physique étonnante

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Auteur: Internet

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

[ cicatrisation ] [ régénération ] [ science ]

sciences

La pratique de la méditation modifie l'organisation du cerveau
Les adeptes de la méditation de pleine conscience apprennent dans leur pratique à accueillir les sensations, les émotions et les états d'esprit sans leur résister ni les juger. Ils cherchent simplement à être dans le moment présent.
Plusieurs études ont démontré que ce type de méditation pouvait avoir des effets bénéfiques à long terme sur la stabilité émotionnelle et, par conséquent, sur des désordres comme l'anxiété et la dépression majeure. Une nouvelle recherche révèle que cet entrainement de l'esprit aurait une influence sur le réseau cérébral par défaut chez des personnes ayant une longue expérience de la méditation quand elles sont au repos. Les différences sur le plan cérébral indiqueraient que la méditation favorise la concentration et la réflexion de manière plus objective par rapport à soi.
"Nous avons étudié le cerveau de 13 adeptes de méditation ayant plus de 1000 heures d'entrainement et celui de 11 débutants à l'aide d'analyses de connectivité fonctionnelle", dit Véronique Taylor, première auteure de cette recherche publiée dans la revue Social Cognitive and Affective Neuroscience Advance Access en mars dernier et réalisée dans le laboratoire du professeur Mario Beauregard, de l'Université de Montréal.
La connectivité fonctionnelle fait référence à la synchronisation entre deux ou plusieurs régions cérébrales qui changent dans le temps, soit pendant une tâche concrète ou au repos. Cette méthode d'analyse peut s'appliquer à des données d'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle. "Les participants demeuraient quelques minutes dans le scanner et on leur demandait de ne rien faire", explique Mme Taylor, qui termine actuellement son doctorat en psychologie sous la direction du professeur Pierre Rainville.
Ces analyses ont permis aux chercheurs de repérer le réseau cérébral par défaut des sujets, c'est-à-dire un ensemble de régions s'activant au repos, lorsque la personne n'effectue aucune activité particulière.
"Nous voulions ainsi vérifier si les effets de la méditation de pleine conscience persistaient au-delà de la pratique, poursuit la doctorante. Selon notre hypothèse, le réseau cérébral par défaut des adeptes de la méditation serait structuré autrement. Le réseau par défaut est associé à la rêverie, aux pensées relatives à soi quand nous ne faisons "rien". En fait, nous pensions y trouver une organisation différente parce que ces individus sont habitués à être dans le moment présent et leurs pensées ne partent donc pas dans tous les sens lorsqu'ils sont au repos."
Effectivement, les résultats obtenus font voir une plus faible synchronisation entre les cortex préfrontaux ventro-médian et dorso-médian. "La partie dorsale est engagée dans les processus cognitifs associés au soi et la partie ventrale concerne plutôt l'évaluation émotive du soi, mentionne Véronique Taylor. Le fait que ces zones sont moins inter reliées montre que ces personnes réfléchiraient sur elles-mêmes de façon plus objective." Elle ajoute que plus les participants avaient de l'expérience en méditation, plus cette connexion était faible, ce qui, selon elle, "donne du poids à ces résultats".
Fait curieux et intéressant: ces mêmes sujets présentaient une plus forte synchronisation entre certaines zones qui convergent toutes vers le lobe pariétal droit. "Cette région est reconnue pour avoir un rôle déterminant dans l'attention, ce qui indiquerait peut-être un effet bénéfique à long terme de la méditation, mais qui reste à être prouvé par des recherches étudiant spécifiquement les processus attentionnels", signale l'étudiante.
Bien que les sujets aient été testés au repos, Véronique Taylor constate par elle-même les retombées tangibles de la méditation de pleine conscience au quotidien. "Je pratique la méditation depuis quelques années et je remarque que mon attention est plus soutenue, plus suivie lorsque je me concentre."
Il y a encore beaucoup à découvrir sur le pouvoir de la méditation, croit-elle. En attendant, elle suggère à tous de s'y mettre. "Cela ne coute rien et on peut méditer n'importe où et n'importe quand... et les avantages sont réels!"

