animal-minéral

Des progrès dans la compréhension de la biominéralisation par une nouvelle microscopie X

Chez les organismes vivants, les processus de biominéralisation régulent la croissance des tissus minéralisés, tels que les dents, les os, les coquilles… Ces procédés restent fascinants à étudier pour une meilleure compréhension du monde naturel qui nous entoure et de sa diversité, d'autant plus que ces recherches peuvent contribuer à l'élaboration de procédés biomimétiques pour la réalisation de nouveaux matériaux.

Une équipe interdisciplinaire française, à laquelle participe l'équipe du LIONS de l'UMR NIMBE, s'est intéressée à la bio-formation du carbonate de calcium, dont la structure complexe est encore largement incomprise. La texture complexe de matériaux naturels, observés auprès du synchrotron de l'ESRF par une méthode originale de diffraction de rayons X développée par l'Institut Frenel, est décrite et les résultats publiés dans la revue "Nature Materials". Un point de départ pour comprendre l'élaboration de ce composé, et définir les conditions physiques, chimiques et biologiques nécessaires pour produire de façon synthétique ce type de biominéraux.

La compréhension en sciences des matériaux, paléoclimatologie et sciences de l’environnement des phénomènes de biominéralisation ouvrent des perspectives fascinantes et attirent nombre de chercheurs. Le carbonate de calcium en est une bonne illustration : les théories issues de la cristallisation classique ne peuvent expliquer la formation des structures biominérales calcaires extrêmement complexes, telles que celles observées chez l’oursin ou l’huître perlière par exemple. La formation de ce constituant majeur de la croute terrestre reste ainsi encore largement incomprise.

L’étude, menée par une équipe interdisciplinaire française et publiée dans la revue Nature Materials, exploite une nouvelle microscopie en rayons X permettant de révéler les spécificités structurales du biominéral. Elle conduit à l’identification de modèles probables de biominéralisation.

L’approche développée par cette équipe est motivée par une contradiction apparente : tandis que les espèces vivantes capables de cristalliser le carbonate de calcium produisent une remarquable diversité architecturale aux échelles macro et micrométriques, à l’échelle sub-micrométrique, la structure biominérale se caractérise au contraire, par l'observation constante d'une même structure granulaire et cristalline. Par conséquent, une description des caractéristiques cristallines à cette échelle "mésométrique", c'est-à-dire, à l’échelle de quelques granules (50-500 nm), est une clé pour construire des scénarios réalistes de biominéralisation. C’est également une difficulté majeure pour la microscopie, puisqu’aucune des approches expérimentales actuellement utilisées (électroniques, X ou visibles) n’est capable d’y accéder.

Grâce à la nouvelle approche de microscopie X en synchrotron, la ptychographie de Bragg, développée en 2011 par l’Institut Fresnel, il a été possible de révéler les détails tridimensionnels de l'organisation méso-cristalline des prismes de calcite, les unités minérales constituant l’extérieur de la coquille de l’huître perlière. Bien que ces prismes soient habituellement décrits comme des mono-cristaux "parfaits", il a été possible de mettre en évidence l'existence de grands domaines cristallins d’iso-orientations et d’iso-déformations, légèrement différents les uns des autres. Ces résultats entièrement originaux plaident en faveur de chemins de cristallisation non classiques, comme la fusion partielle d’un ensemble de nanoparticules primaires ou l’existence de précurseurs de type liquides.

Ce résultat a été obtenu dans cadre d’un programme de recherche à 4 ans financé par l’ANR (ANR-11-BS20-0005). Il constitue le point de départ d’un projet ERC Consolidator (#724881), qui a pour objectif d’établir les conditions physiques, chimiques et biologiques nécessaires pour produire des biominéraux synthétiques à la demande.

Auteur: Internet

Info: Réf :  F. Mastropietro, P. Godard, M. Burghammer, C. Chevallard, J. Daillant, J. Duboisset, M. Allain, P. Guenoun, J. Nouet, V. Chamard, Revealing crystalline domains in a mollusc shell “single-crystalline” prism, Nature Materials (2017). Communiqué CNRS/INSIS : "Une nouvelle microscopie éclaire la formation des biominéraux", 1er sept 2017

