homme-machine

ChatGPT, Chomsky et la banalité du mal

Dans une tribune parue dans le New York Times, le philosophe et linguiste Noam Chomsky balance du lourd contre le robot de conversation ChatGPT, qu’il accuse de disséminer dans l’espace public un usage dévoyé du langage et de la pensée susceptible de faire le lit de ce que Hannah Arendt appelait “la banalité du mal”. Voilà une charge qui mérite d’être examinée.

C’est une question essentielle que soulève Noam Chomsky dans la tribune qu’il a publiée avec Ian Roberts, linguiste à l’université de Cambridge, et Jeffrey Watumull, philosophe spécialiste d’intelligence artificielle. Une question qui touche à l’essence du langage, de la pensée et de l’éthique. Dans la confrontation avec l’intelligence artificielle, affirment-ils, c’est le propre de l’intelligence humaine qui apparaît et qui doit être préservé : si nous sommes capables, nous les hommes, de générer de la pensée et du langage, c’est que nous entretenons un rapport intime et fondamental, dans notre créativité même, avec la limite, avec le sens de l’impossible et de la loi. Or, la “fausse promesse” de l’intelligence artificielle, selon le titre de la tribune, est de nous faire miroiter qu’il serait possible d’obtenir les mêmes performances en se passant de cette confrontation à la limite et à la règle qui fait le ressort de l’expérience humaine. Tentons de suivre cette démonstration, hautement philosophique.

On comprend que Chomsky se soit senti mis en demeure de se pencher sur les nouveaux robots conversationnels tels que ChatGPT, Bard ou Sydney. Fondateur de l’idée de grammaire générative, le philosophe soutient en effet que les hommes disposent avec le langage d’une compétence à nulle autre pareille, une puissance intérieure de générer et de comprendre, grâce à un nombre fini de règles, un nombre infini de propositions qui expriment leur pensée. Or, quand ChatGPT parvient à générer des réponses sensées à nos questions sur la base des millions d’énoncés que le système a appris automatiquement, qui dit que le robot ne parle et ne pense pas à son tour ? Qu’il ne génère pas du langage et donc de la pensée ? La réponse de Chomsky est profonde et subtile. Elle part, comme souvent chez lui, d’un petit exemple grammatical : “John is too stubborn to talk to.” Tout locuteur anglais lambda comprendra immédiatement le sens de cette phrase sur la base de sa connaissance de la langue et de la situation dans laquelle elle est proférée. Elle signifie : “John est trop têtu pour qu’on le raisonne.” Où John, sujet initial, bascule implicitement en complément d’objet, et où le “talk” signifie “raisonner” et non pas “parler”. L’IA, elle, sera induite à comprendre : “John est trop têtu pour parler à quelqu’un.” Parce qu’elle n’a pas accès à la règle ni à la situation, elle cherche en effet à prédire la bonne signification d’un énoncé sur la base du plus grand nombre d’occurrences analogiques. Mais de même que “John a mangé une pomme” équivaut souvent à “John en a mangé”, de même, “John est trop têtu pour parler” a des chances de vouloir dire “John est trop têtu pour parler à quelqu’un” davantage que “pour qu’on le raisonne”.

Au vu des performances des nouveaux logiciels de traduction, tels que DeepL – dont j’ai d’ailleurs dû m’aider pour être sûr de bien comprendre l’exemple de Chomsky –, on pourrait être tenté de relativiser cette confiance que fait ici le philosophe dans l’intelligence humaine du langage. Mais le raisonnement monte en puissance quand il touche à la loi, scientifique ou éthique. Soit l’énoncé “la pomme tombe” ou “la pomme tombera”, formulé après que vous avez ouvert la main ou que vous envisagiez de le faire. Une IA est à même de formuler chacune de ces deux propositions. En revanche, elle sera incapable de générer l’énoncé : “La pomme ne serait pas tombée sans la force de la gravité.” Car cet énoncé est une explication, c’est-à-dire une règle qui délimite le possible de l’impossible. On tient là pour Chomsky la ligne de partage entre les deux intelligences. En dépit de la puissance d’apprentissage et de calcul phénoménal qui est la sienne, l’intelligence artificielle se contente de décrire et/ou de prédire à partir d’un nombre potentiellement infini de données, là où l’intelligence humaine est capable, avec un nombre fini de données, d’expliquer et de réguler, c’est-à-dire de délimiter le possible et l’impossible. Notre intelligence ne se contente pas définir ce qui est ou ce qui pourrait être ; elle cherche à établir ce qui doit être.

Cette approche a une portée éthique évidente. Car la morale consiste à “limiter la créativité autrement illimitée de nos esprits par un ensemble de principes éthiques qui déterminent ce qui doit être et ce qui ne doit pas être (et bien sûr soumettre ces principes eux-mêmes à une critique créative)”. À l’inverse, comme en attestent les réponses produites par ChatGPT aux questions éthiques qu’on lui pose, et qui se réduisent à une recension des différentes positions humaines, l’IA trahit une “indifférence morale”. Et Chomsky de conclure : “ChatGPT fait preuve de quelque chose comme la banalité du mal : plagiat, apathie, évitement […] Ce système offre une défense du type ‘je ne fais que suivre les ordres’ en rejetant la responsabilité sur ses créateurs.” Pour en avoir le cœur net, je suis allé demander à ChatGPT s’il connaissait l’idée de banalité du mal et s’il se sentait concerné. Voilà ce qu’il m’a répondu : “Il est vrai que je suis un outil créé par des humains, et par conséquent, je peux refléter les limites et les biais de mes créateurs et des données sur lesquelles je suis entraîné.” Une intelligence servile et sans pensée, c’est en effet une bonne définition de la banalité du mal. Et de l’intelligence artificielle ?

Auteur: Legros Martin

Info: https://www.philomag.com, 13 Mars 2023

[ déficit holistique ]

positivisme

La science-fiction propose enfin des futurs désirables

La science-fiction ne produit pas que des romans catastrophistes. De plus en plus d’auteurs et autrices renouent avec l’utopie et imaginent des avenirs heureux. Une bouffée d’air.

Un autre monde est possible… Oui, mais à quoi ressemble-t-il ? Inventer des avenirs heureux sans pétrole, dessiner un futur post-effondrement désirable : la tâche paraît ardue, tant l’époque nous a plongés dans l’apathie. " Les gens ont peur, ils n’arrivent plus à imaginer l’avenir ", constate l’écrivaine Catherine Dufour.

" There is no alternative " assénait Margaret Thatcher, Première ministre du Royaume-Uni. Depuis quarante ans, le fatalisme semble s’être insidieusement diffusé dans nos esprits. Pire, il nous paralyse. " La résignation présentée comme seule position réaliste face à un présent trop complexe est une arme au service du maintien de l’ordre ", rappelait la journaliste Évelyne Pieiller dans un article du Monde diplomatique.

Pourtant, à l’aune de la crise écologique, un nouveau mot d’ordre commence à essaimer : " Il faut désincarcérer le futur, martèle Catherine Dufour. Rouvrir les possibles, remettre en marche nos neurones d’optimisme. " Et pour l’autrice, pas de doute : " La science-fiction (SF) a un rôle essentiel à jouer, pour donner des pistes, des voies d’espoir collectif. "

Longtemps associé au catastrophisme, le genre littéraire connaît ainsi " un renouveau des utopies vertes ", selon l’auteur Ugo Bellagamba. Renouveau ? Aux origines de la science-fiction, " les utopies du XVIe siècle portaient déjà l’idée d’un avenir conditionné au respect de la nature, souligne-t-il. La question écologique a ainsi, d’une certaine manière, toujours été présente ".

Autogestion, femmes au pouvoir, sobriété...

Après-guerre, à contre-courant d’un flot de dystopies — en particulier Soleil vert, paru en 1966 —, quelques écrivains esquissaient déjà des chemins de traverse. En 1974, Ursula Le Guin exposait, dans Les Dépossédés, un monde anarchiste fondé sur la liberté absolue et la coopération. Un an plus tard, en 1975, Écotopia, récit utopique d’Ernest Callenbach, décrivait une société écologique radicale — femmes au pouvoir, autogestion, semaine de 22 heures.