Auteur: Internet

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[ méditation ] [ zen ] [ parapsychologie ]

thérapie

Musique du cerveau - chaque cerveau a une bande sonore, probablement plusieurs. Pouvons-nous la faire travailler pour nous ?
Chaque cerveau a une bande sonore. Son tempo et tonalité changent, selon l'humeur, l'armature de l'esprit et autres dispositifs du cerveau lui-même. Quand cette bande sonore est enregistrée et rejouée - avec les premiers secours, ou les pompiers - elle peut affiner leurs réflexes pendant une crise, et calmer leurs nerfs après.
Lors de la dernière décennie, l'influence de la musique sur le développement cognitif et les études, avec le bien-être émotif, est devenue un champ très couru d'étude scientifique. Pour explorer la pertinence potentielle de la musique avec ces réponses d'urgence, le Dept of Homeland Security's Science & Technology Directorate (S&T) a commencé une étude sous forme d'entrainement neurologique appelée "musique de cerveau" qui utilise de la musique créée à l'avance à partir des propres ondes cérébrales des auditeurs afin de les aider à traiter des maux comme l'insomnie, la fatigue, et les maux de tête provenant d'environnements stressants. Le concept de "musique de cerveau" est d'utiliser la fréquence, l'amplitude, et la durée de sons musicaux pour déplacer le cerveau d'un état impatient vers un état plus détendu.
"La tension vient d'une réponse d'urgence au travail, aussi nous sommes intéressés à trouver des moyens pour aider les ouvriers à rester au top de leur job au travail et d'obtenir un repos de qualité quand ils subissent la pression" dit le manager du S&T Program Robert Burns. "notre but est de trouver de nouveaux moyens pour aider les gens des premiers secours à exécuter leurs tâche au meilleur niveau possible, sans augmenter les tâches, la formation, ou leur niveaux de stress."
Si le cerveau "compose" la musique, le premier travail des scientifiques et d'"attraper" les notes, et c'est exactement ce que le Human Bionics LLC of Purcellville fait. Chaque enregistrement est converti en deux compositions musicales uniques, conçues pour déclencher les réponses naturelles du corps, par exemple en améliorant la productivité au travail, ou pour aider à s'ajuster à des horaires changeant constamment au travail.
Les compositions sont médicalement démontrées comme favorisant un de ces deux états mentaux chez chaque individu : la relaxation - pour réduire le stress et améliorer le sommeil ; et la vigilance - pour améliorer la concentration et la prise de décision. Chaque musique de 2-6 minutes est une composition exécutée sur un instrument simple, habituellement un piano. La musique de relaxation peut ressembler à "une sonate mélodique genre Chopin," tandis que la partie pour la vigilance peut avoir "plutôt le genre Mozart" dit Burns. (il semble donc qu'il y ait un génie classique - ou peut-être deux - en chacun de nous. Écouter une musique d'alerte instrumentale ici : www.dhs.gov/xlibrary/multimedia/snapshots/st_brain_music_active.mp3.
Après que leurs ondes cérébrales aient été mises en musique, on donne à chaque personne un programme d'écoute spécifique, personnalisé à son environnement et besoins de travail. Si elle est utilisée correctement, la musique peut amplifier la productivité et les forces, ou déclencher des réponses naturelles du corps à l'effort.
La musique créée par le Human Bionics LLCest testée comme partie du programme de S&T Readiness Optimization Program (ROP), est un programme de bien-être qui combine l'enseignement de la nutrition et l'entrainement cérébral afin d'évaluer une population de gens de premier secours, d'agents fédéraux, de la police, et des sapeurs-pompiers. Un groupe choisi de sapeurs-pompiers locaux sera le premier à participer au projet.
Ce composant de "musique de cerveau" ou dispositif de protection en cas de renversement, est dérivé d'une technologie brevetée et développée à l'université de Moscou pour employer les ondes cérébrales comme mécanisme de rétroaction afin de corriger certaines conditions physiologiques.
Dans les termes de John Locke, le philosophe britannique, la "musique de cerveau" apporterait une nouvelle signification à son expression célèbre :"un esprit sain dans un corps sain, constitue une courte, mais complète description, de l'état de bonheur en ce monde."
Reste alors Cervantes, qui a écrit : "Celui qui chante effraye et éloigne ses ennuis."

