Google a franchit une étape spectaculaire : un ordinateur quantique pulvérise 47 ans de calculs en quelques secondes

La technologie quantique franchit une nouvelle étape spectaculaire. Google a récemment annoncé une avancée majeure : un ordinateur quantique capable d’effectuer en quelques secondes des calculs que les superordinateurs classiques mettraient 47 ans à résoudre. Cette prouesse technologique ouvre un nouveau chapitre dans l’histoire de l’informatique, avec des implications potentielles pour de nombreux domaines.

Qu’est-ce que l’informatique quantique ?

L’informatique quantique repose sur les principes de la mécanique quantique, une branche de la physique qui explore les comportements des particules à l’échelle subatomique. Contrairement aux ordinateurs traditionnels, qui fonctionnent avec des bits pouvant être soit 0 soit 1, les ordinateurs quantiques utilisent des qubits. Grâce au phénomène de superposition, un qubit peut exister simultanément dans plusieurs états, augmentant de manière exponentielle la capacité de calcul.

Un autre principe fondamental de cette technologie est l’intrication. Deux qubits intriqués partagent un lien si profond que l’état de l’un influe immédiatement sur l’autre, quelle que soit la distance qui les sépare. Ces propriétés permettent aux ordinateurs quantiques de traiter des problèmes complexes que les machines traditionnelles peinent à résoudre.

Les capacités révolutionnaires de Sycamore

Google a présenté son dernier processeur quantique, Sycamore, doté de 70 qubits. Cette mise à jour représente un bond considérable par rapport à son précédent modèle de 53 qubits. Avec une capacité multipliée par plus de 241 millions, ce processeur atteint une puissance de calcul jamais vue.

Un exemple frappant ? L’ordinateur quantique de Google peut effectuer en quelques secondes des calculs qui nécessiteraient des décennies sur Frontier, le superordinateur classique le plus rapide à ce jour, basé dans le Tennessee.

Une révolution pour la recherche scientifique

Grâce à cette puissance, les chercheurs pourront aborder des problématiques complexes, comme :

- La découverte de nouveaux médicaments : en simulant des interactions moléculaires impossibles à modéliser avec des ordinateurs classiques.

- La résolution de problèmes environnementaux : en modélisant des systèmes climatiques complexes pour prédire et atténuer les effets du changement climatique.

- L’optimisation industrielle : en calculant des solutions optimales pour des réseaux logistiques, énergétiques, ou financiers.

 Les défis de l’informatique quantique

Malgré ses promesses, cette technologie n’est pas exempte de défis. Les qubits sont extrêmement sensibles aux perturbations environnementales, un phénomène appelé décohérence. Cela rend leur manipulation complexe et limite la durée pendant laquelle ils peuvent effectuer des calculs fiables.

Un autre obstacle majeur est la correction d’erreurs. Contrairement aux bits classiques, les qubits sont sujets à des erreurs fréquentes. Développer des méthodes de correction efficaces reste une priorité pour rendre ces machines véritablement opérationnelles.

Une menace pour lacybersécurité

Les ordinateurs quantiques représentent également un risque pour les systèmes de cryptage actuels. Ils pourraient théoriquement casser des clés de chiffrement en un temps record, mettant en danger la sécurité des données sensibles. Paradoxalement, la même technologie pourrait ouvrir la voie à des méthodes de cryptage plus robustes, comme la cryptographie quantique.

Vers une suprématie quantique

Google affirme avoir atteint une étape appelée suprématie quantique, où un ordinateur quantique dépasse les capacités des superordinateurs classiques. Cette déclaration suscite des débats dans la communauté scientifique. Pourtant, des experts comme Steve Brierley, PDG de Riverlane, considèrent cette avancée comme un tournant décisif.

D’autres, comme le professeur Winfried Hensinger de l’Université du Sussex, soulignent que des progrès importants restent à faire, notamment dans la réduction des erreurs et l’allongement de la cohérence quantique.

Perspectives d’avenir

Le domaine de l’informatique quantique est en pleine effervescence. Des géants technologiques tels qu’IBM, Microsoft et Google, ainsi que de nombreuses startups, investissent massivement dans cette course. Si les défis actuels sont surmontés, les applications potentielles sont immenses, touchant des secteurs aussi variés que la médecine, l’intelligence artificielle et la gestion énergétique.

L’impact à long terme

Dans un futur proche, l’informatique quantique pourrait révolutionner notre manière d’aborder des problèmes complexes. Cependant, l’adoption à grande échelle dépendra de la capacité à rendre cette technologie accessible, stable et économiquement viable.

Google a ouvert une nouvelle voie en démontrant la puissance des ordinateurs quantiques. Bien que de nombreux défis subsistent, ces machines pourraient bientôt transformer des industries entières et redéfinir les limites de l’innovation scientifique. 



 

Les cellules souches cultivées dans l’espace présentent un avantage surprenant

Une découverte révolutionnaire dans l'espace ouvre de nouvelles perspectives pour la médecine régénérative. Les cellules souches cultivées en microgravité démontrent des capacités de régénération accrues. Cette avancée pourrait transformer notre approche du vieillissement et des maladies neurodégénératives. Quelles sont les implications pour l'avenir de la santé humaine ?

- L'apesanteur, catalyseur de régénération cellulaire

- un environnement de culture tridimensionnel plus naturel

- Perspectives thérapeutiques et défis futurs

Les cellules souches, véritables architectes de notre corps, ont toujours fasciné les scientifiques par leur capacité à se régénérer et à se transformer en divers types cellulaires. Une étude récente, menée par des chercheurs de la Mayo Clinic en Floride, vient de révéler un potentiel insoupçonné de ces cellules lorsqu'elles sont cultivées dans l'espace. Cette découverte, publiée dans NPJ Microgravity en novembre 2024, pourrait révolutionner notre compréhension de la régénération cellulaire et ouvrir de nouvelles voies thérapeutiques.

