurs épigénétiques peuvent provoquer des cancers, sans mutation de l’ADN. Leurs travaux sont publiés dans la revue Nature.

L’épigénétique est l’étude des mécanismes qui permettent à une même séquence d’ADN d’avoir une expression génique différente et de transmettre ces états fonctionnels différentiels aux cellules filles.

" Dans notre laboratoire, nous étudions comment des facteurs épigénétiques interagissent dans le développement et comment ils contribuent à maintenir un organisme en bonne santé ", indique Giacomo Cavalli, directeur de recherche au CNRS, à l’institut de génétique humaine de Montpellier.

Son équipe s’est notamment penchée sur l’étude de cancers chez la drosophile, un modèle animal qui détient la plupart des gènes importants chez l’humain.

Depuis plus de 30 ans, la théorie communément admise suppose que les cancers sont dus à des mutations de l’ADN. Mais ces 15 dernières années, les chercheurs se sont rendus compte qu’il était parfois difficile voire impossible de trouver des mutations à qui la cause du cancer pouvait être attribuée, en particulier pour les métastases. Ils se sont donc intéressés à d’autres causes, notamment aux mutations épigénétiques.

Des facteurs de transcription s’activent, activent la transcription des gènes et cela crée une sorte de spirale qui ne s’arrête plus

Pas besoin de mutation de l’ADN pour induire un cancer

" Nous nous sommes demandés si, en l’absence de mutation de l’ADN, il n’y aurait jamais de tumeurs. Chez l’insecte, nous pouvons induire des mutations et réduire ou augmenter les niveaux d’expression d’un facteur souhaité. Nous l’avons fait avec des protéines connues pour jouer un rôle de suppresseur de tumeurs, comme les protéines appelées " Polycomb ", détaille le chercheur.

Son équipe a réduit pendant 24 heures les niveaux d’expression de ces facteurs à un stade donné de développement et dans un tissu donné, le tissu précurseur de l’œil. " Lorsqu’on retire ces facteurs, même pendant un temps court, on constate déjà que des gènes sont déréglés. Ce sont les mêmes qui sont déréglés dans les tumeurs. Nous avons alors regardé ce qui se passait si on établissait à nouveau les niveaux normaux de protéines Polycomb dans les cellules : beaucoup de gènes déréglés sont revenus à leur état normal, mais une partie est restée surexprimée de manière irréversible, même si les protéines répressives étaient revenues ", développe-t-il.

Cela ouvre des perspectives de traitements, si on peut inhiber les facteurs qu’on aura identifiés comme la cause de ces cancers

Perspectives de traitements

En étudiant de plus près les raisons de ce phénomène, les chercheurs ont observé que ces gènes mettaient en place un circuit d’activation qui s’auto-maintenait. " Des facteurs de transcription s’activent, activent la transcription des gènes et cela crée une sorte de spirale qui ne s’arrête plus ", commente Giacomo Cavalli.

"Nous avons ainsi montré qu’il n’y avait pas besoin de mutation de l’ADN pour induire un cancer ".

Les scientifiques vont désormais poursuivre leurs recherches en menant des expériences similaires avec des cellules de rongeurs ou humaines en culture et en continuant les études chez l’insecte pour observer la naissance de ces cancers épigénétiques.

* Nous pouvons mener des études très fines, en isolant de toutes petites quantités de cellules qui commencent à proliférer. On peut ensuite étudier les gènes qui se surexpriment pour mettre en lumière toute la chaîne des mécanismes moléculaires qui est déréglée. Cela ouvre des perspectives de traitements, si on peut inhiber les facteurs qu’on aura identifiés comme la cause de ces cancers ", espère-t-il.

Auteur: Internet

Info: https://francais.medscape.com/ - Anne-Gaëlle Moulun, 2 mai 2024

[ cause-effet ] [ amorçage ] [ début ] [ déclic ] [ épithéliome ]

exobiologie

Une nouvelle étude suggère que la vie extraterrestre pourrait ne pas être basée sur le carbone

L’étude de l’autocatalyse* permet de mieux cerner la potentialité de la vie au-delà des formes carbonées que nous connaissons. De récentes recherches mettent en lumière l’existence de cycles autocatalytiques inorganiques, suggérant la possibilité de formes de vie dans des environnements abiotiques. Ces avancées élargissent le champ des possibles en astrobiologie, incitant à repenser les critères de la vie dans notre quête extraterrestre.