Auteur: Internet

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femmes-hommes

Sexe : les femmes valent bien les hommes
En matière de sexe, le comportement des hommes et des femmes est plus similaire qu'on ne le croit.
La Série Sex and the City s'amuse à casser un certain nombre de clichés sexuels concernant les femmes. Elle montre, notamment, combien les femmes adorent, elles aussi, parler de sexe entre elles ! Autant que les hommes et avec les mêmes mots crus. Autant le dire, les femmes peuvent se révéler aussi obsédées et ardentes que les mecs, malgré tous les stéréotypes qui ont cours. Terry D. Conley, professeur assistant de psychologie à l'université du Michigan, sans doute grande admiratrice de la série, s'est amusée à confronter ces clichés aux dernières études menées en la matière. En voici la liste - instructive - publiée dans la revue Current Directions in Psychological Science.
Les femmes et les hommes n'auraient pas les mêmes critères de sélection concernant leur partenaire. Les premières privilégieraient le statut social tandis que les seconds choisiraient la partenaire la plus sexy.
Faux : Cette différence de choix qui peut apparaître dans certaines enquêtes portant sur le partenaire idéal ne se retrouve pas vraiment dans la vraie vie. Lors d'enquêtes spécifiques, il ressort que les deux sexes privilégient un cocktail équivalent de séduction et de statut social.
Les femmes éprouvent moins de désirs et possèdent moins de partenaires que les hommes.
Faux. Les enquêtes qui montrent cette différence souffrent, en fait, d'un biais statistique. En réalité, si on fait croire aux personnes sondées qu'elles sont soumises à un détecteur de mensonges, elles fournissent des réponses plus ou moins similaires. La différence entre hommes et femmes s'évapore.
Les hommes pensent davantage au sexe que les femmes.
Vrai. Selon une info, non vérifiée, les hommes penseraient au sexe "toutes les sept secondes". Si cette affirmation relève, bien évidemment, d'une blague, elle repose néanmoins sur un fond de vérité. En 2011, des chercheurs ont demandé à des volontaires d'actionner un compteur à chaque fois fois qu'ils pensaient au sexe, à la nourriture ou au sommeil, durant une semaine. Effectivement, les hommes ont légèrement devancé les femmes questions sexe, mais plus encore pour la bouffe et le sommeil. Les auteurs de l'enquête en ont simplement conclu que les hommes sont plus attentifs à leurs besoins que les femmes. Ce qui est cohérent avec l'hypothèse que les femmes se focalisent davantage sur les besoins des autres que sur les leurs.
Les femmes connaissent moins d'orgasmes que les hommes.
Vrai. Une étude portant sur plusieurs milliers de personnes a bien relevé cette différence. Pour trois orgasmes masculins, un seul féminin. Pourtant, ce gouffre a tendance à se réduire lorsque les partenaires entretiennent des relations basées sur un engagement profond et amoureux. Dans un couple romantique, les femmes jouissent à 79 % autant que leur partenaire. La raison avancée par les chercheurs : l'homme ferait davantage de préliminaires à sa partenaire habituelle qu'à une rencontre occasionnelle.
Les hommes ont davantage de partenaires occasionnelles que les femmes.
Vrai. De nombreuses études l'ont montré. Lors d'un test célèbre où des étudiants en psychologie ont demandé à des personnes de rencontre de faire l'amour, aucune femme n'a accepté alors que 70 % des hommes acceptaient l'avance ! Une énorme différence qui semblerait ne pouvoir s'expliquer que biologiquement et non par une cause socio-culturelle. Pourtant, d'autres études plus récentes sont moins claires. Quand on demande à la personne testée si elle serait prête à coucher avec un(e) ami(e) proche doté(e) d'une réputation de grand(e) amoureux(se) et qui pourrait lui fournir une expérience sexuelle positive, alors hommes et femmes montrent quasiment le même intérêt. Selon Conley, si les femmes pratiquent moins le sexe occasionnel, c'est qu'elles doutent des capacités sexuelles de leurs partenaires d'un soir, et parce qu'elles craignent d'être stigmatisées en raison de ce comportement.
Les femmes sont plus difficiles dans leur choix que les hommes.
Vrai. Mais, selon le professeur Conley, c'est simplement qu'elles sont plus sollicitées que les hommes. Une étude récente a examiné le comportement d'individus lors de speed-dating. Dans ce cas, le simple fait de se rapprocher physiquement et d'échanger quelques informations rapproche le comportement des hommes et des femmes. Les premiers deviennent plus difficiles, tandis que les secondes le deviennent moins. Ce qui fait conclure à Conley que le choix est influencé par les normes sociales.