[ évolution ] [ niveaux intermédiaires ] [ méta-moteur ]

individuation

Lorsque l’enfant réussit à se cuirasser contre la douleur et à faire preuve de rebond vital, de résilience, il va souvent suivre la pente du héros. Le héros dans tous les mythes a une origine princière, mais il est blessé, voire abandonné d’une façon ou d’une autre, et doit trouver un moyen de compenser son extrême fragilité en découvrant sa destinée qui est toujours en partie différente de celle de son groupe familial. Quitte à le retrouver bien des années plus tard lorsqu’il rentrera de ses épopées porteur du trésor, ou du remède, dont sa communauté a besoin. Le conte que mes analysants m’ont rappelé le plus souvent est bien sûr celui du "vilain petit canard" du poète danois Andersen. Une mère cane découvre parmi ses œufs un œuf d’allure bizarre. Puis c’est le caneton qui lui aussi paraît bizarre et, en tout cas, différent du reste de la couvée. Le pauvre oiseau grandit sans jamais se sentir à sa place, systématiquement les autres canards, les canards BCBG le snobent. Mais un jour, il aperçoit près d’un lac un groupe de magnifiques oiseaux blancs. Fasciné par la famille cygnes, il s’approche timidement, et pendant qu’il se penche sur la berge pour boire il rencontre dans l’eau son image. Lui aussi est devenu maintenant un bel oiseau lumineux.
En analyse on commence par rencontrer tous les aspects de soi-même par lesquels on s’est senti isolé, différent, incompris, inacceptable, récusé, humilié, vilain petit canard. Puis peu à peu en suivant le fil de l’âme et en découvrant un sens à sa vie, on résonne au diapason d’êtres de plus en plus nombreux, ornés des mêmes plumes scintillantes acquises dans la traversée de chaque épreuve. On ne naît pas cygne, on le devient…
Mais cet enfant héros, cet enfant cygne, s’il est souvent précoce, voire surdoué, dans certains domaines de la vie – arts, carrière, fortune, notoriété naissent souvent sous ses pas –, reste marqué par la fêlure des carences oubliées. Et c’est dans le domaine de l’engagement affectif qu’il est le plus fragile, soit qu’il tombe dans la passion amoureuse avec la force compulsive de l’addiction, soit qu’il se protège et se mure derrière une haie d’épines digne de la plus endormie des belles au bois dormant. Les sentiments oscillent entre la dépendance affective et l’anesthésie. Les scénarios de désillusion se répètent et ce n’est parfois que tard dans l’existence que notre héros/héroïne acceptera, à la faveur d’une rencontre, de se décongeler, de sortir son cœur du freezer pour que la vie maternelle le réchauffe doucement. [...]
Guérir de son passé, s’individuer, cela revient finalement à retrouver le grand souffle heureux de l’âme du monde. Celui qui habite le nouveau-né avant que les épreuves de la vie ne commencent. C’est trouver son propre souffle. Commencer, ou recommencer à aimer, quel que soit l’âge, quels que soient les hauts et bas de la vie. Redevenir enfant, renouer avec la confiance de l’enfant, mais chargé de toute la maturité conquise au travers de ces seuils initiatiques que sont les épreuves que chacun traversera à coup sûr. Ce n’est pas un hasard si toutes les voies de sagesse enseignent que l’éveillé est comme un petit enfant, simple et presque naïf, rien ne le distingue dans la rue des autres hommes, mais, comme dit joliment la tradition zen, partout où il va, autour de lui les cerisiers fleurissent.

Auteur: Colonna Marie-Laure

Info: Dans "Réenchanter l’Occident, vers un éveil de la conscience individuelle et collective"

[ symbolique ] [ révolution personnelle ] [ amor fati ] [ symptôme-sinthome ] [ psychanalyse ]

écrire

Je n'ai pas beaucoup de souvenirs heureux de mon enfance. Le calendrier de l'Avent en est un. A l'approche des fêtes, chaque matin, au moment de partir à l'école, j'étais autorisé à ouvrir le sachet du jour garni par ma mère, et a emporter à l'école les friandises interdites le restant de l'année.

C’est elle qui avait confectionné le calendrier en feutre rouge, blanc et vert, et brodé à la main les numéros des jours que j'égrenais jusqu’à Noël. Après sa mort, mon père l'a remisé et je n'ai plus eu droit au décompte magique et gourmand.

Un jour, à l'Intermarché du coin, alors que nous faisions les courses, je suis tombé sur un calendrier de l'Avent Kinder Surprise. J'ai essayé de le glisser discrètement dans le caddie, mais mon père s'en est aperçu. Il l'a repêché et s'en est débarrassé dans un rayonnage.