Malgré ces rares pépites, la mode littéraire a toujours été à l’apocalypse. " La science-fiction aime la catastrophe ", remarque Ugo Bellagamba. La catastrophe… et la technologie. " La SF du XXIe siècle tourne désespérément autour des “trois piliers” du transhumanisme ; immortalité, biotechnologies et intelligence artificielle ", analysait ainsi Catherine Dufour dans un article du Monde diplomatique.

Mais la tendance pourrait s’inverser. Face au mur climatique — " parce que le pessimisme est un luxe qu’on ne peut plus de permettre ", selon Catherine Dufour — un courant émerge : le solarpunk. " De plus en plus de romans renouvellent l’imaginaire utopiste, autour de deux idées phares, la sobriété (technologique, énergétique) et la fin du capitalisme ", décrit Ugo Bellagamba. Outre-Atlantique, Kim Stanley Robinson, auteur du remarquable Ministère du futur, et Becky Chambers figurent parmi les têtes de proue de ce mouvement.

En France, la mayonnaise utopiste prend lentement. La maison d’édition La Volte a créé une collection, Eutopia, pour porter ces nouveaux récits. " Mais on ne publie qu’un livre par an, regrette son éditeur, Mathias Echenay. Même si la question travaille les autrices et auteurs, on reçoit encore très peu de propositions abouties. "

La faute, selon lui, à la difficulté d’écrire des utopies : " Faire une histoire dans un monde où tout se passe bien, on ne sait pas comment faire ", illustre-t-il. " Une histoire, c’est intéressant quand ça déraille », sourit Joëlle Wintrebert, pionnière de la SF à la française. Un de ses romans, Pollen, raconte ainsi une société matriarche et pacifiste, mais qui repose sur la reproduction maîtrisée génétiquement. " L’utopie, c’est toujours ambigu… Un monde parfait, ça n’existe pas ", dit l’écrivaine.

La faute, aussi, à nos imaginaires trop limités ? Pour l’écrivain Elio Possoz, la SF post-capitaliste se heurte à deux murs, politique — quel système concevoir autre qu’une dictature  ? — et technique. Renoncer à la technologie, penser un monde sans électricité… " Ce sont encore des impensés. " Le trentenaire vient de finir un roman (à paraître l’an prochain chez La Volte) qui décrit un road trip dans une France post-pétrole parsemée de " communats ", des zones autonomes et autogérées. 

S’approprier les futurs

Low-tech, vélo solaire et anarchie : tout ça fait rêver, mais comment passer des écrits aux actes ? " Ces récits permettent de faire vivre aux lecteurs d’autres possibles, de les toucher, par le sensible, et donc de les familiariser avec ce qui pourrait advenir ", estime Mathias Echenay. C’est ainsi que des scientifiques du Giec ont sollicité des écrivains et écrivaines afin de produire " des récits pour nous approprier les futurs " décrits dans leurs rapports. Le résultat, No(s) Futur(s), paru en 2020, permet d’" imaginer les possibles du changement climatique ".

Les plus intéressés par ces collaborations littéraires sont à chercher du côté des armées. Dès 2016, un des départements de l’armée de terre des États-Unis a lancé son propre concours de nouvelles de science-fiction, pour façonner leur future stratégie militaire. Constituée en 2019 dans l’Hexagone, la Red team regroupe auteurs et experts militaires en vue d’" anticiper les aspects technologiques, économiques, sociétaux et environnementaux de l’avenir qui pourraient engendrer des potentiels de conflictualités à horizon 2030-2060 ".

" À quand une Red team au ministère de la Santé ou de l’Écologie, s’interroge Ugo Bellagamba. Les politiques ont encore du mal à saisir l’intérêt de la SF pour ouvrir les possibles. " Sans prendre toute fiction pour argent comptant, auteurs et éditeurs espèrent ainsi que leurs ouvrages participeront à " casser le récit dominant ", selon les propos de Mathias Echenay. Comme le disait Alain Damasio, " la lutte des imaginaires " fait partie des moyens pour " battre le capitalisme sur le terrain du désir ". 

Auteur: Lavocat Lorène

Info:

[ littérature ] [ malheur nécessaire ] [ incubateur ] [ nurserie ] [ prévoir ] [ adaptation ] [ créativité ]

bon sens

L'utilisation d'armes biologiques était déjà interdite par le protocole de Genève de 1925, un traité international que les États-Unis n'avaient jamais ratifié. C'est alors que Matthew Meselson rédigea un document intitulé "Les États-Unis et le protocole de Genève", dans lequel il expliquait pourquoi ils devaient le faire. Meselson connaissait Henry Kissinger, qui a transmis son document au président Nixon et, à la fin de 1969, ce dernier renonçait aux armes biologiques.

Vint ensuite la question des toxines - poisons dérivés d'organismes vivants. Certains conseillers de Nixon estimaient que les États-Unis devaient renoncer à l'utilisation de toxines d'origine naturelle, mais conserver le droit d'utiliser des versions artificielles des mêmes substances. C'est un autre document de Meselson, "What Policy for Toxins", qui conduisit Nixon à rejeter cette distinction arbitraire et à renoncer à l'utilisation de toutes les armes à toxines.

Sur les conseils de Meselson, Nixon soumis à nouveau le protocole de Genève à l'approbation du Sénat. Mais il alla également allé au-delà des termes du protocole - qui interdit uniquement l'utilisation d'armes biologiques - pour renoncer à la recherche biologique offensive elle-même. Les stocks de substances biologiques offensives, comme l'anthrax que Meselson avait découvert à Fort Detrick, furent détruits.

Une fois que les États-Unis eurent adopté cette politique plus stricte, Meselson se tourna vers la scène mondiale. Lui et ses pairs voulaient un accord international plus fort que le protocole de Genève, un accord qui interdirait le stockage et la recherche offensive en plus de l'utilisation et prévoirait un système de vérification. Leurs efforts aboutirent à la Convention sur les armes biologiques, signée en 1972 et toujours en vigueur aujourd'hui.

"Grâce en grande partie au travail inlassable du professeur Matthew Meselson, le monde s'est réuni et a interdit les armes biologiques, garantissant ainsi que la science toujours plus puissante de la biologie aide l'humanité au lieu de lui nuire. Pour cela, il mérite la profonde gratitude de l'humanité", déclara l'ancien secrétaire général des Nations unies, Ban Ki-Moon.

M. Meselson déclara que la guerre biologique "pourrait effacer la distinction entre la guerre et la paix". Les autres formes de guerre ont un début et une fin - on sait clairement ce qui relève de la guerre et ce qui n'en relève pas. Une guerre biologique serait différente : "On ne sait pas ce qui se passe, ou alors on sait ce qui se passe mais ça se passe sans cesse."

Et les conséquences de la guerre biologique pourraient même être plus importantes que la destruction de masse ; les attaques via l'ADN pourraient modifier fondamentalement l'humanité. La FLI rend hommage à Matthew Meselson pour ses efforts visant à protéger non seulement la vie humaine mais aussi la définition même de l'humanité.

Selon l'astronome Lord Martin Rees, "Matt Meselson est un grand scientifique - et l'un des rares à s'être profondément engagé pour que le monde soit à l'abri des menaces biologiques. Il s'agit là d'un défi aussi important que le contrôle des armes nucléaires - et bien plus difficile à relever. Ses efforts soutenus et dévoués méritent pleinement une plus large reconnaissance."

Le 9 avril 2022, le Dr Matthew Meselson a reçu le prix Future of Life, d'une valeur de 50 000 dollars, lors d'une cérémonie organisée dans le cadre de la conférence sur les affaires mondiales de l'université de Boulder. Le Dr Meselson a été l'une des forces motrices de la Convention sur les armes biologiques de 1972, une interdiction internationale qui a empêché l'une des formes de guerre les plus inhumaines que connaisse l'humanité. Le 9 avril a marqué la veille du 47e anniversaire de la convention.