Auteur: Le Point.fr

Info: 19/10/2011

[ égalité ]

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 ]

théorie du tout

Une nouvelle "loi de la nature" qui englobe le vivant, les planètes et les étoiles

(Photo) Ammonite irisée trouvée près de Calgary, Canada. La diversité biologique (biodiversité) entraîne la diversité minérale, et vice versa.

Selon une équipe composée de scientifiques et de philosophes, la théorie de l'évolution formulée par Charles Darwin au 19e siècle n'est qu'un "cas particulier" d'une loi de la nature qui engloberait le vivant mais aussi les minéraux, les planètes et les étoiles. Attention, débats en perspective !

Et si l'évolution ne se limitait pas à la vie sur Terre ? C'est ce que suggère une équipe de neuf scientifiques et philosophes américains dirigés par la Carnegie Institution for Science, à travers un nouvel article publié dans la revue Proceedings of the National Academy of Sciences.

La publication énonce la "loi de l'augmentation de l'information fonctionnelle", selon laquelle tous les "systèmes naturels complexes" – qu'il s'agisse de la vie sur Terre ou des atomes, des minéraux, des planètes et des étoiles – évoluent vers des états "plus structurés, plus diversifiés et plus complexes".

Vivant, atomes, étoiles…

Concrètement, qu'est-ce que cela signifie ? Juste avant d'en venir aux exemples, il faut définir en quelques mots ce que les auteurs entendent par "évolution". Un terme qu'il faut ici comprendre comme "sélection pour la fonction". Restez concentré, c'est tout simple !

Si le naturaliste du 19e siècle Charles Darwin avait globalement assimilé la "fonction" à la survie des êtres, c'est-à-dire à la capacité de vivre assez longtemps pour produire une progéniture fertile, les auteurs vont plus loin en reconnaissant également comme fonctions la "stabilité" (capacité à perdurer) et la "nouveauté" (nouvelles configurations).

Pour illustrer la sélection de la "nouveauté", l'article évoque à la fois des cas qui concernent le vivant, à l'instar de la photosynthèse, de la vie multicellulaire (quand les cellules ont "appris" à coopérer jusqu'à ne former plus qu'un organisme) et des comportements animaux. Mais aussi des exemples au sein du règne minéral !

Ainsi, les minéraux de la Terre, qui étaient au nombre d'une vingtaine à l'aube de notre système solaire, sont aujourd'hui près de 6 000. Et c'est à partir de seulement deux éléments majeurs – l'hydrogène et l'hélium – que se sont constituées, peu après le big bang, les premières étoiles, au sein desquelles se sont ensuite formés une vingtaine d'éléments chimiques plus lourds, avant que la génération suivante d'étoiles ne s'appuie sur cette diversité initiale pour produire près d'une centaine d'autres éléments.