Aux vues de la multitude d’études, la quête visant à comprendre les origines de la vie et son existence potentielle au-delà de notre planète est un enjeu central de la recherche scientifique contemporaine. Ce sujet, loin d’être un simple exercice de spéculation, interroge nos connaissances fondamentales en biologie, chimie et astrobiologie.

Dans ce contexte, l’étude de l’autocatalyse, mécanisme réactionnel où le produit final agit comme catalyseur, offre un nouveau regard sur les mécanismes qui pourraient permettre l’émergence de la vie dans des environnements inorganiques et abiotiques. Les recherches récentes menées par des scientifiques de l’Université du Wisconsin-Madison explorent cette possibilité, élargissant ainsi le spectre de recherche en envisageant des formes de vie extraterrestres non basées sur le carbone. Les résultats sont publiés dans la revue Journal of the American Chemical Society.

Diversité chimique et origine de la vie

Betül Kaçar, astrobiologiste soutenu par la NASA, professeur de bactériologie à l’UW-Madison et auteur principal de l’étude, explique dans un communiqué : " L’origine de la vie est un processus ne partant de rien. Mais il ne peut pas se produire qu’une seule fois. La vie se résume à la chimie et aux conditions qui peuvent générer un schéma de réactions auto-reproductibles ".

Les réactions chimiques qui produisent des molécules encourageant la même réaction à se reproduire encore et encore sont appelées réactions autocatalytiques. Zhen Peng, chercheur postdoctoral au laboratoire Kaçar, et ses collaborateurs, ont compilé 270 combinaisons de molécules — impliquant des atomes de tous les groupes et séries du tableau périodique — avec le potentiel d’autocatalyse soutenue.

(Photo : Schéma explicatif des réactions autocatalytiques. )

Ces cycles sont particulièrement remarquables car ils ne dépendent pas de molécules organiques, contrairement aux formes de vie connues sur Terre, qui sont principalement basées sur le carbone. Kaçar souligne : " On pensait que ce genre de réactions était très rare. Nous montrons que c’est en réalité loin d’être rare. Il suffit de chercher au bon endroit ".

Les chercheurs ont concentré leurs recherches sur ce que l’on appelle les réactions de proportionnalité. Dans ces réactions, deux composés comprenant le même élément avec un nombre différent d’électrons (ou états réactifs) se combinent pour créer un nouveau composé dans lequel l’élément se trouve au milieu des états réactifs de départ.

Pour être autocatalytique, le résultat de la réaction doit également fournir des matières premières pour que la réaction se reproduise, de sorte que le résultat devient un nouvel intrant, explique Zach Adam, co-auteur de l’étude. Les réactions de proportionnalité aboutissent à des copies multiples de certaines des molécules impliquées, fournissant ainsi des matériaux pour les prochaines étapes de l’autocatalyse. " Chaque fois qu’un cycle est effectué, au moins une sortie supplémentaire est produite, ce qui accélère la réaction et la rend encore plus rapide ", ajoute Adam.

Implications pour la recherche de signes de vie

La mise en évidence de cycles autocatalytiques inorganiques a jeté une lumière nouvelle sur les possibilités d’existence de la vie dans l’Univers. Cette avancée suggère que la vie, sous des formes inconnues et inorganiques, pourrait être présente dans une multitude d’environnements extraterrestres, y compris ceux qui sont radicalement différents de la Terre et qui, jusqu’à présent, étaient considérés comme inhospitaliers. 

Auteur: Internet

Info: https://trustmyscience.com/ - Laurie Henry·29 septembre 2023 - * réaction autocatalytique est une réaction chimique dont le catalyseur figure parmi les produits de la réaction.

[ astrobiologie ]

traitement automatique du langage

- C'est quoi un algorithme de représentation ?