La longue carrière de M. Meselson est jalonnée de moments forts : la confirmation de l'hypothèse de Watson et Crick sur la structure de l'ADN, la résolution du mystère de l'anthrax de Sverdlovsk, l'arrêt de l'utilisation de l'agent orange au Viêt Nam. Mais c'est surtout son travail sur les armes biologiques qui fait de lui un héros international.

"Par son travail aux États-Unis et au niveau international, Matt Meselson a été l'un des principaux précurseurs de la convention sur les armes biologiques de 1972", a déclaré Daniel Feakes, chef de l'unité de soutien à la mise en œuvre de la convention sur les armes biologiques. "Le traité interdit les armes biologiques et compte aujourd'hui 182 États membres. Depuis lors, il n'a cessé d'être le gardien de la BWC. L'avertissement qu'il a lancé en 2000 sur le potentiel d'exploitation hostile de la biologie a préfiguré bon nombre des avancées technologiques dont nous sommes aujourd'hui témoins dans les sciences de la vie et les réponses qui ont été adoptées depuis."

M. Meselson a commencé à s'intéresser aux armes biologiques dans les années 60, alors qu'il travaillait pour l'Agence américaine de contrôle des armements et du désarmement. C'est lors d'une visite de Fort Detrick, où les États-Unis fabriquaient alors de l'anthrax, qu'il a appris ce qu'il en éltait du développement des armes biologiques : elles étaient moins chères que les armes nucléaires. M. Meselson fut frappé, dit-il, par l'illogisme de ce raisonnement : diminuer le coût de production des ADM serait un risque évident pour la sécurité nationale.

"Aujourd'hui, la biotechnologie est une force du bien dans le monde, associée au fait de sauver plutôt que de prendre des vies, parce que Matthew Meselson a contribué à tracer une ligne rouge claire entre les utilisations acceptables et inacceptables de la biologie", ajoute Max Tegmark, professeur au MIT et président de la FLI. "C'est une source d'inspiration pour ceux qui veulent tracer une ligne rouge similaire entre les utilisations acceptables et inacceptables de l'intelligence artificielle et interdire les armes autonomes létales".

Auteur: Internet

Info: https://futureoflife.org/2019/04/09

[ sagesse ] [ responsabilité scientifique ] [ savants responsables ] [ gratitude ]

spéculation

Expérience religieuse et cerveau.
Une étude relie certaines expériences religieuses, ou de changement de vie, comme la renaissance (born again), avec une atrophie de l'hippocampe.
L'article "Facteurs religieux et atrophie hippocampale en fin de vie" d'Amy Owen et ses collègues de Duke University présente une avance importante pour notre compréhension croissante du rapport entre cerveau et religion. L'étude a montré une plus grande atrophie de l'hippocampe chez les individus qui s'identifient avec des groupes religieux spécifiques, de même que pour ceux que ceux sans affiliation religieuse. C'est un résultat étonnant, sachant que beaucoup d'études antérieures ont montré que la religion avait des effets potentiellement bénéfiques sur les fonctions du cerveau, l'inquiétude et la dépression.
Un certain nombre d'études ont évalué les effets aigus des pratiques religieuses, telles que la méditation et la prière, sur le cerveau humain. Un plus petit nombre d'études ont évalué les effets à plus long terme de la religion sur le cerveau. De telles études, comme celle-ci, se sont concentrées sur des différences du volume du cerveau ou de certaines fonctions du cerveau chez les personnes fortement impliquée dans la méditation ou les pratiques spirituelles, par comparaison avec celles qui ne le sont pas.
Mais très peu d'études ont exploré les effets longitudinaux de la pratique de la méditation ou des activités spirituelles en évaluant des sujets en deux points temporels différents.
Ici, Owen et les autres ont utilisé le MRI pour mesurer le volume de l'hippocampe, une structure centrale du système limbique, impliquée dans l'émotion aussi bien que pour la formation de la mémoire. Ils ont évalué le MRI de 268 hommes et femmes agés de 58 et plus, recrutés à l'origine pour les résultats Neuro Cognitifs sur la dépression lors d'une ancienne étude. Les gens testés avaient également répondu à plusieurs questions concernant leur croyance et affiliations religieuses. L'étude d'Owen et ses collègues est unique parce qu'elle se concentre spécifiquement sur des individus religieux en les comparant à des gens non-religieux. Cette étude a également séparé les individus entre ceux qui qui "born again" ou ceux qui ont eu leur vie changée par une expérience religieuse.
Les résultats ont montré une atrophie hippocampale sensiblement plus grande chez les individus ayant rapporté une expérience religieuse de "born again". En outre, ils ont montré une atrophie hippocampale sensiblement plus grande chez les protestants, les catholiques avec ceux sans affiliation religieuse, comparée aux protestants ne s'identifiant pas comme born again.
Les auteurs présentent l'hypothèse que l'atrophie hippocampal plus grande dans les groupes religieux choisis pourrait être liée au stress. Ils arguent du fait que certains individus d'une minorité religieuse, ou ceux qui luttent avec leur croyance, expériencent des niveaux plus élevés de stress. Ceci causant un plus grand dégagement d'hormones d'effort, connues pour diminuer le volume de l'hippocampe avec le temps. Ceci pourrait également expliquer le fait que tout aussi bien les les non-religieux que quelques religieux aient de plus petits volumes hippocampals.
Cette hypothèse intéresse. Beaucoup d'études ont montré les effets positifs de la religion et de la spiritualité sur la santé mentale, mais il y a également abondance d'exemples d' impacts négatifs. Il y a une évidence que les membres de groupes religieux qui sont persécutés, ou dans une minorité, pourraient avoir plus de stress et d'inquiétude quand ils doivent naviguer dans la société. D'autres fois, une personne pourrait percevoir Dieu comme celui qui punit et donc avoir un stress significatif face à une lutte religieuse. D'autres éprouvent un conflit religieux en raison d'idées contradictoires entre leur tradition religieuse et/ou leur famille. Même une expérience très positive de changement de vie pourrait être difficiles à incorporer dans une système religieux donné pour la croyance de l'individu et ceci pourrait également mener à l'effort et à l'inquiétude. Les transgressions religieuses perçues peuvent causer une angoisse émotive et psychologique. Il peut être difficile de distinguer cette douleur "religieuse" et "spirituelle" de la douleur physique pure. Et tous ces phénomènes peuvent avoir des effets potentiellement négatifs sur le cerveau.
Ainsi, Owen et ses collègues posent certainement une hypothèse plausible. Ils citent également certaines des limitations de leurs trouvailles, tels que la petite dimension de l'échantillon testé. Plus important la relation causale entre ces découvertes dans le cerveau avec la religion reste très difficile à établir. Est il possible, par exemple, que les personnes avec de plus petits volumes hippocampals, soient plus prédestinées à avoir un tropisme religieux spécifique, dessinant la flèche causale dans l'autre direction ? De plus, il se pourrait que les facteurs amenant aux événements de "Changement de vie" sont importants et non pas simplement l'expérience elle-même.
Puisque l'atrophie de cerveau reflète tout qui arrive à une personne jusqu'à ce point, on ne peut pas définitivement conclure que l'expérience la plus intense était en fait la chose qui a eu pour conséquence l'atrophie du cerveau. Il y a donc beaucoup de facteurs potentiels qui pourraient mener aux résultats rapportés. (Ils est également quelque peu problématique que l'effort lui-même ne se soit pas corrélé avec les volumes hippocampal puisque c'est une des hypothèses potentielles proposées par les auteurs. Ce qui de fait parait miner les conclusions.) L'on pourra alors se demander s'il est possible que les gens qui sont plus religieux souffrent d'un plus grand stress inhérent, mais que leur religion les aide à se protéger d'une certaine manière. La religion est fréquemment citée comme un important mécanisme pour faire face au stress et à l'effort.
Cette nouvelle étude est intrigante et importante. Elle nous incite à réfléchir davantage sur la complexité du rapport entre religion et cerveau. Ce champ d'étude, désigné sous le nom du neuro théologie, pourrait faire avancer notre compréhension de la religion, de la spiritualité et du cerveau. D'autres études à venir sur les effets aigus et chroniques de la religion avec le cerveau seront très intéressantes pour valider certaines de ces idées. Pour l'instant, nous pouvons être certains que la religion affecte le cerveau - mais nous ne savons pas comment.