"L'évolution est partout"

"Charles Darwin a décrit avec éloquence la façon dont les plantes et les animaux évoluent par sélection naturelle, avec de nombreuses variations et caractéristiques des individus et de nombreuses configurations différentes. Nous soutenons que la théorie darwinienne n'est qu'un cas très particulier et très important au sein d'un phénomène naturel beaucoup plus vaste", résume dans un communiqué le Pr Robert M. Hazen, de Carnegie, qui a supervisé les travaux.

Et son collègue Michael L. Wong, astrobiologiste à Carnegie et premier auteur de l'étude, de compléter : "l'univers génère de nouvelles combinaisons d'atomes, de molécules, de cellules, etc. Les combinaisons qui sont stables et qui peuvent engendrer encore plus de nouveauté continueront à évoluer."

"C'est ce qui fait de la vie l'exemple le plus frappant de l'évolution, mais l'évolution est partout."

Cette nouvelle "loi de la nature" qui décrit une complexité croissante n'est pas sans en rappeler une autre : le deuxième principe de la thermodynamique. Celui-ci stipule en effet que "l'entropie" (autrement dit, le désordre) d'un système isolé augmente avec le temps – raison pour laquelle la chaleur circule toujours des objets les plus chauds vers les objets les plus froids.

Discussion ouverte

Forces et mouvement, gravité, électromagnétisme, énergie… La plupart des "lois de la nature", décrivant et expliquant les phénomènes observés en permanence dans le monde naturel, ont été énoncées il y a plus de 150 ans.

Nul doute que la nouvelle "loi de la nature" énoncée par l'équipe américaine – formée de trois philosophes des sciences, de deux astrobiologistes, d'un spécialiste des données, d'un minéralogiste et d'un physicien théorique – suscitera moult réactions au sein de la communauté scientifique.

"À ce stade du développement de ces idées, un peu comme les premiers concepts au milieu du 19e siècle pour comprendre "l'énergie" et "l'entropie", une discussion ouverte et large est maintenant essentielle", a d'ailleurs commenté dans le communiqué Stuart Kauffman, chercheur à l'Institut de biologie des systèmes (Seattle).

Pour rappel, une théorie n'est "scientifique" que si les principes qui la constituent conduisent à au moins une prédiction suffisamment précise pour pouvoir être testée par une expérience (ou une mesure) susceptible de la réfuter…

Auteur: Internet

Info: https://www.geo.fr, Nastasia Michaels, 16/10/2023

[ panthéisme ] [ panpsychisme ] [ complexification ]

deep machine learning

Inquiets, des chercheurs bloquent la sortie de leur IA
La science ne pense pas, écrivait le philosophe Heidegger. En 2019, si. La situation est cocasse. Des chercheurs de l'association de recherche OpenAI estimeraient leur générateur de texte, opéré par un modèle linguistique d'intelligence artificielle, comme bien trop évolué pour ne pas être dangereux. Entre des mains malveillantes, l'algo virtuose des mots pourrait semer fake news, complots et avis malveillants convaincants, sans élever le moindre soupçon.

Deux cent ans après Victor Frankenstein, des chercheurs d’OpenAI, une association californienne de recherche à but non lucratif en intelligence artificielle, se trouvent face au même dilemme qui agitait le savant dans le roman de Mary Shelley : auraient-ils créé un monstre ? Un journaliste du Guardian l’a testé. La bête, baptisée GPT2, un modèle d’intelligence artificielle (dit linguistique) capable de générer du faux texte avec précision, serait tellement performante que ses créateurs rechignent à la rendre publique. Sur la base d’une page, un paragraphe ou même quelques mots, le générateur est en mesure d’écrire une suite, fidèle au style du journaliste ou de l’auteur et en accord avec le sujet. Ce système, alimenté au machine learning, se base sur l'étude de 8 millions de pages web, partagées sur Reddit et dont le contenu a été validé par au moins trois votes positifs, étaye un article de BigData.