- Il s'agit d'un ensemble de règles ou de procédures utilisées pour transformer des données ou des informations d'une forme vers une autre. L'objectif d'un algorithme de représentation est de convertir des données complexes ou non structurées en une représentation plus facile à gérer ou plus utile, souvent dans un format qui peut être facilement traité par une machine ou analysé par des humains.

Les algorithmes de représentation sont couramment utilisés dans divers domaines de l'informatique, notamment le traitement du langage naturel (TAL), la vision par ordinateur et l'apprentissage automatique. Par exemple, dans le traitement du langage naturel, un algorithme de représentation peut être utilisé pour transformer des données textuelles en un format numérique qui peut être utilisé pour des tâches d'apprentissage automatique telles que l'analyse des sentiments ou la recherche d'informations. Dans le domaine de la vision artificielle, les algorithmes de représentation peuvent être utilisés pour extraire des caractéristiques d'images ou de données vidéo, qui peuvent ensuite être utilisées pour des tâches telles que la reconnaissance d'objets ou la détection de mouvements.

- Tu as écrit "Par exemple, dans le traitement du langage naturel, un algorithme de représentation peut être utilisé pour transformer des données textuelles en un format numérique qui peut être utilisé pour des tâches d'apprentissage automatique telles que l'analyse des sentiments". Peux-tu élaborer un peu plus ?

- Bien sûr. L'analyse des sentiments, également connue sous le nom d'exploration d'opinion (opinion mining), est une application courante du traitement du langage naturel qui consiste à analyser un texte pour déterminer l'attitude ou les sentiments de l'auteur à l'égard d'un sujet particulier. Dans l'analyse des sentiments, un algorithme de représentation est utilisé pour transformer les données textuelles en un format numérique qui peut être facilement traité par un algorithme d'apprentissage automatique.

Une approche courante de l'analyse des sentiments consiste à utiliser un panier-modèle-de-mots, qui représente un document sous forme d'une collection de termes individuels, sans tenir compte de leur ordre d'apparition. Chaque item se voit attribuer un poids correspondant à son importance dans le document, généralement en fonction de sa fréquence d'apparition et de sa pertinence par rapport à la tâche à accomplir. La représentation numérique du document qui en résulte peut ensuite être utilisée comme entrée d'un modèle d'apprentissage automatique, tel qu'un classificateur, qui est entraîné à prédire le contenu- ressenti-sentiment-caractère de nouveaux documents inédits.

Prenons l'exemple de la phrase suivante : "J'aime le film "La rédemption de Shawshank"". Un algorithme de représentation par panier-modèle-de-mots pourrait représenter cette phrase sous la forme d'un vecteur de nombres, où chaque élément correspond à un mot particulier de la phrase, et la valeur de chaque élément indique la pertinence ou l'importance de ce mot pour le sentiment de la phrase. Dans ce cas, le vecteur pourrait ressembler à ceci : 

[0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]

Ici, le deuxième élément a une valeur de 1 parce que le mot "amour" est très pertinent pour le sentiment de la phrase. Les autres éléments ont tous une valeur de 0 car les autres mots de la phrase ne sont pas particulièrement pertinents pour le feeling de la phrase.

Une fois que la représentation numérique du document est générée, elle peut être intégrée à un algorithme d'apprentissage automatique spécialement formé sur un ensemble de documents dont les étiquettes de sentiment sont connues  (par exemple, positives, négatives ou neutres). L'algorithme d'apprentissage automatique peut alors apprendre à associer certains modèles numériques dans les données d'entrée avec  des étiquettes de sentiment particulières, et utiliser cette connaissance pour prédire le sentiment de nouveaux documents non vus.

Auteur: chatGPT4

Info: 3 mai 2023

corps-esprit

Vous voulez être plus efficace au travail ? Prenez exemple sur les musiciens de jazz

Vous voulez être plus efficace lorsque vous travaillez ? Les musiciens de jazz pourraient avoir des choses à vous apprendre. Une étude a montré que ces derniers étaient capables d'atteindre un état de transe : le " flux ", durant lequel ils sont entièrement dévolus à leur tâche et plus créatifs.