Auteur: Newberg Andrew

Info: Scientific American, 31 mai 2011

[ biologie ] [ esprit ]

biochimie

La découverte d'une nouvelle activité électrique au sein des cellules pourrait modifier la façon dont les chercheurs envisagent la chimie biologique.

Le corps humain est fortement tributaire des charges électriques. Des impulsions d'énergie semblables à des éclairs traversent le cerveau et les nerfs, et la plupart des processus biologiques dépendent des ions électriques qui voyagent à travers les membranes de chaque cellule de notre corps.

Ces signaux électriques sont possibles, en partie, en raison d'un déséquilibre entre les charges électriques présentes de part et d'autre d'une membrane cellulaire. Jusqu'à récemment, les chercheurs pensaient que la membrane était un élément essentiel pour créer ce déséquilibre. Mais cette idée a été bouleversée lorsque des chercheurs de l'université de Stanford ont découvert qu'un déséquilibre similaire des charges électriques pouvait exister entre des microgouttelettes d'eau et d'air.

Aujourd'hui, des chercheurs de l'université Duke ont découvert que ces types de champs électriques existent également à l'intérieur et autour d'un autre type de structure cellulaire appelée condensats biologiques. Comme des gouttelettes d'huile flottant dans l'eau, ces structures existent en raison de différences de densité. Elles forment des compartiments à l'intérieur de la cellule sans avoir besoin de la limite physique d'une membrane.

Inspirés par des recherches antérieures démontrant que les microgouttelettes d'eau interagissant avec l'air ou des surfaces solides créent de minuscules déséquilibres électriques, les chercheurs ont décidé de voir s'il en était de même pour les petits condensats biologiques. Ils ont également voulu voir si ces déséquilibres déclenchaient des réactions d'oxygène réactif, "redox"*comme dans ces autres systèmes.

Publiée le 28 avril dans la revue Chem, leur découverte fondamentale pourrait changer la façon dont les chercheurs envisagent la chimie biologique. Elle pourrait également fournir un indice sur la manière dont les premières formes de vie sur Terre ont exploité l'énergie nécessaire à leur apparition.

"Dans un environnement prébiotique sans enzymes pour catalyser les réactions, d'où viendrait l'énergie ?" s'interroge Yifan Dai, chercheur postdoctoral à Duke travaillant dans le laboratoire d'Ashutosh Chilkoti, professeur émérite d'ingénierie biomédicale.

"Cette découverte fournit une explication plausible de l'origine de l'énergie de réaction, tout comme l'énergie potentielle communiquée à une charge ponctuelle placée dans un champ électrique", a déclaré M. Dai.

Lorsque des charges électriques passent d'un matériau à un autre, elles peuvent produire des fragments moléculaires qui peuvent s'apparier et former des radicaux hydroxyles, dont la formule chimique est OH. Ceux-ci peuvent ensuite s'apparier à nouveau pour former du peroxyde d'hydrogène (H2O2) en quantités infimes mais détectables.

"Mais les interfaces ont rarement été étudiées dans des régimes biologiques autres que la membrane cellulaire, qui est l'une des parties les plus essentielles de la biologie", a déclaré M. Dai. "Nous nous sommes donc demandé ce qui pouvait se passer à l'interface des condensats biologiques, c'est-à-dire s'il s'agissait également d'un système asymétrique.

Les cellules peuvent construire des condensats biologiques pour séparer ou piéger certaines protéines et molécules, afin d'entraver ou de favoriser leur activité. Les chercheurs commencent à peine à comprendre comment fonctionnent les condensats** et à quoi ils pourraient servir.

Le laboratoire de Chilkoti étant spécialisé dans la création de versions synthétiques de condensats biologiques naturels, les chercheurs ont pu facilement créer un banc d'essai pour leur théorie. Après avoir combiné la bonne formule d'éléments constitutifs pour créer des condensats minuscules, avec l'aide de Marco Messina, chercheur postdoctoral dans le groupe de Christopher J. Chang, les chercheurs ont pu créer un banc d'essai pour leur théorie. Christopher J. Chang à l'université de Californie-Berkeley, ils ont ajouté au système un colorant qui brille en présence d'espèces réactives de l'oxygène.

Leur intuition était la bonne. Lorsque les conditions environnementales étaient réunies, une lueur solide est apparue sur les bords des condensats, confirmant qu'un phénomène jusqu'alors inconnu était à l'œuvre. Dai s'est ensuite entretenu avec Richard Zare, professeur de chimie à Stanford (Marguerite Blake Wilbur), dont le groupe a établi le comportement électrique des gouttelettes d'eau. Zare a été enthousiasmé par le nouveau comportement des systèmes biologiques et a commencé à travailler avec le groupe sur le mécanisme sous-jacent.

"Inspirés par des travaux antérieurs sur les gouttelettes d'eau, mon étudiant diplômé, Christian Chamberlayne, et moi-même avons pensé que les mêmes principes physiques pourraient s'appliquer et favoriser la chimie redox, telle que la formation de molécules de peroxyde d'hydrogène", a déclaré M. Zare. "Ces résultats expliquent pourquoi les condensats sont si importants pour le fonctionnement des cellules.

"La plupart des travaux antérieurs sur les condensats biomoléculaires se sont concentrés sur leurs parties internes", a déclaré M. Chilkoti. "La découverte de Yifan, selon laquelle les condensats biomoléculaires semblent être universellement redox-actifs, suggère que les condensats n'ont pas simplement évolué pour remplir des fonctions biologiques spécifiques, comme on le pense généralement, mais qu'ils sont également dotés d'une fonction chimique essentielle pour les cellules.

Bien que les implications biologiques de cette réaction permanente au sein de nos cellules ne soient pas connues, Dai cite un exemple prébiotique pour illustrer la puissance de ses effets. Les centrales de nos cellules, appelées mitochondries, créent de l'énergie pour toutes les fonctions de notre vie grâce au même processus chimique de base. Mais avant que les mitochondries ou même les cellules les plus simples n'existent, il fallait que quelque chose fournisse de l'énergie pour que la toute première fonction de la vie puisse commencer à fonctionner.

Des chercheurs ont proposé que l'énergie soit fournie par des sources thermales dans les océans ou des sources d'eau chaude. D'autres ont suggéré que cette même réaction d'oxydoréduction qui se produit dans les microgouttelettes d'eau a été créée par les embruns des vagues de l'océan.

Mais pourquoi pas par des condensats ?

"La magie peut opérer lorsque les substances deviennent minuscules et que le volume interfacial devient énorme par rapport à leur volume", a déclaré M. Dai. "Je pense que les implications sont importantes pour de nombreux domaines.

Auteur: Internet

Info: https://phys.org/news/2023-04, from Ken Kingery, Université de Duke. *réactions d'oxydoréduction. **les condensats biomoléculaires sont des compartiments cellulaires qui ne sont pas délimités par une membrane, mais qui s'auto-assemblent et se maintiennent de façon dynamique dans le contexte cellulaire

[ biophysique ]

linguistique de masse

L'intelligence artificielle travaille-t-elle en anglais ? 

Des scientifiques de l’EPFL ont montré que les grands modèles de langage semblent utiliser l’anglais en interne même lorsqu’ils sont sollicités dans une autre langue, ce qui pourrait avoir des conséquences en termes de biais linguistiques et culturels.

Les grands modèles de langage (LLM), tels que ChatGPT d’Open AI et Gemini de Google, ont conquis le monde et surprennent par leur capacité à comprendre les utilisatrices et utilisateurs et à leur répondre avec un discours en apparence naturel.

Bien qu’il soit possible d’interagir avec ces LLM dans n’importe quelle langue, ces derniers sont entraînés avec des centaines de milliards de paramètres textuels, principalement en anglais. Certaines personnes ont émis l’hypothèse qu’ils effectuaient la majeure partie de leur traitement interne en anglais et traduisaient ensuite dans la langue cible au tout dernier moment. Mais il y avait peu de preuves de cela, jusqu’à aujourd’hui.