"Tu ne vas pas te laisser avoir par leurs attrape-couillons" a-t-il dit en me menaçant d'une torgnole si j'insistais.

J'y ai échappé grâce à la présence dans les travées de mamans qui ont tourné la tête dès qu'il a élevé la voix. Mon père savait pertinemment qu'il ne pouvait pas me gifler en public.

Dans ces moments-là, je devais avoir un air triomphant ou vindicatif, car il me fusillait du regard et semblait dire que je ne perdais rien pour attendre.

Je garde un souvenir vivace de l'impatience et la joie qui m'animaient lorsque j'ouvrais le sachet quotidien garni par ma mère.

A présent, je suis dans le même état en comptant les jours qui me séparent du deuxième atelier d'écriture. Ma fièvre est contenue par ce carnet qui, à peine entamé, a agi comme un baume. Mon enfermement m'a tout de suite paru plus supportable. Il trouve presque un sens. Tout au moins une pertinence, une finalité.

Fidèle aux instructions de l'écrivain qui anime notre atelier, je noircis des pages, pour le simple plaisir de noter ce qui me passe par la tête, ou parce que ce matériau peut un jour trouver quelque utilité à la construction d'une œuvre de fiction.

- Nourrissez votre imagination, nous enjoint-il. Ne croyez pas en l'inspiration. Elle est une fainéante passive alors que l'acte de création est volontaire et actif. Construisez votre base de données, votre banque d'expressions, de sensations, dans laquelle vous puiserez le moment venu pour façonner une scène, donner un corps à un personnage …

Nous lisons à voix haute ce que nous avons écrit pendant le mois écoulé. Nous nous écoutons sans faire de commentaires.

L’écrivain dit que pour le moment, nous ne devons pas nous juger mutuellement. Simplement nous écouter.

Puis nous faisons des exercices sous contrainte. C'est ce que je préfère.

La consigne du jour est : "Dehors, dedans, on fait tous les mêmes rêves".

- Ne me servez pas une soupe réchauffée, le vieux cliché du taulard incompris qui rêve de liberté ou de vengeance contre la société qui un jour reconnaîtra ses motivations …

Certains d'entre nous ont hoché la tête, d'autres ont souri. Nous l'avons tous trouvé courageux de s'adresser à nous sur ce ton. Il a beau être en compagnie de la crème du centre de détention, ceux qui lisent ou font du théâtre, s'intéressent à l'écriture et à la culture, il a beau avoir un bipper d'alarme accroché à la ceinture, il se trouve seul dans une pièce de vingt mètres carrés en compagnie de neuf bonhommes condamnés à de longues peines, et pas pour avoir volé des carambars au tabac-presse du coin …Même s'il ignore les raisons pour lesquelles nous sommes derrière les barreaux, et s'il n’a à aucun moment cherché à les connaître - un bon point pour lui.

Auteur: Séverac Benoît

Info: Tuer le fils. Cahier de Mathieu Fabas - Centre de détention de Poissy - Mardi 6 février 2018 - Atelier d'écriture n° 2

[ thérapie ] [ prison ] [ magie de Noël ]