Ce travail de recherche, publié dans la revue Neuropsychologia, porte sur ce que l'on appelle le " flux " (" flow ", en anglais). Un terme qui désigne un état de concentration absolu durant lequel le corps et l'esprit sont entièrement absorbés par une seule et même tâche. Le psychologue américano-hongrois Mihály Csíkszentmihályi a été le premier à s'intéresser à ce sujet dans les années 1970, au cours de recherches sur le processus créatif.

​​Depuis, les recherches en psychologie ont démontré que l'expérience du flux peut accroître les performances physiques et mentales. N'importe qui peut expérimenter des moments de flux durant son temps libre ou au travail. Mais les athlètes et les artistes sont plus susceptibles d'être fréquemment plongés dans cet état psychologique.

C'est pourquoi des chercheurs affiliés à l'université Drexel (États-Unis) ont recruté une trentaine de guitaristes de jazz pour comprendre les processus cérébraux clés associés au flux. Ils étaient plus ou moins expérimentés, en fonction du nombre de représentations publiques qu'ils avaient données. 

Une affaire d'expérience

Les scientifiques ont placé des électrodes sur leur tête pour enregistrer leurs ondes cérébrales pendant qu'ils improvisaient sur des séquences d'accords et des rythmes qui leur avaient été fournis. Par ailleurs, les guitaristes devaient évaluer le degré de flux qu'ils ont ressenti pendant qu'ils jouaient de la guitare. Des experts ont également écouté les morceaux que les participants avaient créés pour déterminer dans quelle mesure ces derniers avaient fait preuve de créativité.

Il s'avère que les performances jugées les plus créatives sont celles durant lesquelles les guitaristes ont dit être dans un état de flux. Les musiciens les plus aguerris avaient davantage tendance à expérimenter des moments de flux pendant qu'ils jouaient leur instrument que les novices, ce qui laisse penser que l'expérience est une condition préalable pour accéder à un état de flux. 

D'un point de vue cérébral, les chercheurs ont constaté que les musiciens expérimentés qui ont vécu des instants de flux pendant qu'ils jouaient de la guitare présentaient une activité réduite dans les parties de leur lobe frontal, connues pour être impliquées dans les fonctions exécutives. À l'inverse, les aires cérébrales impliquées dans l'audition et la vision étaient davantage sollicitées, ce qui est logique étant donné que les guitaristes improvisaient tout en lisant des suites d'accords et en écoutant des rythmes musicaux. 

Le " flux ", un état de transe ?

Ces découvertes montrent à quel point le cerveau est dans un état mental différent de l'éveil ordinaire quand on fait l'expérience du flux. Cela prouve que " le flux créatif correspond à un traitement optimisé d'un domaine spécifique, rendu possible par une pratique intensive associée à un contrôle cognitif réduit ", comme l'écrivent les chercheurs dans leur étude, que le média The Conversation a relayée.

Ce travail de recherche approfondit notre compréhension des mécanismes cérébraux propres au flux. Il montre que cet état demande une certaine maîtrise technique. Lorsque l'on est plongé dans le flux, les choses semblent se dérouler avec facilité. On a l'impression de maîtriser totalement ce que l'on fait. Ce sentiment de maîtrise est d'ailleurs ce qui rend les moments de flux si agréables. 

​​​​​​​Pour en faire l'expérience régulièrement, il faut s'évertuer à devenir meilleur dans ce que l'on fait en se fixant, par exemple, des défis stimulants à relever. Mais attention à ce qu'ils ne soient pas irréalistes. Sinon, le stress se substituera au flux.

Auteur: Internet

Info: https://www.futura-sciences.com/ 24 avril 2024

[ concentration ] [ absorption ]

physique étonnante

Une pièce de métal fissurée s'auto-répare lors d'une expérience qui a stupéfié les scientifiques

A classer dans la catégorie "Ce n'est pas censé arriver" : Des scientifiques ont observé un métal en train de se guérir lui-même, ce qui n'avait jamais été vu auparavant. Si ce processus peut être entièrement compris et contrôlé, nous pourrions être à l'aube d'une toute nouvelle ère d'ingénierie.