Tests de Llama

Des chercheuses et chercheurs du Laboratoire de science des données (DLAB) de la Faculté informatique et communications de l’EPFL ont étudié le LLM open source Llama-2 (grand modèle de langage IA développé par Meta) pour essayer de déterminer quelles langues étaient utilisées à quels stades de la chaîne informatique.

" Les grands modèles de langage sont entraînés pour prédire le mot suivant. Pour cela, ils font correspondre chaque mot à un vecteur de nombres, c’est-à-dire à un point de données multidimensionnel. Par exemple, l’article le se trouvera toujours exactement à la même coordonnée fixe des nombres ", explique le professeur Robert West, responsable du DLAB.

" Les modèles enchaînent environ 80 couches de blocs de calcul identiques, chacun transformant un vecteur qui représente un mot en un autre vecteur. À la fin de cette séquence de 80 transformations, on obtient un vecteur représentant le mot suivant. Le nombre de calculs est déterminé par le nombre de couches de blocs de calcul. Plus il y a de calculs, plus votre modèle est puissant et plus le mot suivant a de chances d’être correct. "

Comme l’explique la prépublication intitulée Do Llamas Work in English? On the Latent Language of Multilingual Transformers, Robert West et son équipe ont forcé le modèle à répondre après chaque couche chaque fois qu’il essayait de prédire le mot suivant au lieu de le laisser effectuer les calculs à partir de ses 80 couches. Ils ont ainsi pu voir quel mot le modèle aurait prédit à ce moment-là. Ils ont mis en place différentes tâches telles que demander au modèle de traduire une série de mots français en chinois.

" Nous lui avons donné un mot français, puis la traduction en chinois, un autre mot français et la traduction en chinois, etc., de sorte que le modèle sache qu’il est censé traduire le mot français en chinois. Idéalement, le modèle devrait donner une probabilité de 100% pour le mot chinois. Mais lorsque nous l’avons forcé à faire des prédictions avant la dernière couche, nous avons remarqué que la plupart du temps, il prédisait la traduction anglaise du mot français, bien que l’anglais n’apparaisse nulle part dans cette tâche. Ce n’est qu’au cours des quatre ou cinq dernières couches que le chinois est en fait plus probable que l’anglais ", affirme Robert West.

Des mots aux concepts

Une hypothèse simple serait que le modèle traduit la totalité de l’entrée en anglais et la traduit à nouveau dans la langue cible juste à la fin. Mais en analysant les données, les chercheuses et chercheurs sont parvenus à une théorie bien plus intéressante.

Dans la première phase des calculs, aucune probabilité n’est attribuée à l’un ou l’autre mot. Selon eux, le modèle s’attache à résoudre les problèmes d’entrée. Dans la seconde phase, où l’anglais domine, les chercheuses et chercheurs pensent que le modèle se trouve dans une sorte d’espace sémantique abstrait où il ne raisonne pas sur des mots isolés mais sur d’autres types de représentations qui concernent davantage des concepts, sont universels dans toutes les langues et représentent plus un modèle du monde. C’est important car, pour bien prédire le mot suivant, le modèle doit en savoir beaucoup sur le monde et l’un des moyens d’y parvenir est d’avoir cette représentation des concepts.

" Nous supposons que cette représentation du monde en termes de concepts est biaisée en faveur de l’anglais, ce qui serait très logique car les données utilisées pour entraîner ces modèles sont à environ 90% en anglais. Ils cartographient les mots en entrée à partir d’un espace de mots superficiel, dans un espace de signification plus profond avec des représentations de la façon dont ces concepts sont liés les uns aux autres dans la réalité – et les concepts sont représentés de la même manière que les mots anglais, plutôt que les mots correspondants dans la langue d’entrée réelle ", déclare Robert West.

Monoculture et biais

Cette domination de l’anglais amène à se poser la question suivante: " est-ce important "? Les chercheuses et chercheurs pensent que oui. D’après de nombreuses recherches, les structures qui existent dans le langage influencent la manière dont nous construisons la réalité et les mots que nous employons sont profondément liés à la façon dont nous pensons le monde. Robert West suggère de commencer à étudier la psychologie des modèles de langage en les traitant comme des êtres humains et, dans différentes langues, en les interrogeant, en les soumettant à des tests de comportement et en évaluant leurs biais.

" Je pense que cette recherche a vraiment touché un point sensible, car les gens s’inquiètent de plus en plus de ce genre de problème de monoculture potentielle. Les modèles étant meilleurs en anglais, bon nombre de chercheuses et chercheurs étudient aujourd’hui la possibilité d’introduire un contenu en anglais et de le traduire dans la langue souhaitée. D’un point de vue technique, cela pourrait fonctionner, mais je pense que nous perdons beaucoup de nuances, car ce que vous ne pouvez pas exprimer en anglais ne sera pas exprimé ", conclut Robert West.

Auteur: Internet

Info: https://actu.epfl.ch/news/l-intelligence-artificielle-travaille-t-elle-en--2/#:~:text=Les%20chercheuses%20et%20chercheurs%20pensent%20que%20oui.,dont%20nous%20pensons%20le%20monde.