L'apesanteur, catalyseur de régénération cellulaire

Les expériences menées à bord de la Station Spatiale Internationale (ISS) ont mis en lumière un phénomène surprenant : la microgravité amplifie les capacités régénératives des cellules souches. Le Dr Abba Zubair, pathologiste à la Mayo Clinic, explique : « L'étude des cellules souches dans l'espace a révélé des mécanismes cellulaires qui seraient restés indétectables ou inconnus en présence de la gravité terrestre normale ».

Cette découverte ouvre des perspectives captivantes pour la recherche scientifique et ses applications cliniques potentielles. Les chercheurs ont observé que plusieurs types de cellules souches adultes, notamment les cellules souches mésenchymateuses (CSM), présentaient des avantages significatifs lorsqu'elles étaient cultivées en microgravité :

- meilleure gestion des réponses immunitaires ;

- réduction accrue de l'inflammation ;

- expansion cellulaire améliorée ;

- stabilité accrue de la réplication, même après le retour sur Terre.

(Photo) Cultivées en microgravité, les cellules souches évoluent dans un environnement semblable aux conditions de croissance du corps humain.  

Un environnement de culture tridimensionnel plus naturel

L'un des aspects les plus prometteurs de cette recherche réside dans la manière dont l'environnement spatial reproduit plus fidèlement les conditions de croissance cellulaire dans le corps humain. Le Dr Zubair souligne : " L'environnement spatial offre un avantage pour la croissance des cellules souches en fournissant un état tridimensionnel plus naturel pour leur expansion, qui ressemble étroitement à la croissance des cellules dans le corps humain ".

Cette approche contraste avec les cultures bidimensionnelles traditionnelles utilisées sur Terre, qui imitent moins efficacement les tissus humains. Le tableau suivant compare les deux environnements de culture :

Caractéristique                     Culture terrestre (2D)             Culture spatiale (3D)

Structure                               Plane                                      Tridimensionnelle

Imitation des tissus               Limitée                                     Proche du corps humain

Potentiel de régénération     Normal                                     Accru

Perspectives thérapeutiques et défis futurs

Les implications de cette découverte sont considérables pour le traitement de diverses pathologies. Les cellules souches cultivées dans l'espace pourraient offrir des solutions novatrices pour lutter contre :

- les accidents vasculaires cérébraux ;

- le cancer ;

- les maladies neurodégénératives comme la démence.

Toutefois, l'équipe de recherche souligne que ces travaux ne sont qu'un point de départ. De nombreux défis restent à relever pour transposer ces résultats en applications cliniques concrètes. La prochaine étape consistera à approfondir notre compréhension des mécanismes moléculaires sous-jacents à cette amélioration des capacités régénératives en microgravité.

Le Dr Zubair conclut avec enthousiasme : " Une perspective plus large sur les applications des cellules souches est possible à mesure que la recherche continue d'explorer l'utilisation de l'espace pour faire progresser la médecine régénérative ".

Cette avancée scientifique ouvre la voie à une nouvelle ère de la médecine spatiale, où l'apesanteur pourrait devenir un allié précieux dans notre quête d'une santé humaine améliorée et d'une longévité accrue.  

Notre univers existe à l'intérieur d'un trou noir d'un univers de dimension supérieure 

Vous êtes-vous déjà demandé ce qui se trouve au-delà de l'univers observable ? Et si notre univers n'était qu'une infime partie d'une réalité beaucoup plus vaste et complexe et qu'il se trouvait en fait à l'intérieur d'un trou noir ?

Qu'est-ce qu'un trou noir ?

Un trou noir est une région de l'espace où la gravité est si forte que rien ne peut s'en échapper, pas même la lumière. Selon la théorie de la relativité générale d'Einstein, les trous noirs se forment lorsque des étoiles massives s'effondrent à la fin de leur cycle de vie. La singularité qui en résulte est un point de densité infinie et de volume nul, où les lois de la physique s'effondrent.

Des scientifiques découvrent un lien possible entre le cerveau humain et le cosmos à l'échelle quantique

La limite d'un trou noir s'appelle l'horizon des événements, elle marque le point de non-retour pour tout ce qui la traverse. La taille de l'horizon des événements dépend de la masse du trou noir. Par exemple, un trou noir ayant la masse du soleil aurait un horizon des événements d'environ 3 kilomètres de rayon.

Comment notre univers peut-il se trouver à l'intérieur d'un trou noir ?Une façon d'aborder cette question est de se demander ce qui se passe à l'intérieur d'un trou noir. Selon la physique classique, rien ne peut survivre à l'intérieur d'un trou noir. Cependant, la physique quantique suggère qu'il pourrait y avoir une forme de structure ou d'information qui persiste au-delà de l'horizon des événements.

Une éventualité est que la singularité au centre d'un trou noir n'est pas un point, mais une sphère ou un tore, qui créerait un trou de ver, un raccourci spatio-temporel reéiant deux régions éloignées de l'univers. Dans ce cas, une extrémité du trou de ver se trouverait à l'intérieur du trou noir et l'autre extrémité à l'extérieur, dans une autre région de l'espace.

Une autre possibilité est que la singularité au centre d'un trou noir ne soit pas une sphère ou un tore, mais une hyper-sphère ou un hyper-tore, qui créerait un univers-bulle, une région autonome de l'espace-temps avec ses propres lois physiques et ses propres constantes. Dans ce cas, l'univers-bulle se trouverait à l'intérieur du trou noir, notre univers par exemple.

Quelles sont les preuves de cette hypothèse ?

L'idée que notre univers soit à l'intérieur d'un trou noir est spéculative et n'a été prouvée par aucune observation ou expérience directe. Toutefois, certains indices indirects viennent étayer cette hypothèse.