Une équipe des laboratoires nationaux Sandia et de l'université A&M du Texas a testé cette résilience du métal en utilisant une technique spécialisée de microscope électronique à transmission pour tirer sur les extrémités du métal 200 fois par seconde. Ils ont ensuite observé l'autocicatrisation à très petite échelle d'un morceau de platine de 40 nanomètres d'épaisseur suspendu dans le vide.

Les fissures causées par le type de déformation décrit ci-dessus sont connues sous le nom de dommages dus à la fatigue : des contraintes et des mouvements répétés provoquent des cassures microscopiques, qui finissent par entraîner la rupture des machines ou des structures. Étonnamment, après environ 40 minutes d'observation, la fissure dans le platine a commencé à se ressouder et à se réparer d'elle-même Étonnamment, après environ 40 minutes d'observation, la fissure dans le platine a commencé à se ressouder et à se réparer avant de recommencer dans un sens différent.

"C'était absolument stupéfiant à observer de près", déclare Brad Boyce, spécialiste des matériaux aux laboratoires nationaux Sandia. "Nous ne l'avions certainement pas cherché... Ce que nous avons montré, c'est que les métaux ont leur propre capacité intrinsèque et naturelle à s'auto-guérir, au moins dans le cas de dommages causés par la fatigue à l'échelle nanométrique.

Il s'agit là de conditions précises, et nous ne savons pas encore exactement comment cela se produit ni comment nous pouvons l'utiliser. Toutefois, si l'on pense aux coûts et aux efforts nécessaires pour réparer toutes sortes de choses, des ponts aux moteurs en passant par les téléphones, on ne peut pas imaginer à quel point les métaux autoréparables pourraient faire la différence.

Bien que cette observation soit sans précédent, elle n'est pas totalement inattendue. En 2013, Michael Demkowicz, spécialiste des matériaux à l'université A&M du Texas, a travaillé sur une étude prédisant que ce type de nanocicatrisation pourrait se produire, grâce aux minuscules grains cristallins à l'intérieur des métaux qui déplacent essentiellement leurs limites en réponse au stress. Demkowicz a également travaillé sur cette dernière étude, utilisant des modèles informatiques actualisés pour montrer que ses théories, vieilles de dix ans, sur le comportement d'auto-guérison des métaux à l'échelle nanométrique correspondaient à ce qui se passait ici.

Le fait que le processus de réparation automatique se soit déroulé à température ambiante est un autre aspect prometteur de la recherche. Le métal a généralement besoin de beaucoup de chaleur pour changer de forme, mais l'expérience a été réalisée dans le vide ; il reste à voir si le même processus se produira dans les métaux conventionnels dans un environnement typique.

Une explication possible implique un processus connu sous le nom de soudure à froid, qui se produit à des températures ambiantes lorsque des surfaces métalliques se rapprochent suffisamment pour que leurs atomes respectifs s'enchevêtrent. En général, de fines couches d'air ou de contaminants interfèrent avec le processus ; dans des environnements tels que le vide spatial, les métaux purs peuvent être suffisamment rapprochés pour se coller littéralement l'un à l'autre.

"J'espère que cette découverte encouragera les chercheurs en matériaux à considérer que, dans les bonnes circonstances, les matériaux peuvent faire des choses auxquelles nous ne nous attendions pas", déclare M. Demkowicz.

Ces travaux de recherche ont été publiés dans la revue Nature.

Auteur: Internet

Info: sciencealert.com, 20 July 2023, By David Nieldhaji,

[ cicatrisation ] [ régénération ] [ science ]