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décès

Mourir n'est plus ce qu'il était !
Intensiviste à l'Hôpital Saint-Luc et président du Comité du don d'organes et de tissus du CHUM, le Dr Pierre Aslanian considère son travail comme très valorisant, car il contribue à l'effort collectif de sauver des vies.
"Dans les années 50, l'arrêt définitif du coeur constituait le seul critère de la mort. Ce n'est plus le cas aujourd'hui", déclare le Dr Pierre Aslanian, intensiviste à l'Hôpital Saint-Luc et président du Comité du don d'organes et de tissus du Centre hospitalier de l'Université de Montréal (CHUM). "Depuis l'introduction du concept de mort cérébrale, soit l'arrêt complet et définitif de toute activité du cerveau, par un comité de la Harvard Medical School en 1968, c'est l'état du cerveau qui fait pencher la balance."
La peau du patient est rosée et chaude, son coeur bat, même son thorax se soulève à un rythme régulier, puisque sa respiration est maintenue artificiellement par un appareil et, pourtant, le patient est bel et bien mort. Pour confirmer la mort cérébrale, deux médecins indépendants de l'équipe de prélèvement et de transplantation ont reproduit divers tests cliniques selon un protocole bien défini. "D'abord, il faut connaître l'étiologie du dommage au cerveau, indique Pierre Aslanian. Sans la cause, on ne peut pas conclure à une mort cérébrale. Il faut aussi s'assurer qu'il n'y a aucun facteur confondant comme des sédatifs en circulation dans le sang au moment où l'on effectue les tests."
Concrètement, pour évaluer l'état et l'évolution d'un patient, les médecins disposent d'échelles internationales standardisées, comme l'échelle de coma Glasgow et le protocole de diagnostic du décès neurologique (DDN) de Transplant Québec, grâce auxquelles on peut mesurer notamment la réponse motrice à la douleur et les réflexes du tronc cérébral, la partie inférieure du cerveau responsable de la conscience. L'absence de réflexe respiratoire est validée par un test d'apnée. En cas de doute ou s'il y a présence de facteurs confondants, le DDN doit être établi par un examen complémentaire, par exemple une angiographie cérébrale qui permet d'objectiver l'arrêt de la circulation sanguine encéphalique. Le diagnostic est sans équivoque. L'absence de circulation intracrânienne entraîne une destruction totale et irréversible du cerveau.
"La souffrance d'une famille ébranlée par la mort brutale d'un proche l'empêche souvent de comprendre ce qui se passe exactement, souligne le Dr Aslanian. Les médecins doivent bien expliquer que les organes sont maintenus en fonction de manière artificielle, mais que le patient ne peut pas se réveiller d'un décès neurologique. Son cerveau est mort !"
Toutes les semaines, l'intensiviste, qui possède 20 ans de pratique à l'unité des soins intensifs du centre hospitalier, est confronté à cette dure réalité. Cela est d'autant plus difficile que parfois le patient en état de mort cérébrale peut avoir des réflexes spinaux, mentionne le Dr Aslanian. "On le pince et il y a un mouvement, mais celui-ci n'est pas provoqué par le cerveau. Ce sont les nerfs périphériques reliés à la moelle épinière qui en sont responsables." Le professeur de clinique de la Faculté de médecine de l'Université de Montréal donne régulièrement à l'intention des infirmières et résidents en médecine du CHUM des ateliers sur ce qu'est la mort cérébrale. "Pour offrir l'option du don d'organes aux familles, il faut d'abord savoir reconnaître les donneurs potentiels, signale-t-il. Malheureusement, encore de nos jours, environ 20 % des donneurs potentiels ne le sont pas dans les hôpitaux du Québec."
L'histoire de la mort
Longtemps on a déterminé la mort d'une personne par un acte rudimentaire. Le croquemort se contentait de mordre le gros orteil du défunt pour vérifier qu'il avait réellement trépassé. L'absence de réaction de sa part confirmait définitivement son état. Jusqu'aux années 50, les médecins tâtaient le pouls et cherchaient à voir si de la condensation se formait sur un miroir placé près de la bouche et du nez. La présence ou l'absence de battements du coeur décidait du classement définitif du patient du côté des morts ou des vivants. Puis, avec la venue de la ventilation mécanique qui maintient artificiellement la respiration, on commence à suspendre l'instant de la mort. En 1968, la mort cardiovasculaire cède la place au concept de mort cérébrale, soit "la perte irrémédiable de toutes les fonctions de l'ensemble du cerveau, du tronc cérébral et des deux hémisphères", comme la définit pour la première fois le comité de l'Université Harvard.
"Le premier article scientifique sur la question présenté à la communauté médicale a été publié dans une revue neurologique française en 1959. Les médecins y décrivaient le dommage cérébral important associé à un coma profond duquel les patients ne se réveillaient pas. C'est de cette publication qu'est né le concept de mort cérébrale que les experts de Harvard ont fait connaître internationalement", raconte le Dr Aslanian en précisant que cette époque correspond aussi aux débuts de la transplantation d'organes.
"La notion du décès neurologique a complètement changé notre rapport à la mort", estime le Dr Aslanian. Bien reçu et adopté par divers organismes à l'échelle de la planète, le DDN a néanmoins été contesté sans succès à plusieurs reprises devant les tribunaux américains. "Une commission présidentielle relative aux problèmes bioéthiques et aux aspects biomédicaux en recherche a voulu en 1981 légiférer pour une définition encore plus claire du DDN", rappelle l'intensiviste. En 1995, l'Académie américaine de neurologie constate pour sa part que beaucoup de médecins retiennent des critères différents et insiste pour standardiser les pratiques.
"Même si l'on reconnaît l'intérêt d'uniformiser les façons de faire, les politiques de déclaration de mort cérébrale varient non seulement d'un pays à l'autre, mais aussi d'un État à l'autre", note Pierre Aslanian. Au Canada, en France, en Angleterre et aux États-Unis, le DDN est fait conformément aux pratiques médicales reconnues. Mais il y a certaines nuances. Ainsi, en France, le recours à l'électroencéphalogramme ou à l'angiographie est obligatoire pour attester le caractère irréversible de l'arrêt des fonctions cérébrales. Chez nous et chez nos voisins du Sud, ces tests auxiliaires sont réalisés seulement en cas de doute ou lorsque l'examen clinique ne peut être effectué.
Et puis, il y a les exceptions comme le Japon, où il se pratique très peu de transplantations à partir de donneurs cadavériques. Car, dans l'empire du Soleil-Levant, un grand malaise persiste quant au concept de mort cérébrale.

Auteur: http://www.techno-science.net/

Info: 19.04.2016

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polypeptides

Les biologistes dévoilent les formes moléculaires de la vie

On vous décrit la quête visant à comprendre comment les protéines se plient rapidement et élégamment pour prendre des formes qui leur permettent d'effectuer des tâches uniques.

Pour le hula hoop, vous vous levez et faites pivoter vos hanches vers la droite et vers la gauche. Pour faire du vélo, on s'accroupit, on tend les bras et on pédale sur les jambes. Pour plonger dans une piscine, vous étendez les bras, rentrez le menton et vous penchez en avant. Ces formes corporelles nous permettent d’entreprendre certaines actions – ou, comme pourrait le dire un biologiste, notre structure détermine notre fonction.

Cela est également vrai au niveau moléculaire. Chaque tâche imaginable effectuée par une cellule possède une protéine conçue pour l'exécuter. Selon certaines estimations, il existe 20 000 types différents de protéines dans le corps humain : certaines protéines des cellules sanguines sont parfaitement conçues pour capter les molécules d'oxygène et de fer, certaines protéines des cellules cutanées fournissent un soutien structurel, etc. Chacun a une forme adaptée à son métier. 

Cependant, si une protéine se replie mal, elle ne peut plus fonctionner, ce qui peut entraîner un dysfonctionnement et une maladie. En comprenant comment les protéines se replient, les biologistes gagneraient non seulement une compréhension plus approfondie des protéines elles-mêmes, mais pourraient également débloquer de nouvelles façons de cibler les protéines liées à la maladie avec de nouveaux médicaments.

Cela s’est avéré être un formidable défi scientifique. Chaque protéine commence par une chaîne de molécules plus petites liées appelées acides aminés. Lorsque les acides aminés s'alignent dans l'ordre dicté par un gène, ils se plient et prennent la forme appropriée de la protéine en quelques microsecondes – un phénomène qui a stupéfié les scientifiques du XXe siècle lorsqu'ils l'ont découvert. 

Dans les années 1950, le biochimiste Christian Anfinsen a émis l’hypothèse qu’il devait y avoir un code interne intégré à la chaîne d’acides aminés qui détermine la manière dont une protéine doit se replier. Si tel était le cas, pensait-il, il devrait exister un moyen de prédire la structure finale d'une protéine à partir de sa séquence d'acides aminés. Faire cette prédiction est devenu connu sous le nom de problème de repliement des protéines. Depuis, certains scientifiques ont redéfini le problème en trois questions liées : Qu'est-ce que le code de pliage ? Quel est le mécanisme de pliage ? Pouvez-vous prédire la structure d’une protéine simplement en regardant sa séquence d’acides aminés ? 

Les biologistes ont passé des décennies à tenter de répondre à ces questions. Ils ont expérimenté des protéines individuelles pour comprendre leurs structures et construit des programmes informatiques pour déduire des modèles de repliement des protéines. Ils ont étudié la physique et la chimie des molécules d’acides aminés jusqu’au niveau atomique pour découvrir les règles du repliement des protéines. Malgré cela, les biologistes n'ont fait que des progrès hésitants dans la compréhension des règles de repliement internes d'une protéine depuis qu'Anfinsen a exposé le problème.

Il y a quelques années, ils ont réalisé une avancée décisive lorsque de nouveaux outils d’intelligence artificielle ont permis de résoudre une partie du problème. Les outils, notamment AlphaFold de Google DeepMind, ne peuvent pas expliquer comment une protéine se replie à partir d'une chaîne d'acides aminés. Mais étant donné une séquence d’acides aminés, ils peuvent souvent prédire la forme finale dans laquelle elle se replie. 

Ce n’est que dans les décennies à venir qu’il deviendra clair si cette distinction – savoir comment une protéine se replie par rapport à ce en quoi elle se replie – fera une différence dans des applications telles que le développement de médicaments. Le magicien doit-il révéler le tour de magie ?

Quoi de neuf et remarquable

Début mai, Google DeepMind a annoncé la dernière itération de son algorithme de prédiction des protéines, appelé AlphaFold3, qui prédit les structures non seulement de protéines individuelles, mais également de protéines liées les unes aux autres et d'autres biomolécules comme l'ADN et l'ARN. Comme je l’ai signalé pour Quanta, cette annonce est intervenue quelques mois seulement après qu’un algorithme concurrent de prédiction des protéines – RosettaFold All-Atom, développé par le biochimiste David Baker de la faculté de médecine de l’Université de Washington et son équipe – a annoncé une mise à niveau similaire. " Vous découvrez désormais toutes les interactions complexes qui comptent en biologie ", m'a dit Brenda Rubenstein, professeure agrégée de chimie et de physique à l'Université Brown. Il reste néanmoins un long chemin à parcourir avant que ces algorithmes puissent déterminer les structures dynamiques des protéines lors de leur déplacement dans les cellules. 