Le journaliste du Guardian a soumis la machine à la question, en intégrant, facétieux, l’incipit de 1984 de George Orwell. "C’était une journée d’avril froide et claire. Les horloges sonnaient treize heures", écrivait l’auteur. Dans l’esprit tout futuriste d’Orwell, GPT2 aurait complété d’un : "J’étais en route pour Seattle pour commencer un nouveau travail. J’ai mis les gaz, les clés, et j’ai laissé rouler. J’ai pensé à quoi ressemblerait la journée. Il y a 100 ans. En 2045, j’étais professeur dans une école dans quelque coin obscur de la Chine rurale". (I was in my car on my way to a new job in Seattle. I put the gas in, put the key in, and then I let it run. I just imagined what the day would be like. A hundred years from now. In 2045, I was a teacher in some school in a poor part of rural China).

Le Guardian poursuit l’expérience et entre dans GPT2 quelques paragraphes issus d’un article à propos du Brexit. La suite proposée par le générateur est étonnante. Le style est celui d’un journaliste, l’article intègre des citations (fausses) du chef de l’opposition britannique Jeremy Corbyn et du porte-parole du gouvernement et évoque même le problème des frontières irlandaises. Selon le directeur de recherche d’OpenAI, Dario Amodei, le modèle GPT2 pousse la supercherie plus loin. Il traduirait et résumerait n’importe quel texte, réussirait des tests basiques de compréhension de texte.

A The Verge, David Yuan, vice-président à la tête de l’ingénierie d’OpenAI, déclare qu’une dissertation composée par GPT2 "aurait pu tout aussi bien être écrite pour les SAT (examens utilisés pour l’admission aux universités américaines, ndlr) et recevoir une bonne note". Et c’est précisément cette maestria à réussir dans ses tâches d’ordre intellectuel qui pousse les chercheurs d’OpenAI à freiner sa sortie, de peur que la technologie tombe entre de mauvaises mains. "Nous choisissons de sortir une version limitée de GPT2 (...) Nous ne publierons ni la base de données, ni le code d'apprentissage, ni le modèle sur lequel GPT2 repose", explique un billet du blog de l'équipe de recherche.

Pour l’heure, l’ONG souhaiterait éprouver davantage le modèle. "Si vous n’êtes pas en mesure d’anticiper les capacités d’un modèle informatique, vous devez le tester pour voir ce qu’il a dans le ventre", explique OpenAI à The Guardian. Le résultat ? Comme GPT2 s’exerce dans la cour de recré des Internets, il ne serait pas très compliqué de pousser l’algorithme à générer des textes que les complotistes ne renieraient pas.

En 2015, Elon Musk s’associait à Sam Altman, président de l’incubateur prisé, Y Combinator pour fonder OpenAI, une organisation à but non lucratif pour encourager la recherche et la réflexion autour d’une IA bienveillante, qui reste au service du bien commun. Ses deux parrains la dotent d’une confortable enveloppe d’un milliard de dollars, soutenus par d’autres angels de la Silicon Valley, tels que Peter Thiel, serial entrepreneur et investisseur réputé pour ses idées controversées – l’homme est libertarien, soutient Trump et est un transhumaniste convaincu – ou Reid Hoffmann, le fondateur de LinkedIn.

A lire ce qui s’écrit ça et là à propos de GPT2, les chercheurs d’OpenAI tomberaient de leur chaise en réalisant le potentiel néfaste de l’algo. A croire que les chercheurs auraient oublié la mission première de l’ONG, à savoir, sensibiliser aux méfaits de l’intelligence artificielle et imaginer cette technologie au service du bien commun. Alors vraie peur des chercheurs, recherche candide ou plutôt, volonté d’interpeller le grand public et d'ouvrir le débat ?