L'un d'entre eux est le rayonnement électromagnétique cosmique de fond (CMB), qui est le rayonnement résiduel du Big Bang ou fond diffus cosmologique (FDC, ou cosmic microwave background, ou "fond cosmique de micro-ondes") a une température uniforme, à l'exception de minuscules fluctuations révélant la structure de l'univers primitif. Certains physiciens avancent que ces fluctuations pouvaient s'expliquer en supposant que notre univers se trouve à l'intérieur d'un trou noir et que le rayonnement de fond cosmologique est en fait le rayonnement émis par l'horizon des événements.

L'expansion de l'univers serait un autre indice. Selon le modèle standard de la cosmologie, notre univers s'expand à un rythme accéléré en raison de l'énergie noire, une force mystérieuse qui s'oppose à la gravité. Cependant, certains physiciens avancent que l'énergie noire soit une illusion causée par l'hypothèse d'un univers  plat et infini. Si notre univers est en fait courbe et fini, comme il le serait à l'intérieur d'un trou noir, l'énergie noire ne serait pas nécessaire pour expliquer l'expansion.

Quelles seraient les implications pour notre compréhension de la cosmologie et de la physique ?

Si notre univers se trouve effectivement à l'intérieur d'un trou noir, cela aura de profondes répercussions sur notre compréhension de la cosmologie et de la physique. D'une part, cela signifierait que notre univers a une origine et une fin, et qu'il n'est peut-être pas unique ou isolé. Cela signifierait également qu'il pourrait y avoir d'autres univers au-delà du nôtre, reliés par des trous de ver ou existant en tant que bulles distinctes.

Cela signifierait en outre qu'existent d'autres lois de la physique et de nouvelles dimensions de la réalité que nous n'avons pas encore découvertes ou comprises. Cela pourrait aussi expliquer certains paradoxes et autres contradictions entre la mécanique quantique et la relativité générale.

Une zone du cerveau qui serait la porte de la conscience

Le cortex insulaire antérieur serait la porte de la conscience, d'après de nouveaux travaux américains. Inactivée, elle empêcherait la prise de conscience des stimuli.

Parmi les milliers de stimuli visuels, auditifs ou autres que notre cerveau traite en continu chaque jour, seuls certains passent la porte de notre conscience. Mais le mécanisme qui permet de sélectionner les stimuli dont nous avons conscience des autres n'est toujours pas clair. Pour des chercheurs du Center for Consciousness Science du Michigan Medicine (Etats-Unis), la clé se situerait dans une partie de notre cerveau appelée le cortex insulaire antérieur. Ces travaux sont publiés dans la revue Cell Reports.

LES 4 THÉORIES DE LA CONSCIENCE. Pour comprendre, mais aussi pour analyser les observations issues des expériences, la science de la conscience a besoin de théories. Il en existe quatre principales : l’espace de travail global, l’ordre supérieur, l’information intégrée et le processus récurrent ou de premier ordre. Pour en savoir plus, lisez le passionnant numéro de La Recherche d'avril-juin 2021 !

Une "structure critique" contrôlerait l'entrée des informations dans la conscience

"Le traitement de l'information dans le cerveau a deux dimensions : le traitement sensoriel de l'environnement sans conscience et celui qui se produit lorsqu'un stimulus atteint un certain niveau d'importance et entre dans la conscience", explique dans un communiqué Zirui Huang, premier auteur de la publication. "Malgré des décennies de recherche en psychologie et en neurosciences, la question de savoir pourquoi certains stimuli sensoriels sont perçus de manière consciente alors que d'autres ne le sont pas reste difficile à résoudre", introduisent les auteurs dans la publication. Ils émettent alors l'hypothèse qu'il existe une "structure critique" où "l'accès conscient aux informations sensorielles est contrôlé". Ils ont même un suspect : le cortex insulaire antérieur, qui a précédemment été reconnu comme une plaque tournante centrale du cerveau, notamment "car il reçoit des entrées de différentes modalités sensorielles et de l'environnement interne", comme les émotions. 

Lorsque le cortex insulaire antérieur est éteint, la conscience aussi

Pour le prouver, l'équipe se penche sur 26 sujets qu'ils examinent à l'IRM fonctionnelle, qui permet de voir les zones activées du cerveau dans le temps. Ils leur injectent alors un anesthésiant, le propofol, pour contrôler leur niveau de conscience. Comme imaginer une action active les mêmes zones du cerveau que de les réaliser réellement, les chercheurs ont ensuite demandé aux sujets de s'imaginer dans plusieurs situations. Ils devaient s'imaginer en train de jouer au tennis, de marcher le long d'un chemin ou de serrer leur main, ainsi que d'effectuer une activité motrice (serrer une balle en caoutchouc) alors qu'ils perdaient progressivement conscience et la retrouvaient après l'arrêt du propofol.

Résultat, la perte de conscience due au propofol "crée un dysfonctionnement du cortex insulaire antérieur" ainsi qu'une altération des réseaux cérébraux nécessaires aux états de conscience. En revanche, aucune des autres régions impliquées dans la régulation sensorielle ou l'éveil, comme le thalamus, ne répondaient de cette façon. "Un stimulus sensoriel active normalement le cortex insulaire antérieur", explique Hudetz. "Mais lorsque vous perdez conscience, le cortex insulaire antérieur est désactivé et les changements de réseau dans le cerveau qui soutiennent la conscience sont perturbés." Le cortex insulaire antérieur pourrait donc agir comme un filtre qui ne permet qu'aux informations les plus importantes d'entrer dans la conscience.