Parfois, les protéines agissent de manière imprévisible, ce qui ajoute une autre difficulté au problème du repliement. La plupart des protéines se replient en une seule forme stable. Mais comme Quanta l’a rapporté en 2021, certaines protéines peuvent se replier sous plusieurs formes pour remplir plusieurs fonctions. Ces protéines à commutation de plis ne sont pas bien étudiées et personne ne sait quelle est leur abondance. Mais grâce aux progrès technologiques tels que la cryomicroscopie électronique et la résonance magnétique nucléaire à l’état solide, les chercheurs y voient plus clairement. De plus, certaines protéines possèdent des régions qui ne se plient pas selon une forme discrète mais qui bougent de manière dynamique. Comme Quanta l'a rapporté en février, ces protéines intrinsèquement désordonnées peuvent avoir des fonctions importantes, comme l'amélioration de l'activité des enzymes, la classe de protéines qui provoquent des réactions chimiques. 

Lorsque les protéines se replient mal, elles peuvent se regrouper et causer des ravages dans l’organisme. Les agrégats de protéines sont caractéristiques des maladies neurodégénératives comme la maladie d'Alzheimer, dans lesquelles des agrégats de protéines potentiellement toxiques appelés plaques amyloïdes s'accumulent entre les neurones et compromettent la signalisation du cerveau. Comme Quanta l’a rapporté en 2022 , l’agrégation des protéines pourrait être répandue dans les cellules vieillissantes ; comprendre pourquoi les protéines se replient mal et s’accumulent pourrait aider au développement de traitements pour les problèmes liés au vieillissement. Parfois, des protéines mal repliées peuvent également favoriser le mauvais repliement et l’agrégation d’autres protéines, déclenchant une cascade d’effets néfastes qui illustrent à quel point il est essentiel qu’une protéine se plie pour prendre sa forme appropriée.



 

Auteur: Internet

Info: https://www.quantamagazine.org/ mai 2024, Mme Yasemin Saplakoglu

[ tridimensionnelles ] [ conformation protéique ]

palier évolutif

Découverte d’une nouvelle forme de vie née de la fusion d’une bactérie avec une algue

Ayant eu lieu il y a 100 millions d’années, il s’agit seulement du troisième cas connu de ce phénomène.

(Image - La forme de vie née de la fusion entre l'algue Braarudosphaera bigelowii et la cyanobactérie UCYN-A."

Des chercheurs ont découvert une forme de vie de nature extrêmement rare née de la fusion d’une algue avec une bactérie fixatrice d’azote il y a 100 millions d’années. Appelé endosymbiose primaire, le phénomène se produit lorsqu’un organisme en engloutit un autre pour faire de celui-ci un organite, à l’instar des mitochondries et des chloroplastes. Il s’agit du troisième cas recensé d’endosymbiose. Il pourrait ouvrir la voie à une production plus durable d’azote pour l’agriculture.

Au cours des 4 milliards d’années de vie sur Terre, seulement deux cas d’endosymbiose primaire étaient connus jusqu’ici. La première s’est produite il y a 2,2 milliards d’années, lorsqu’une archée a absorbé une bactérie pour l’intégrer dans son arsenal métabolique en la convertissant en mitochondrie. Cette étape constitue une phase majeure dans l’évolution de tous les organismes sur Terre, leur permettant notamment d’évoluer vers des formes plus complexes.

(Photo : Des mitochondries dans une cellule.)

La seconde endosymbiose primaire connue s’est produite il y a 1,6 milliard d’années, lorsque des organismes unicellulaires ont absorbé des cyanobactéries capables de convertir la lumière en énergie (photosynthèse). Ces bactéries sont devenues les chloroplastes que les plantes chlorophylliennes utilisent encore à ce jour pour convertir la lumière du Soleil en énergie.

D’un autre côté, on pensait que seules les bactéries pouvaient extraire l’azote atmosphérique et le convertir en une forme utilisable (en ammoniac) pour le métabolisme cellulaire. Les plantes pouvant fixer l’azote (comme les légumineuses) effectuent ce processus en hébergeant ces bactéries au niveau de leurs nodules racinaires.

La découverte de l’équipe du Berkeley Lab bouleverse cette notion avec le premier organite capable de fixer de l’azote et intégré dans une cellule eucaryote (une algue marine). " Il est très rare que des organites résultent de ce genre de choses ( endosymbiose primaire ) ", explique Tyler Coale de l’Université de Californie à Santa Cruz, dans un communiqué du Berkeley Lab. " La première fois que cela s’est produit à notre connaissance, cela a donné naissance à toute vie complexe. Tout ce qui est plus compliqué qu’une cellule bactérienne doit son existence à cet événement ", a-t-il déclaré, en faisant référence aux origines des mitochondries. Le nouvel organite, décrit dans deux études publiées dans les revues Cell Press et Science, est baptisé " nitroplaste ".

Un organite à part entière

La découverte de l’organite a nécessité plusieurs décennies de travail. En 1998, les chercheurs ont identifié une courte séquence d’ADN qui semblait provenir d’une cyanobactérie fixatrice d’azote (UCYN-A) abondante dans le Pacifique. D’un autre côté, une autre équipe de l’Université de Kochi (au Japon) a identifié une algue marine (Braarudosphaera bigelowii) qui semblait être l’hôte symbiotique de la bactérie. En effet, l’ADN de cette dernière a été découvert en importante quantité dans les cellules de l’algue.

Alors que les chercheurs considéraient l’UCYN-A comme un simple endosymbiote de l’algue, les deux nouvelles études suggèrent qu’elle a co-évolué avec son hôte de sorte à devenir un organite à part entière. En effet, après plus de 300 expéditions, l’équipe japonaise est parvenue à isoler et cultiver l’algue en laboratoire. Cela a permis de montrer que le rapport de taille entre les UCYN-A et leurs algues hôtes est similaire d’une espèce à l’autre.

D’autre part, les chercheurs ont utilisé un modèle informatique pour analyser la croissance de la cellule hôte et de la bactérie par le biais des échanges de nutriments. Ils ont constaté que leurs métabolismes sont parfaitement synchronisés, ce qui leur permettrait de coordonner leur croissance. " C’est exactement ce qui se passe avec les organites ", explique Jonathan Zehr, de l’Université de Californie à Santa Cruz et coauteur des deux études. " Si vous regardez les mitochondries et le chloroplaste, c’est la même chose : ils évoluent avec la cellule ", ajoute-t-il.

Les experts ont également montré que la bactérie UCYN-A repose sur sa cellule hôte pour sa réplication protéique et sa multiplication. Pour ce faire, ils ont utilisé une technique d’imagerie à rayons X et une tomographie permettant d’observer les processus cellulaires en temps réel. " Nous avons montré grâce à l’imagerie à rayons X que le processus de réplication et de division de l’hôte algal et de l’endosymbiote est synchronisé ", indique Carolyn Larabell, du Berkeley Lab.

(Illustrations montrant les algues à différents stades de division cellulaire. UCYN-A, l’entité fixatrice d’azote désormais considérée comme un organite, est visible en cyan ; le noyau des algues est représenté en bleu, les mitochondries en vert et les chloroplastes en violet.)

Une quantification des protéines des deux organismes a aussi été réalisée. Il a été constaté qu’environ la moitié des protéines de l’UCYN-A est synthétisée par sa cellule hôte, qui les marque avec une séquence protéinique spécifique. Ce marquage permet ensuite à la cellule de les envoyer au nitroplaste, qui les importe et les utilise pour son propre métabolisme. " C’est l’une des caractéristiques de quelque chose qui passe d’un endosymbionte à un organite ", explique Zehr. " Ils commencent à éjecter des morceaux d’ADN, et leurs génomes deviennent de plus en plus petits, et ils commencent à dépendre de la cellule mère pour que ces produits génétiques soient transportés dans la cellule ".