cognition

Des chercheurs de l'Institut de neurosciences de la Timone apportent un éclairage théorique nouveau sur une illusion visuelle découverte dès le début du XXème siècle. Elle restait incomprise alors qu'elle pose des questions fondamentales sur la manière dont notre cerveau représente les évènements dans l'espace et dans le temps. Cette étude parue le 26 janvier 2017 dans la revue PLOS Computational Biology, montre que la solution se situe dans les mécanismes prédictifs intrinsèques aux traitements neuronaux de l'information.
Les illusions visuelles sont toujours aussi populaires: de façon quasi magique, elles peuvent faire apparaitre des objets là où on ne les attend pas... Elles sont aussi d'excellentes occasions de questionner les contraintes de notre système perceptif. De nombreuses illusions sont basées sur le mouvement, comme par exemple, l'illusion du flash retardé. Observez un point lumineux qui se déplace sur une trajectoire rectiligne. Si un second point lumineux est flashé très brièvement juste au dessus du premier, le point en mouvement sera toujours perçu en avant du flash alors que leurs deux positions horizontales sont rigoureusement identiques.
Traiter l'information visuelle prend du temps et même si ces délais sont remarquablement brefs, ils ne sont cependant pas négligeables et le système nerveux doit les compenser. Pour un objet qui se déplace de façon prédictible, le réseau neuronal peut inférer sa position la plus probable en tenant compte de ce délai de traitement. Pour le flash, par contre, cette prédiction ne peut s'établir car son apparition est imprévisible. Ainsi, alors que les deux cibles sont alignées sur la rétine au moment du flash, la position de l'objet en mouvement est anticipée par le cerveau afin de compenser le délai de traitement: c'est ce traitement différencié qui provoque l'illusion du flash retardé.
Les chercheurs montrent que cette hypothèse permet également d'expliquer les cas où cette illusion ne fonctionne pas: par exemple si le flash a lieu à la fin de la trajectoire ou si la cible rebrousse chemin de façon imprévue. Dans ce travail, l'innovation majeure consiste à utiliser la précision de l'information dans la dynamique du modèle. Ainsi, la position corrigée de la cible en mouvement est calculée en combinant le flux sensoriel avec la représentation interne de la trajectoire, toutes deux existant sous la forme de distributions de probabilités. Manipuler la trajectoire revient à changer la précision, et donc le poids relatif de ces deux informations lorsqu'elles sont combinées de façon optimale afin de connaître où se trouve un objet au temps présent. Les chercheurs proposent d'appeler parodiction (du grec ancien paros, le présent) cette nouvelle théorie qui joint inférence Bayesienne et prise en compte des délais neuronaux.
Malgré la simplicité de cette solution, la parodiction comporte des éléments qui peuvent sembler contre-intuitifs. En effet, dans ce modèle, le monde physique environnant est considéré comme "caché", c'est-à-dire qu'il ne peut être deviné que par nos sensations et notre expérience. Le rôle de la perception visuelle est alors de délivrer à notre système nerveux central l'information la plus probable malgré les différentes sources de bruit, d'ambiguïté et de délais temporels.
Selon les auteurs de cette publication, le traitement visuel consisterait en une "simulation" du monde visuel projeté au temps présent, et ceci avant même que l'information visuelle ne puisse effectivement venir moduler cette simulation, la confirmant ou l'infirmant. Cette hypothèse qui semble relever de la "science-fiction" est actuellement testée avec des modèles de réseaux neuronaux hiérarchiques plus détaillés et biologiquement plausibles qui devraient permettre de comprendre encore mieux les mystères sous-jacents à notre perception. Les illusions visuelles n'ont vraiment pas fini de nous étonner !
(Figure: Dans l'illusion visuelle du flash retardé, un point en mouvement (le point rouge, en haut) est perçu en avant par rapport à un point flashé (en vert en bas), même si ils sont alignés verticalement à l'instant du flash. Depuis la découverte de cette illusion, les débats ne sont pas clos quant à l'origine du traitement différencié des deux points. Dans cette étude, il est proposé que ce décalage de position soit dû à un mécanisme prédictif dont le but est normalement de compenser les délais de traitement de l'information visuelle. En utilisant l'information sur le mouvement du point, du début de la trajectoire jusqu'au moment du flash, la position du point est donc "anticipée" pour correspondre au plus près à la position réelle au temps présent.)

Auteur: Internet

Info: PLOS Computational Biology review, 26 janvier 2017

[ vision ]

monde subatomique

Des physiciens ont découvert une force inattendue agissant sur les nanoparticules dans le vide

Ils ont découvert une nouvelle force inattendue qui agit sur les nanoparticules dans le vide, leur permettant d’être poussées par le " néant ".

Bien entendu, la physique quantique commence à préciser que ce " néant ", n’existe pas réellement : même le vide est rempli de petites fluctuations électromagnétiques. Cette nouvelle recherche est une preuve supplémentaire que nous commençons à peine à comprendre les forces étranges qui agissent au plus petit niveau du monde matériel, nous montrant comment le néant peut entraîner un mouvement latéral.

Alors comment est-ce que le vide peut porter une force ? L’une des premières choses que nous apprenons en physique classique est que dans un vide parfait (un lieu donc entièrement dépourvu de matière), la friction ne peut pas exister car l’espace vide ne peut pas exercer une force sur les objets qui le traversent.

Mais ces dernières années, les physiciens spécialisés dans le domaine quantique ont montré que le vide est en réalité rempli par de petites fluctuations électromagnétiques qui peuvent interférer avec l’activité des photons (les particules de lumière), et produire une force considérable sur les objets.