Le cortex insulaire antérieur serait la porte de la conscience

Pour confirmer ces résultats, la deuxième expérience cherche à savoir si l'activation du cortex insulaire antérieur est prédictive de la prise de conscience d'une information. Pour le savoir, les chercheurs montrent un visage sous forme d'image subliminale – qui reste 33 millisecondes à l'écran – à 19 volontaires sains placés dans l'IRM fonctionnelle. Les volontaires doivent ensuite dire s'ils ont vu ou non le visage. Les scientifiques constatent alors que l'activation préalable du cortex insulaire antérieur était prédictif de la capacité du sujet à percevoir consciemment l'image du visage. "Le cortex insulaire antérieur a une activité qui fluctue continuellement", explique Zirui Huang. "La détection d'un stimulus dépend de l'état de l'insula antérieure lorsque l'information arrive dans le cerveau : si l'activité de l'insula est élevée au moment du stimulus, vous verrez l'image. Sur la base des résultats de ces deux expériences, nous concluons que le cortex insulaire antérieur pourrait être une porte pour la conscience."



 

Les galaxies ne sont pas réparties au hasard dans l’Univers 

" Une carte qui ne parle pas n'est pas une carte aboutie "

Le Havre accueille du 26 au 28 septembre l’événement de vulgarisation scientifique " Sur les épaules des géants ". Parmi les intervenants, se trouve l’astrophysicienne Hélène Courtois, spécialiste de la cosmographie. Partenaire de l’événement, Numerama a pu s’entretenir avec la scientifique sur son travail aussi précis que titanesque, consistant à dresser des cartes de l’Univers.

Sur Terre, nous utilisons chaque jour ou presque des cartes pour nous déplacer et nous orienter. Ces cartes sont pratiques et fonctionnelles. Mais les cartes peuvent aussi servir aux scientifiques. Elles les aident à répondre à des questions essentielles, que nous sommes nombreux à nous poser (D’où venons-nous ? Où allons-nous ?).

C’est tout le travail que mène depuis des années l’astrophysicienne Hélène Courtois, spécialiste de la cosmographie et vice-présidente de l’université Lyon 1. Ses travaux ont permis d’identifier Laniakea, le superamas de galaxies abritant la Voie lactée. Numerama s’est entretenu avec la chercheuse, pour comprendre la portée de ses découvertes. Entretien avec Hélène Courtois, astrophysicienne

- En quoi consiste exactement la cosmographie ?

Hélène Courtois : Cela sert à savoir où l’on est dans l’Univers. La première question à laquelle on essaye de répondre est : où sommes-nous ? C’est la même question lorsqu’on fait de la géographie. La cosmographie, c’est faire des cartes du cosmos ; la géographie, c’est faire des cartes de la Terre. La science de cartographier est inhérente aux humains, et peut-être aux autres formes vivantes.

- À quoi ressemble une carte du cosmos ?

La spécificité de mes cartes, c’est qu’elles sont en mouvement. Ce sont plus exactement des cartes des mouvements. Ce que j’ai inventé, en astronomie, ce sont des cartes des mouvements dans l’Univers. C’est de la cartographie dynamique. J’observe avec des télescopes des mouvements de galaxies pour comprendre comment l’Univers en est venu à ces cartes. Les galaxies dans l’Univers ne sont pas réparties au hasard.

- Qu’est-ce qu’une bonne carte de l’Univers ?

Je ne fais pas des cartes pour faire des cartes. J’ai un sens esthétique, j’aime que cela soit beau, compréhensible. J’aime que ça parle. Une carte qui ne parle pas est une carte qui n’est pas aboutie. Il faut donc que la carte transmette une information et que l’on ressente le mouvement en la voyant, que la carte montre que les galaxies ne sont pas à des positions au hasard.

- Votre grande découverte, Laniakea, a bouleversé la cosmographie. De quoi s’agit-il ?

L’une des grandes découvertes de ma carrière a été de tracer les frontières de notre continent à nous, qui s’appelle Laniakea. On l’a dévoilé en 2014. C’est un continent à 3 dimensions, c’est un volume dans l’espace. Si on est à l’intérieur de cette frontière, on va avoir un mouvement vers l’intérieur du volume. Si l’on dépasse cette frontière, on fait partie d’un autre continent. Depuis la fin de l’année dernière, j’ai fini de cartographier les 5 continents voisins de Laniakea.

 (Image : Laniakea et ses 5 voisins. Cartographie dynamique de 1 milliard d’années-lumiere de coté.)

Cela a pris 20 ans pour en cartographier un [Laniakea]. Puis, en 10 ans de plus, j’en ai cartographié 5 autres. L’avenir, ce sont les télescopes, et notamment Euclid. Il va nous aider à faire la plus grande carte de l’Univers, qui fera 10 milliards d’années-lumière de côté. Ma grande carte actuelle fait 1 milliard d’années-lumière de côté et compte 6 continents extragalactiques.

- Pourquoi a-t-on besoin de faire des cartes toujours plus grandes ?

C’est pour aller plus loin, mais également pour aller plus tôt dans l’Univers. C’est pour remonter dans le temps aussi qu’on fait des cartes plus grandes. Avec une carte sur 10 milliards d’années, nous aurons des informations dans un Univers qui n’était pas le même que maintenant.

- À quoi servent ces cartes ?

Quand on fait de la science fondamentale, on n’a aucune idée de la manière dont ça va être utilisé. Ce n’est pas notre job. Toute la connaissance que j’acquiers appartient au monde entier. Personne ne peut imaginer ce que les humains suivants en feront. Je sais que ça va servir à l’humanité. Mon souhait, c’est que cela serve à la conservation des entités vivantes et non vivantes.

 

L’événement pluvial carnien : quand il a plu pendant deux millions d’années

Au cours de son histoire, notre planète aura essuyé plusieurs épisodes climatiques de longue durée, tels que des ères glaciaires ou de grandes phases de sécheresse. Il y a plus de 230 millions d’années, peu avant que les dinosaures ne pointent le bout de leur gueule, la Terre fut également frappée par un événement pluvial exceptionnel par sa longueur, particulièrement concentré sur les régions tropicales et subtropicales. Que sait-on de cet épisode ?