Un potentiel pour une production d’azote plus durable

Les chercheurs estiment que les nitroplastes ont évolué il y a environ 100 millions d’années. Comme l’UCYN-A est présente dans presque tous les océans du monde, elle est probablement impliquée dans le cycle de l’azote atmosphérique. Cette découverte pourrait avoir d’importantes implications pour l’agriculture, le procédé industriel utilisé actuellement pour convertir l’azote atmosphérique en ammoniac (procédé Haber-Bosch) étant très énergivore. Ce dernier permet notamment d’assurer 50 % de la production alimentaire mondiale et est responsable d’environ 1,4 % des émissions carbone.

Toutefois, de nombreuses questions restent sans réponse concernant le nitroplaste et son hôte algal. En prochaine étape, les chercheurs prévoient ainsi de déterminer s’il est présent dans d’autres cellules ainsi que les effets que cela pourrait avoir. Cela pourrait permettre d’intégrer directement la fixation de l’azote dans les plantes de sorte à améliorer les récoltes. 



 

Auteur: Internet

Info: https://trustmyscience.com/ - Valisoa Rasolofo & J. Paiano·19 avril 2024

[ symbiogénétique ]

décadence

La sexualité des Français toujours plus extrême (et égoïste ?)
Gérard Leleu sexologue, revient sur la dérive des pratiques extrêmes, les risques courus et la dégradation de la sexualité dans nos sociétés.
Atlantico : Il semble que les accidents liés à des pratiques sexuelles extrêmes soient en progression, pouvez-vous nous le confirmer ?
Gérard Leleu : Bien évidemment, et je parle en connaissance de cause... Avant d'être sexologue, j'ai exercé la profession d'urgentiste.
Les gens utilisent de plus en plus de " jouets", si je puis dire, qui sont vraiment d'une proportion inimaginable. S'ils avaient une idée de l'impact que cela pourrait avoir sur leur organisme, ils ne tenteraient pas ce genre d'expériences. Médicalement, c'est de la folie.
En ce qui concerne les corps étrangers, depuis toujours nous en avons trouvé de toutes sortes. Les gens sont d'une imagination débordante. Cependant c'était le plus souvent par auto-érotisme. Cela n'a pas dû tellement changer, de surcroît avec la normalisation des sex-toys, ces derniers sont conformes à certaines normes ce qui diminue potentiellement le danger, du moins plus qu'un ustensile de cuisine.
Les pratiques liées à l'auto asphyxie se développent également. D'autres prendraient du Prozac, ou n'importe quelle drogue, ceux qui se privent d'oxygène utilisent le plaisir car ce dernier provoque la sécrétion de substances hédoniques, (la dopamine, les endorphines... etc...) Certains poursuivent leur quête de plaisir en se recouvrant la tête d'un sachet plastique. La strangulation entraîne une érection ainsi qu'une rétention de CO2 et le phénomène d'hypercapnie qui provoque une sorte de vertiges et d'hypoxie. Les sensations que l'on ressent à ce moment-là, sont des signes proches de la mort c'est extrêmement dangereux.
D'où vient ce besoin d'aller toujours plus loin dans les pratiques sexuelles ?
Désormais les individus visent le maximum de plaisir, on chosifie l'autre. L'autre est un objet dont le but est d'en tirer le plus de plaisir avec absence de sens. La seule chose qui compte c'est la quantité de plaisir au dépend de la qualité. Même si la notion de plaisir est propre à chacun cette dernière s'acquiert à travers les baisers, les caresses, différentes positions, la relation entre deux individus et non pas un simple acte sexuel.
Le plaisir est quelque chose qui s'use. Si telle sensation procure tel plaisir au bout d'un certain temps ce dernier s'atténue, il faut rechercher une sensation plus forte. Cette recherche s'expérimente alors, pour certaines personnes, à travers un objet plus gros plus profond et par conséquent des pratiques de plus en plus extrêmes.
Le seul but est le plaisir et non plus la relation, ou l'amour comme quelque chose de sacré. L'autre est désormais un outil qui vous permet de vous assouvir.
Existe-t-il une démocratisation de ces pratiques que l'on pourrait qualifier d'extrêmes?
La hiérarchie de ce qui est à faire ou à ne pas faire est floue. Cela est peut être dû à une démocratisation. Je pense effectivement que la plupart des gens pratiquaient le masochisme ou le sadisme bien avant le regain d'intérêt pour Sade. Certes, beaucoup de gens s'adonnent à ces jeux sexuels extrêmes cependant, cela a toujours été l'apanage d'une certaine élite. N'importe qui peut désormais trouver un sex-shop alors que tous ces objets autrefois, étaient réservés à une certaine partie de la société.
L'anus actuellement devient de plus en plus souvent le but central de la relation sexuelle avec la pratique du fist (insertion d'un poing) alors qu'avant c'était exceptionnel. Désormais si l'on ne s'aventure pas à l'exploration de l'anus on est considéré comme rétro et dépassé. Il existe une utilisation érotique du rectum de plus en plus forte.
Mon propos n'est pas d'inculquer le bien et le mal, mais de prévenir le danger ou même de dire ce qui contribue ou pas à l'équilibre. Le rectum n'a pas cette vocation-là, quel que soit le plaisir qu'il peut procurer. La pratique est ancienne cependant, il existe une amplification du phénomène qui est dû à une sorte de non-sens de relation sexuelle, l'autre étant un objet et non une personne et un sujet.
C'est très significatif de l'état exécrable de la sexualité en Occident. La sexualité a été réprimée pendant des siècles. Désormais, la notion de pêcher charnel n'existe plus. Toutefois, le malheur de l'Occident c'est que nous n'avons pas de tradition érotique comme cela peut être le cas en Orient. Faute de tradition érotique nous sommes tombés dans l'escalade du " Hard ". Le but n'est plus dans la relation mais dans le plaisir personnel. Et dans la quantité de plaisir et non plus la qualité de plaisir. Jouir de plus en plus, sans considérer que l'autre est différent d'un outil. La tendance de donner la préférence à la voie rectale est un signe d'absence de sens dans la sexualité en occident.
Que cette pratique s'exerce de temps en temps n'est pas le problème, c'est l'obsession et la focalisation des individus sur ce mode de relation qui m'alarme. Et le fait que les individus qui ne pratiquent pas, soient considérés comme dépassés, rétro, ce n'est pas juste.
Quel est votre constat sur cette dérive des pratiques extrêmes ?
Cela ne m'inquiète pas tellement sur le plan médical, bien qu'il existe tout de même d'importants accidents. En tant que médecin, je dois vous dire que cela entraîne certaines complications non négligeables. Néanmoins, je me positionne plus sur le plan de l'humanisme. Mon idéalisme constate effectivement que la sexualité en Occident, n'arrive pas à être sacrée.
Si on prône comme seul but le plaisir et le maximum de plaisir, autrement dit la performance en dépit de la perfection. Cela aboutit à des gens qui sont blasés, qui seront dans la recherche constante de plaisir. Ils vont alors multiplier les moyens, les expériences à travers des objets certes mais également l'amour pluriel, l'amour sadomasochiste. J'ai observé des jeunes qui s'adonnaient à la zoophilie. Les perversions débutent très jeunes.
Sans être dans le moralisme, cela engendre des déséquilibres dans la tête des gens et une mauvaise estime d'eux même. Cela a un impact sur leur équilibre mental et ne conduit pas au bonheur. Ils en arrivent à être déséquilibrés et angoissés. Ce n'est pas un accomplissement. Ils sont désabusés écoeurés très tôt. C'est une escalade qui déçoit toujours puisque ça n'a pas de sens.
Si je m'insurge contre l'état déplorable de la sexualité des Français, ce n'est pas du tout d'un point de vue éthique mais du point de vue de l'équilibre des individus et de leur bonheur de vivre.

Auteur: Leleu Gérard

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