pédagogie

Apprentissage par récompense ou par punition: quelles différences ?
Apprendre à rechercher le plaisir ("récompenses") et à éviter la douleur ("punitions") joue un rôle fondamental pour la survie de tout animal, homme inclus. C'est ce que viennent de démontrer dans un article paru dans la revue Nature Communications, des chercheurs issus du CNRS - et notamment du Groupe d'analyse et de théorie économique Lyon St-Etienne
Malgré leur égale importance, l'apprentissage par récompense est beaucoup mieux compris que l'apprentissage par punition, d'un point de vue non seulement psychologique mais aussi neurobiologique. La principale raison à cela est que l'apprentissage par récompense est plus simple: il suffit de répéter les choix qui ont amené dans le passé à l'obtention du plaisir. En d'autres termes, il y a une association directe entre le "bon choix à faire" et le stimulus qui motive l'apprentissage (la récompense, qui a une valeur positive).
La figure montre des activations cérébrales dans deux régions, le striatum ventral (en vert) et l'insula antérieur (en rouge), qui sont connues pour travailler en opposition et être impliquées dans l'apprentissage par récompense et celui par punition, respectivement. Dans notre étude nous montrons que la contextualisation des valeurs supprime la nécessité d'activer l'insula, lors de l'apprentissage par punition, produisant un transfert d'activation du système de punition vers le système de récompense à mesure que les actions acquièrent une valeur relative positive.
L'apprentissage par punition est cognitivement plus complexe, car cette association n'est justement pas directe. Prenons l'exemple d'un animal qui est poursuivi par un prédateur. Le bon choix consisterait à se cacher dans un trou pour fuir le prédateur et amènerait à la disparition du stimulus qui motive l'apprentissage (le prédateur, qui a une valeur négative). Par conséquent, il est difficile d'expliquer comment ce bon choix se maintient en l'absence du stimulus. Les théories courantes ont ainsi du mal à démontrer comment les hommes peuvent être aussi performants dans le domaine de la punition que dans celui de la récompense.
L'équipe de recherche a découvert récemment un algorithme permettant au cerveau humain d'apprendre à éviter des punitions aussi efficacement qu'il apprend à rechercher des récompenses. La clef de voûte de cet algorithme - appelé "RELATIVE" - consiste à calculer les résultats des actions de manière dépendante du contexte dans lequel le résultat est obtenu. Ainsi, dans l'apprentissage par punition, le résultat d'une action qui a une valeur nulle (voire légèrement négative) - se cacher dans un trou - est rapporté au contexte dans lequel ce résultat a été obtenu, qui a une valeur très négative - être poursuivi par un prédateur. Si l'on considère que la valeur de l'action est plus grande que la valeur moyenne du contexte, le bon choix acquiert ainsi une valeur "relative" positive. Il permet donc un apprentissage par récompense aussi bien que par punition.
Grâce à l'imagerie par résonance magnétique cérébrale, l'équipe de recherche a aussi pu valider cet algorithme d'un point de vue neurobiologique, en montrant qu'il explique les variations d'activité cérébrale dans le cortex préfrontal médian, une zone du cerveau connue pour être impliquée dans la prise de décision. L'IRM a également permis de trancher un débat contradictoire important en sciences et dans la littérature: y a-t-il des systèmes ou réseaux distincts dans le cerveau pour l'apprentissage basé sur la récompense et celui basé sur la punition ?
L'analyse démontre qu'au départ, lorsque les sujets ne semblent pas encore avoir bien appris la valeur du contexte, le système d'apprentissage basé sur la récompense (le striatum ventral) et celui basé sur la punition (l'insula) sont tous les deux activés. Puis, à mesure que la contextualisation des valeurs négatives se met en place, l'insula s'active de moins en moins, et les essais d'apprentissage dans le contexte de punition se mettent à impliquer le striatum ventral qui s'active de plus en plus.

Auteur: Internet

Info: Contextual modulation of value signals in reward and punishment learning. Stefano Palminteri, Mehdi Khamassi, Mateus Joffily, Georgio Coricelli, Nature Communications, 25 août 2015