L’événement pluvial carnien est un événement climatique majeur qui s’est produit il y a environ 233 millions d’années, ce qui nous ramène à la période du Trias. Il fut caractérisé par une période de fortes précipitations dans les régions tropicales et subtropicales de la Terre, recouvertes alors de vastes plaines et de forêts luxuriantes. Cet épisode entraîna une augmentation du niveau de l’eau dans les lacs et les rivières.

Les chercheurs connaissent son existence depuis plusieurs décennies grâce à l’analyse de roches sédimentaires relevées sur plusieurs sites, notamment dans les Alpes orientales et au Royaume-Uni, ainsi qu’à l’examen des fossiles et des isotopes présents à l’intérieur. Pour rappel, les isotopes sont des variantes d’un même élément chimique qui ont un nombre de neutrons différent. Leur présence et leur abondance peuvent alors fournir des informations sur les conditions environnementales passées.

On pense que l’événement pluvial carnien fut déclenché par des changements dans la circulation océanique et atmosphérique de la Terre probablement causés par des éruptions volcaniques massives essuyées dans la province magmatique de Wrangellia (aujourd’hui l’ouest du Canada). Ces éruptions auraient libéré de grandes quantités de dioxyde de carbone, de méthane et d’autres gaz à effet de serre dans l’atmosphère, entraînant alors une augmentation de la température globale de la Terre. Et qui dit augmentation de la température globale dit changements dans la circulation océanique et atmosphérique. Ces derniers auraient alors favorisé la formation de précipitations.

Nous savons que la Pangée, le supercontinent en place à l’époque, était déjà sujette aux moussons. Cependant, ce n’était rien comparé à cet épisode particulier.

(Photo : La Terre il y a environ 233 millions d’années. À l’époque, la Pangée s’était déjà formée.)

Quels impacts sur le vivant ?

Cet épisode aura précipité la fin de nombreuses espèces animales et végétales. Selon une étude publiée dans le Journal of the Geological Society, les pluies acides générées par les éruptions volcaniques, ainsi que l’augmentation des gaz à effet de serre, auraient en effet conduit à des extinctions par " choc de réchauffement " (extinctions causées par un réchauffement climatique rapide et soudain).

Par la suite, d’autres ont pris le relais. De nombreuses espèces animales et végétales ont en effet évolué et se sont diversifiées peu après cet épisode. Cela inclut des groupes tels que les dinosaures, les mammifères, les poissons et les reptiles, ainsi que les plantes à fleurs et les arbres. L’événement pluvial carnien aura également eu des conséquences à plus long terme sur l’environnement, notamment en favorisant la formation de vastes réserves de charbon et de pétrole.

Ainsi, l’événement pluvial carnien, survenu il y a environ 233 millions d’années, est un exemple marquant des épisodes climatiques extrêmes qui ont jalonné l’histoire de notre planète. Cet événement, déclenché par des éruptions volcaniques massives, a radicalement transformé les environnements tropicaux et subtropicaux, entraînant des précipitations soutenues pendant près de deux millions d’années. Les conséquences de ces précipitations prolongées furent vastes, provoquant l’extinction de nombreuses espèces et ouvrant la voie à l’émergence et à la diversification de nouveaux groupes, dont les dinosaures et les mammifères.

Les recherches sur cet événement, fondées sur l’analyse de roches sédimentaires et de fossiles, ont non seulement amélioré notre compréhension des impacts du changement climatique rapide sur la biodiversité, mais ont également révélé comment de tels événements peuvent influencer la formation de ressources naturelles comme le charbon et le pétrole. En examinant les conditions et les causes de cet épisode pluvial, les scientifiques ont pu reconstituer une partie essentielle de l’histoire de la Terre, offrant des perspectives précieuses sur les mécanismes climatiques et leurs effets à long terme.

L’étude de l’événement pluvial carnien nous rappelle l’importance de comprendre les interactions entre les forces géologiques et climatiques de notre planète, ainsi que leurs impacts sur la vie terrestre. Ces connaissances sont cruciales non seulement pour éclairer notre passé, mais aussi pour anticiper les défis environnementaux futurs et mieux appréhender les dynamiques climatiques actuelles.



 

Comment le cerveau participe au cancer

Des neurones voient le jour au sein même du microenvironnement tumoral, contribuant au développement du cancer. Ces cellules nerveuses dérivent de progéniteurs provenant du cerveau et sont acheminés via la circulation sanguine. Cette découverte étonnante ouvre la voie à tout un nouveau champ de recherche, relatif au rôle du système nerveux dans le développement des cancers et aux interactions entre les systèmes vasculaires, immunitaires et nerveux dans la tumorigenèse.

La production de nouveaux neurones est un événement plutôt rare chez l'adulte, cantonné à deux régions particulières du cerveau: le gyrus denté dans l'hippocampe et la zone sous-ventriculaire. Mais voilà que l'équipe Inserm Atip-Avenir dirigée par Claire Magnon* à l'Institut de Radiobiologie Cellulaire et Moléculaire, dirigé par Paul-Henri Roméo (CEA, Fontenay-aux-Roses), vient de montrer que ce phénomène se produit également en dehors du système nerveux central: dans les tumeurs !

En 2013, cette chercheuse avait déjà mis en évidence, dans des tumeurs de la prostate, que l'infiltration de fibres nerveuses, issues de prolongements d'axones de neurones préexistants, était associée à la survenue et à la progression de ce cancer. Depuis, d'autres études ont permis de confirmer le rôle inattendu, mais apparemment important, des fibres nerveuses dans le microenvironnement tumoral de nombreux cancers solides.

Soucieuse de comprendre l'origine du réseau neuronal tumoral, Claire Magnon a une idée surprenante: et si le réseau nerveux impliqué dans le développement des tumeurs provenait de nouveaux neurones se formant sur place ? Et dans ce cas, comment pourrait être initiée cette neurogenèse tumorale ?