Il s’agit de l’effet Casimir, qui a été prédit en 1948 par le physicien néerlandais Hendrick Casimir*. À présent, la nouvelle étude a démontré que cet effet est encore plus puissant que ce que l’on imaginait auparavant. En effet, ce dernier ne peut être mesuré qu’à l’échelle quantique. Mais comme nous commençons à élaborer des technologies de plus en plus petites, il devient évident que ces effets quantiques pourraient fortement influencer certaines de nos technologies de manière globale.

" Ces études sont importantes car nous développons des nanotechnologies qui travaillent avec des distances et des tailles si petites, que ce type de force peut dominer tout le reste ", explique le chercheur principal Alejandro Manjavacas de l’Université du Nouveau-Mexique, aux États-Unis. " Nous savons que ces forces de Casimir existent, alors ce que nous essayons de faire, c’est de trouver l’impact général qu’elles ont sur de très petites particules ", ajoute-t-il.

Afin de découvrir de quelle manière l’effet Casimir pourrait avoir un impact sur les nanoparticules, l’équipe a analysé ce qui s’est passé avec des nanoparticules tournant près d’une surface plane, dans le vide. Ils ont ensuite découvert que l’effet Casimir pouvait effectivement pousser ces nanoparticules latéralement, même si elles ne touchent pas la surface.

Pour imager la chose, imaginez une minuscule sphère tournant sur une surface qui est constamment bombardée de photons. Alors que les photons ralentissent la rotation de la sphère, ils provoquent également un déplacement de cette dernière dans une direction latérale :

(Photo : En rouge, la rotation de la sphère. En noir, la distance de la sphère par rapport à la surface plane et en bleu, l’effet de Casimir latéral.)

Dans le domaine de la physique classique, il faudrait un frottement entre la sphère et la surface pour atteindre ce type de mouvement latéral, mais le monde quantique ne suit pas les mêmes règles : la sphère peut être poussée sur une surface, même si elle ne la touche pas. " La nanoparticule subit une force latérale comme si elle était en contact avec la surface, bien qu’elle soit en réalité séparée de celle-ci ", explique Manjavacas. " C’est une réaction étrange, mais qui peut avoir un impact considérable pour les ingénieurs ", ajoute-t-il.

Cette nouvelle découverte pourrait bien jouer un rôle important dans la manière dont nous développerons des technologies de plus en plus miniaturisées à l’avenir, y compris des dispositifs tels que les ordinateurs quantiques.

Les chercheurs affirment qu’ils pourraient contrôler la direction de la force en changeant la distance entre la particule et la surface, ce qui pourrait s’avérer utile pour les ingénieurs et les scientifiques travaillant sur des méthodes de manipulation de la matière, à l’échelle nanoscopique. 

L’étude a déjà été publiée dans le Physical Review Letters et les résultats doivent à présent être reproduits et vérifiés par d’autres équipes. Mais le fait que nous ayons maintenant la preuve qu’une nouvelle force intrigante pourrait être utilisée pour diriger des nanoparticules dans le vide est très intéressant et met en lumière un tout nouvel élément du monde quantique et ses forces encore largement incomprises. 



*( L'effet Casimir, prédit en 1948 par le physicien néerlandais Hendrick Casimir, est un phénomène quantique où deux plaques métalliques parfaitement conductrices placées dans le vide s'attirent l'une vers l'autre avec une force inversement proportionnelle au carré de leur distance.12 Cet effet résulte de la pression exercée par les fluctuations quantiques du vide sur les plaques.

Explication de l'effet

Selon la théorie quantique des champs, le vide n'est pas complètement vide mais contient des fluctuations d'énergie sous forme de particules virtuelles qui apparaissent et disparaissent constamment. Entre deux plaques rapprochées, ces fluctuations sont restreintes par les conditions aux limites imposées par les plaques conductrices. Cela crée une différence de pression de radiation entre l'intérieur et l'extérieur des plaques, générant une force attractive entre elles.

Observation expérimentale

Bien que prédit théoriquement en 1948, l'effet Casimir n'a été observé expérimentalement pour la première fois qu'en 1997, confirmant ainsi l'existence de cette force quantique dans le vide. Cette découverte a renforcé la compréhension de la nature quantique du vide et de ses effets mesurables. (Source : anthropic) 

Auteur: Internet

Info: https://trustmyscience.com/ - Stéphanie Schmidt, 12 avril 2017

[ éther ] [ vacuité source ]