[ reptilien ]

démocratie

La protodémocratie athénienne (bien connue en grande partie grâce à Aristote) reposait sur un principe intangible, qu'illustre parfaitement la formule de Lincoln : "le gouvernement du peuple, par le peuple, pour le peuple ". Le peuple était toujours à la manoeuvre et ne déléguait à l'exécutif que les tâches qu'il ne pouvait effectuer lui-même. Ce principe était garanti par l'isonomia, l'égalité devant la loi, l'isokratia, l'égalité des pouvoirs, et l'isêgoria, l'égalité de la parole. Était citoyen tout homme libre âgé de plus de vingt ans.
On estime le nombre des citoyens à 30.000, 60.000 au pic de peuplement. Les femmes, les enfants, les métèques et les esclaves étaient exclus de l'activité politique. Cette quadruple exclusive est à replacer dans son contexte historique.
L'Ekklesia, l'assemblée démocratique, exigeait un quorum de 6.000 citoyens, mais ils pouvaient être plus nombreux. Elle se réunissait tous les neuf jours en moyenne (la fréquence des séances augmentait en cas de crise) sur la colline du Pnyx, où l'on avait aménagé une tribune semi-circulaire. L'Ekklesia n'était pas une pétaudière. Elle suivait un ordre du jour strict élaboré par le Conseil des Cinq-cents (la Boulê), mais elle pouvait obliger celui-ci à insérer une affaire particulière dans l'ordre du jour de la séance suivante. Tout citoyen, quel que fût son rang, avait droit à la parole et était écouté attentivement. Le vote s'effectuait à main levée, un homme, une voix. La mission de la Boulê ne se bornait pas à encadrer les séances de l'Ekklesia et à en établir l'ordre du jour. Elle rédigeait aussi les propositions de décret ou de loi, et contrôlait étroitement le travail des autres magistrats civils et militaires (droit d'inventaire).
Les cinq cent bouleutes, cinquante par tribu, étaient tirés au sort à l'aide d'une machine, le klêrôtêrion, parmi les citoyens volontaires. Un comité vérifiait les aptitudes (procédure de la docimasie) de ces derniers. Les recalés pouvaient faire appel de la décision auprès du tribunal du peuple. Le bouleute était nommé pour un an. Un citoyen ne pouvait être mandaté plus de deux fois et jamais deux années consécutives. Pendant son temps de service, le bouleute était rémunéré (rien de mirobolant) et nourri aux dépens du contribuable.
Il y avait une présidence de l'État athénien, qui durait vingt-quatre heures. Le président ou épistate était tiré au sort parmi les cinquante prytanes du groupe tribal entré en fonction (un groupe relayait l'autre tous les trente-six jours). Chaque citoyen était susceptible de devenir un jour président. Les membres du tribunal du peuple, l'Héliée, se recrutaient également par tirage au sort, toujours parmi des volontaires.
Les trois pouvoirs, le pouvoir législatif (l'Ekklesia), le pouvoir exécutif (la Boulê) et le pouvoir judiciaire (l'Héliée), étaient séparés. Montesquieu s'en est souvenu dans L'Esprit des lois (1748). La cooptation de l'un à l'autre était rendue impossible par le tirage au sort. Les Athéniens étaient des hommes pragmatiques. Ils ne croyaient pas à la bonté naturelle de l'homme. Ils avaient compris qu'un type qui se sent la " vocation " de gouverner est précisément la dernière personne à qui l'on devrait confier le pouvoir. Même les plus vertueux succombent à son attrait. Ils inventèrent donc, pour les pouvoirs exécutif et judiciaire, un système de sélection procédurier, basé sur des examens préalables et, à certains niveaux, le hasard contrôlé (stochocratie partielle), et l'assortirent d'une clause de non-cumul et de non-renouvellement des mandats.
La démocratie athénienne encourageait l'amateurisme et se donnait les moyens de le conserver. La procédure de l'ostracisme était lancée dès lors qu'un citoyen soupçonnait un autre citoyen riche et charismatique de vouloir tirer avantage de sa position pour tenter un coup de force. La formule combine plusieurs modes de fonctionnement, mais ne les multiplie pas non plus à l'excès. Elle est relativement bien balancée. Il serait intéressant de la réévaluer à l'aune des expériences de la démocratie associative.