Des cellules neurales souches dans les tumeurs
Pour tester cette hypothèse, Claire Magnon a étudié les tumeurs de 52 patients atteints de cancer de la prostate. Elle y a découvert des cellules exprimant une protéine, la doublecortine (DCX), connue pour être exprimée par les cellules progénitrices neuronales, lors du développement embryonnaire et chez l'adulte dans les deux zones du cerveau où les neurones se renouvellent. De plus, dans les tumeurs étudiées, la quantité de cellules DCX+ est parfaitement corrélée à la sévérité du cancer. "Cette découverte étonnante atteste de la présence de progéniteurs neuronaux DCX+ en dehors du cerveau chez l'adulte. Et nos travaux montrent qu'ils participent bien à la formation de nouveaux neurones dans les tumeurs", clarifie-t-elle.

Une migration du cerveau vers la tumeur
Pour déterminer l'origine de ces progéniteurs neuronaux, Claire Magon a utilisé des souris transgéniques, porteuses de tumeurs. Elle a quantifié les cellules DCX+ présentes dans les deux régions du cerveau où elles résident habituellement. Elle a alors constaté que, lors de l'établissement d'une tumeur, leur quantité est réduite dans l'une d'elles: la zone sous-ventriculaire. "Il y avait deux explications: soit les cellules DCX+ mourraient dans cette région sans qu'on en connaisse la cause, soit elles quittaient cette zone, ce qui pouvait expliquer leur apparition au niveau de la tumeur".

Différentes expériences ont montré que cette seconde hypothèse était la bonne avec la mise en évidence du passage des cellules DCX+ de la zone sous-ventriculaire du cerveau dans la circulation sanguine et de l'extrême similarité entre les cellules centrales et celles retrouvées dans la tumeur. "En pratique, nous constatons des anomalies de perméabilité de la barrière hématoencéphalique de la zone sous-ventriculaire chez les souris cancéreuses, favorisant le passage des cellules DCX+ dans le sang. Rien ne permet pour l'instant de savoir si ce problème de perméabilité précède l'apparition du cancer sous l'effet d'autres facteurs, ou si elle est provoquée par le cancer lui-même, via des signaux issus de la tumeur en formation.

Quoi qu'il en soit, les cellules DCX+ migrent dans le sang jusqu'à la tumeur, y compris dans les nodules métastatiques, où elles s'intègrent au microenvironnement. Là, elles se différencient en neuroblastes puis en neurones adrénergiques producteurs d'adrénaline. Or, l'adrénaline régule le système vasculaire et c'est probablement ce mécanisme qui favorise à son tour le développement tumoral. Mais ces hypothèses restent à vérifier".

Une piste thérapeutique
En attendant, cette recherche ouvre la porte à une nouvelle piste thérapeutique: De fait, des observations cliniques montrent que les patients atteints de cancer de la prostate qui utilisent des bêtabloquants (qui bloquent les récepteurs adrénergiques) à des fins cardiovasculaires, présentent de meilleurs taux de survie. "Il serait intéressant de tester ces médicaments en tant qu'anticancéreux" estime la chercheuse. Deux essais cliniques allant dans ce sens ont récemment ouvert aux Etats-Unis. De façon plus générale, "l'étude de ce réseau nerveux dans le microenvironnement tumoral pourrait apporter des réponses sur le pourquoi des résistances à certains traitements et favoriser le développement de nouveaux médicaments", conclut-elle.

L'augmentation de l'activité cérébrale chez les mourants pourrait être un signe  mesurable d'expérience de mort imminente

Des chercheurs ont constaté que deux des quatre patients comateux avaient des ondes cérébrales qui s'apparentaient à la conscience après avoir été débranchés de leur respirateur artificiel.

(Photo d'un cerveau schématisé traversé par des ondes) En lisant les ondes cérébrales, les chercheurs ont confirmé l'idée selon laquelle les mourants peuvent voir leur vie défiler devant leurs yeux ou vivre des expériences extracorporelles. 

Certaines personnes ayant survécu à un arrêt cardiaque, issues de milieux culturels et religieux différents, ont fait état d'expériences de mort imminente. Il peut s'agir de la sensation de quitter son corps, d'une lumière vive au bout d'un tunnel ou de souvenirs d'événements passés. Aujourd'hui, les chercheurs avancent à grands pas vers une explication scientifique de ces événements.

Dans une étude publiée lundi dans les Proceedings of the National Academy of Sciences, des chercheurs rapportent que deux parmie quatre patients comateux en fin de vie ont connu une poussée d'activité cérébrale qui s'apparente à la conscience après avoir été débranchés de leur respirateur et que leur cœur e soit arrrêté.

Ces résultats indiquent que les scientifiques ont encore des choses à apprendre sur le comportement du cerveau au passage de la mort. L'étude "suggère que nous sommes en train d'identifier un marqueur de la conscience lucide". Tel l'explique Sam Parnia, pneumologue à l'université de New York, qui n'a pas participé à la recherche,.à Sara Reardon, de Science.

Les scientifiques ne savent pas vraiment pourquoi les expériences de mort imminente se produisent. Ces phénomènes mystérieux " représentent un paradoxe biologique qui remet en question notre compréhension fondamentale du cerveau mourant, dont on pense généralement qu’il ne fonctionne pas dans de telles conditions ", selon l’article.

Mais des travaux antérieurs ont également montré une activité cérébrale accrue en fin de vie. Dans une étude réalisée sur des rats en 2013, Jimo Borjigin, co-auteur de la nouvelle étude et neuroscientifique à l'Université du Michigan, a montré  que le cerveau des rongeurs produisait des poussées d'ondes gamma pendant 30 secondes après l'arrêt de leur cœur. Les ondes gamma sont des ondes cérébrales rapides associées à l'attention, à la mémoire de travail et à la mémoire à long terme. Elles indiquent donc, mais ne prouvent pas, que les rats auraient pu être conscients, écrit Stephanie Pappas  dans Live Science. De plus, une étude de 2022 a révélé qu’une personne décédée d’une crise cardiaque alors que son activité cérébrale était mesurée avait également une activité d’ondes gamma après son arrêt cardiaque.

La nouvelle recherche portait sur quatre patients décédés alors que leur activité cérébrale était surveillée par électroencéphalographie (EEG). Tous étaient dans le coma et étaient considérés comme ne pouvant bénéficier d’une assistance médicale, écrit  Hannah Devlin du Guardian. Leurs familles avaient donné la permission aux médecins de retirer les patients du système de réanimation.

Mais les mesures de l'activité cérébrale de deux des patients ont montré des augmentations des ondes gamma après coup. Les surtensions duraient quelques minutes et étaient parfois très fortes. "C'était incroyablement élevé", a déclaré Borjigin à  Clare Wilson du New Scientist .

Les chercheurs ont notamment observé des signaux intenses dans une zone du cerveau qui peut être active lorsque les personnes ont des expériences ou des rêves hors du corps. "Si cette partie du cerveau s'illumine, cela signifie que le patient voit quelque chose, peut entendre quelque chose et qu'il peut ressentir des sensations hors du corps", explique Borjigin à Issam Ahmed de l'Agence France-Presse (AFP).

Les résultats pourraient conduire à des investigations plus approfondies sur le cerveau mourant et sur la conscience lors d'un arrêt cardiaque, écrivent les auteurs.

"Cet article est vraiment important pour le domaine et pour le domaine de la conscience en général", a déclaré à Science Charlotte Martial, scientifique biomédicale qui étudie les expériences de mort imminente à l'Université de Liège en Belgique et qui n'a pas contribué à l'étude .

Il semble clair que cette activation des ondes gamma doit être confirmée chez davantage de patients.

"Plus nous aurons de résultats cohérents, plus il y aura de preuves qu'il s'agit probablement d'un mécanisme qui se produit au moment du décès", a déclaré à Live Science Ajmal Zemmar, neurochirurgien à l'Université de Louisville Health et co-auteur de l'étude de 2022. "Et si nous pouvons localiser cela à un seul endroit, ce sera encore mieux."

 

Notre cerveau: un chaos bien organisé. Une équipe de l'UNIGE décrypte un des mécanismes de la conscience Déchiffrer le mystère de la conscience est le défi majeur des neurosciences actuelles. Dans ce contexte, l'équipe vient de mettre en lumière une caractéristique importante de la pensée consciente. Grâce aux technologies de pointe en neuroimagerie du Brain & Behaviour Laboratory (BBL) et à des méthodes d'analyses mathématiques, cette équipe a montré que la pensée consciente peut se décomposer en une succession de micro-états cérébraux ou "atomes de la pensée". La séquence temporelle de ces micro-états n'est ni aléatoire, ni déterminée, mais chaotique, ce qui signifie qu'elle a une structure, mais qui ne peut pas être anticipée. Cette organisation chaotique de l'activité cérébrale apparaît comme la clef permettant au cerveau de réagir rapidement à des événements inattendus. Cette étude, qui fait l'objet d'une publication dans la revue PNAS, constitue un pas en avant sur la piste de la compréhension de la conscience, ainsi que de certaines maladies mentales. Le fonctionnement de la conscience reste une question encore très mal comprise des scientifiques. Beaucoup ont essayé d'en saisir les fondements en élaborant des modèles théoriques, mais peu ont réellement tenté d'en comprendre l'organisation cérébrale à partir de mesures de l'activité neuronale. Les prof. Dimitri Van De Ville et Christoph Michel, de la Faculté de médecine et du Centre de neurosciences de l'UNIGE, en collaboration avec l'Institut de Bio-ingénierie de l'Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL), ont mis en place une expérience pour mieux saisir comment la pensée spontanée et consciente s'organise. En effet, les chercheurs ont mesuré l'activité cérébrale de volontaires en utilisant simultanément deux méthodes de neuroimagerie du Brain & Behaviour Laboratory (BBL) de l'UNIGE: l'électro-encéphalographie (EEG), qui permet d'obtenir des mesures à des échelles de temps de l'ordre de la milliseconde, et l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf), qui permet de suivre l'activité du cerveau sur des échelles de temps de l'ordre de la seconde. Durant les enregistrements, les volontaires devaient laisser libre cours à leurs pensées, sans se focaliser sur une idée particulière. Les signaux provenant de ces enregistrements ont été analysés à l'aide d'outils mathématiques. Les atomes de la pensée A la suite de ces expériences, les scientifiques ont d'abord remarqué que l'activité cérébrale s'organise en une succession de micro-états. Ces micro-états, considérés comme les "atomes de la pensée", sont les éléments constitutifs de la cognition, un peu comme des "morceaux" de pensée. Chaque micro-état correspond à une configuration particulière de l'activité des neurones dans le cerveau. Les chercheurs ont mis en évidence quatre micro-états distincts qui correspondent aux aspects visuels, auditifs, introspectifs et attentionnels de la pensée. Une pensée apparaît donc comme une alternance de composantes visuelles, auditives, introspectives et attentionnelles. Des fractales dans notre cerveau En outre, en appliquant une analyse mathématique avancée sur les mesures faites au moyen de l'EEG et de l'IRMf, les chercheurs ont fait une découverte surprenante: les atomes ou morceaux de pensée se succèdent avec une structure temporelle semblable aux deux échelles de temps. La même structure est ainsi observée tant à l'échelle de l'ordre du dixième de seconde (avec l'EEG) qu'à celle de l'ordre de la dizaine de secondes (avec IRMf). Cette propriété est la caractéristique principale des fractales dans la théorie du chaos. Un objet fractal présente le même motif lorsqu'il est regardé au microscope, à la loupe ou à l'oeil nu. Il semblerait que la durée des micro-états joue un rôle prédominant dans cette organisation fractale de la pensée. "Prenons l'analogie du livre dans lequel les lettres représentent les atomes de la pensée. Ceux-ci se combinent pour former des mots, qui eux-mêmes se combinent pour former des phrases ; les phrases se combinent en paragraphes, et ainsi de suite jusqu'à obtenir un livre, tout cela avec toujours les mêmes règles syntaxiques" explique Christoph Michel, un des auteurs de l'étude. "Ce que nous avons mis en évidence, c'est une syntaxe de la pensée". Fonctionnel grâce au chaos Ce serait donc grâce à cette organisation "chaotique" de la pensée que le cerveau peut se réorganiser et s'adapter très rapidement selon les besoins. Des perturbations dans les micro-états pourraient être à l'origine de certaines maladies mentales. Par exemple, on a observé chez les schizophrènes des micro-états de durée plus courte que la normale, suggérant la présence de pensées inabouties. Suite à cette découverte, les chercheurs vont maintenant pouvoir s'attacher à comprendre cette syntaxe neuronale chez des patients neurologiques et chez des sujets sains qui subissent un changement de l'état de conscience, comme pendant le sommeil.