Auteur: Rouziès-Léonardi Bertrand

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bio-technologie

Mi-animal, mi-machine, le "xénobot" est le premier robot vivant
Il s'agit d'un organisme quadrupède manufacturé par l'Homme avec des cellules souches de grenouille. Il est un tout petit peu plus petit qu'une tête d'épingle avec son diamètre de 650 à 750 microns.
Le xénobot est un organisme vivant programmable: il a été assemblé avec des cellules souches de peau et de muscles de cœur de grenouille. Une première scientifique réalisée par des chercheurs des universités américaines du Vermont et de Tufts.
"Ce sont de nouvelles machines vivantes", explique Joshua Bongard, l'un des coauteurs de l'étude publiée par PNAS, le journal de l'Académie américaine des Sciences, le 13 janvier. "Ce n'est ni un robot traditionnel, ni une espèce connue d'animal. C'est une nouvelle classe d'artéfact: un organisme vivant, programmable", selon la description de cet informaticien et expert en robotique de l'Université du Vermont.

(Illustration : grenouille Xénope lisse. Les cellules souches de peau et de cœur d'embryons de cette grenouille ont servis à la fabrication du xénobot, le premier robot vivant. Qui s'appelle donc xénobot, du nom de la grenouille Xenopus laevis, dont les cellules embryonnaires ont été utilisées pour le fabriquer.)

"Génomiquement, ce sont des grenouilles", indique Michael Levin, coauteur de l'étude et directeur du Centre de biologie régénérative et développementale à l'Université de Tufts. "C'est à 100% de l'ADN de grenouille, mais ce ne sont pas des grenouilles". Un peu comme un livre est fait de bois, mais n'est pas un arbre...

La taille du xénobot ne dépasse pas le millimètre de large: il est légèrement plus petit qu'une tête d'épingle avec son diamètre de 650 à 750 microns.

Ses cellules vont exécuter des fonctions différentes de celles qu'elles accompliraient naturellement. Les tissus vivants ont été récoltés et incubés; ensuite les chercheurs les ont assemblés en un corps optimal conçu par des modèles informatiques. L'intelligence artificielle sélectionnait les formes les plus réussies et les plus aptes.

(illustration : Les xénobots calculés par ordinateur - in silico - et réalisés avec des cellules embryonnaires -in vivo.
On voit des petits blocs cubiques de chair, briques structurelles différentes - en rouge, contractables; en vert, passives - qui sont fournies à un algorithme d'évolution. Celui-ci définit un modèle optimal pour l'organisme vivant manufacturé, tout à droite de l'image.
Un résultat comportemental – ici, la maximisation du déplacement – et des briques structurelles différentes - en rouge, contractables; en vert, passives - sont fournies à un algorithme d'évolution. Celui-ci définit un modèle optimal pour l'organisme vivant manufacturé. On voit un gros plan flou à droite de l'image.)

De petits organismes autonomes
L'organisme a réussi à "évoluer" du stade d'amas de cellules souches à celui d'un assemblage bougeant grâce aux pulsations envoyées par les cellules du tissu musculaire cardiaque... ce qui leur a permis de se déplacer pendant plusieurs semaines dans de l'eau, sans avoir besoin de nutriments additionnels.

Ces petits êtres d'un genre nouveau ont été capable de se réparer – se soigner! – tous seuls après avoir été coupés en deux par les scientifiques: "Ils se recousaient et continuaient de fonctionner", remarque Joshua Bongard.

Ces créatures peuvent aussi se diriger vers une cible, ce qui pourrait être très utile dans le domaine de la santé: un xénobot pourrait par exemple administrer des médicaments dans le corps humain, à un endroit prédéterminé. Ou s'occuper d'une artère bouchée.

Des tests ont montré qu'un groupe de xénobots arrivait à se déplacer en cercle, en poussant des pastilles vers un lieu central, de manière spontanée et collective.

De la peau morte
Les applications futures de ces robots vivants peuvent être nombreuses, selon les chercheurs: ils imaginent par exemple qu'ils pourront assembler les microplastiques qui polluent les océans, afin de les nettoyer.

"Ces xénobots sont complètement biodégradables", affirme Joshua Bongard, "Lorsqu'ils ont terminé leur travail après sept jours, ce ne sont plus que des cellules de peau morte".

Une forme de vie étonnante, entièrement nouvelle, qui disparaît presque sans laisser de traces.

Auteur: Jaquet Stéphanie

Info: https://www.rts.ch/info/sciences-tech/technologies. 16 janvier 2020

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