Pour échapper aux régulations sur l’IA, une entreprise veut créer un État en pleine mer

Une entreprise veut créer des plateformes en mer pour entraîner des intelligences artificielles, sans respecter aucune loi. La société veut que ces plateformes soient habitées par des mercenaires et des militaires et qu’elles deviennent des États-nations indépendants.

Vous n’aimez pas les régulations ? Allez vous installer dans les eaux internationales ! Si l’idée peut paraître farfelue, c’est cependant ce que propose, très sérieusement, l’entreprise Del Complex. Cette dernière a présenté le 30 octobre 2023 dans un long thread sur X (anciennement Twitter) un gigantesque projet, censé répondre aux problèmes de l’humanité : le BlueSea Fronter Compute Cluster (ou BSFCC).

" Sous couvert de sécurité, le décret présidentiel sur l’IA de Biden et l’IA Act de l’Union européenne visent à centraliser leur pouvoir ", assène Del Complex dès l’introduction de son message. " La solution se trouve en mer. Les BSFCC ne sont pas seulement des plateformes informatiques basées sur des barges, mais des États-nations souverains. " Si le projet semble tellement démesuré qu’il pourrait prêter à sourire, il pourrait bien voir le jour et parvenir, comme il le veut, à échapper à toutes régulations internationales.

Des plateformes installées en eaux internationales pour entraîner des IA sans limites

Del Complex se vante d’être une " société de réalité alternative ", spécialisée dans l’intelligence artificielle, dont le but est de développer une IA générale qui pourrait être implantée dans le cerveau humain grâce à des prothèses neuronales. Pour parvenir à ce but, l’entreprise a besoin de beaucoup de puissance de calcul, mais surtout, d’une législation qui lui permettrait de faire ce qu’elle veut — ce qui n’est pas vraiment le cas.

Del Complex explique, dans la page dédiée au projet, être farouchement opposé aux tentatives actuelles de régulation de l’IA par différents états. Selon l’entreprise, elles " ralentissent le rythme de l’innovation ", et elles " interfèrent également avec le don cosmique de l’humanité " qu’est l’IA.

Alors, pour échapper à " la réglementation draconienne de l’IA ", Del Complex a imaginé son plan de BSFCC. " Libérés de toute surveillance réglementaire, les BlueSea Frontier Compute Clusters offrent des opportunités inégalées pour former et déployer la prochaine génération de modèles d’IA à grande échelle. "

Concrètement, Del Complex veut déployer des plateformes maritimes, équipées de nombreux ordinateurs et d’une énorme puissance de calcul, dans les eaux internationales. Installées à cet endroit, les plateformes n’auraient pas besoin de respecter les différentes réglementations sur l’IA, selon Del Complex. L’entreprise indique ainsi qu’elles ne seront " pas gênées par les règles juridiques conventionnelles ", et que les plateformes pourront " accéder à des documents autrement restreints, qu’il s’agisse de documents protégés par des droits d’auteur, de documents d’entreprise ou de documents confidentiels ".

Les plateformes seraient, d’après l’entreprise, libres de faire ce qu’elles veulent — et elles pourraient également devenir des États souverains, car elles posséderaient un territoire défini, un gouvernement (on imagine que ce gouvernement serait de fait l’entreprise), une population permanente et la capacité à entrer en relation avec d’autres États. Dans les faits, on ne sait pas si les plateformes pourraient complètement être considérées comme des entités à part entière, étant donné que Del Complex est une entreprise américaine, et que les plateformes sont des navires, qui doivent battre pavillon (être affilié à un pays).

Ces considérations ne semblent cependant pas gêner Del Complex. L’entreprise précise aussi que ces plateformes / États-nations seraient habitées par " une population permanente de militaires venant de nations alliées, et de personnels de Xio Sky Security Solutions ", une entreprise de mercenaires.

Des plateformes équipées de laboratoires pour entraîner des intelligences artificielles sur des données habituellement interdites, le tout pour créer des implants neuronaux, naviguant dans les eaux internationales et habitées par des militaires et des mercenaires… tout cela vous parait trop gros pour être vrai ? Pourtant, c’est exactement la dystopie que Del Complex veut construire.

L’entreprise ne voit cependant pas le problème. " Alors que certaines entités internationales pourraient percevoir le BSFCC comme une méthode pour contourner les lois, notre mission est ancrée dans le progrès et l’innovation ", explique-t-elle. " Alors que le monde délibère sur l’avenir de la réglementation de l’IA, Del Complex invite les visionnaires à embarquer pour un voyage vers la prochaine frontière de l’innovation de l’IA, avec le BlueSea Frontier Compute Cluster. " Reste à voir si le projet verra vraiment le jour — et si les organisations internationales laisseront vraiment de nouveaux États-nations peuplés de militaires se créer au milieu de l’océan.