Auteur: Meghraoua Lila

Info: https://usbeketrica.com

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architecture sonore

Les intervalles essentiels de la musique sont enracinés dans le discours humain
L'utilisation de 12 intervalles dans la musique de beaucoup de cultures humaines est enracinée dans la façon physique utilisée par notre anatomie vocale pour produire de la parole, selon des chercheurs de Duke University en neurologie cognitive.
Les notes particulières utilisées dans le son musical sonnent juste à nos oreilles en raison du travail spécifique de notre appareil vocal dans toutes les langues humaines, a déclaré Dale Purves, du George Barth Geller Professor for Research in Neurobiology.
Ce n'est pas quelque chose qu'on peut entendre directement, mais quand les bruits de la parole sont examinés avec un analyseur de spectre, les rapports entre les diverses fréquences qu'un individu emploie pour faire le son des voyelles correspond d'une manière quasi parfaite et ordonnée aux rapports entre les 12 notes de la gamme chromatique musicale, dit Purves. Ce travail a été mis en ligne le 24 mai. (téléchargement à http://www.pnas.org/cgi/reprint/0703140104v1)
Purves et les co-auteurs Deborah Ross et Jonathan Choi ont testé leur idée en enregistrant les langues indigènes chinoises et anglaise en faisant dire des bruits de voyelle avec des mots simples ainsi que dans des monologues courts. Ils ont alors comparé les ratios vocaux de fréquence aux ratios numériques qui définissent des notes dans la musique.
La vocalisation humaine vient basiquement des cordes vocales dans le larynx (la pomme d'Adam, dans le cou), qui créent une série de crêtes résonnant puissamment grâce au jet d'air montant des poumons. Ces crêtes de puissance sont alors modifiées par une multitude de moyens spectaculaires comme la déformation du palais mou, de la langue, des lèvres et d'autres parties encore. Notre anatomie vocale est plutôt comme un orgue dont on pourrait étirer, pincer ou élargir les tuyaux. Les anglophones produisent environ 50 bruits différents dans leur langue de cette façon.
Cependant, en dépit de la grande variation en anatomie humaine individuelle, les bruits de la parole produit par différents individus dans différentes langues produisent la même variété de ratios de résonance dit Purves.
Les deux plus basses de ces résonances, appelées formants, sont là pour les voyelles dans la parole. Enlevez ces deux premiers formants et vous ne pourrez rien comprendre de ce qu'une personne dit. La fréquence du premier formant est entre 200 et 1.000 cycles par seconde (hertz) et le deuxième entre 800 et 3.000 hertz.
Quand les chercheurs de Duke ont examiné les rapports de ces deux premiers formants avec les spectres du langage, ils ont constaté que les ratios montraient des relations avec la musique. Par exemple, le rapport des deux premiers formants dans la voyelle anglaise /a/, comme en "physique," pourrait correspondre à l'intervalle musical entre C et A sur un clavier de piano.
"Dans environ 70 pour cent des sons de ces discours, ces ratios tombaient pile sur des intervalles musicaux" dit Purves. "Cette prédominance des intervalles musicaux cachés dans la parole suggère que les notes de la gamme chromatique musicale sonnent juste à nos oreilles parce qu'elles correspondent aux rapports auxquels nous sommes exposés sans arrêt dans nos idiomes, bien que nous soyons tout à fait ignorants de la chose."
Peu de musique, excepté certains morceaux expérimentaux modernes, emploie chacun des 12 tons. La plupart des musiques emploient une gamme diatonique de 7 tons - ou gamme diatonique - pour diviser les octaves, et beaucoup de musique folklorique n'emploient que cinq tons, la gamme pentatonique.
Ces caractériellement correspondent aux ratios des formants les plus répandus dans la parole. Purves et ses collaborateurs travaillent maintenant afin de savoir si dans une culture donnée ou il y a une particularité de ces tons ou formants, ceci est lié aux rapports de formants particulièrement répandus dans la langue maternelle d'un groupe donné.
Purves et ses collaborateurs pensent également que ces résultats peuvent aider à éclairer un débat séculaire ; à savoir quel type d'accordages fonctionne le mieux pour les instruments. Dix des 12 intervalles harmoniques identifiés dans les discours anglais et mandarin ont "la bonne intonation" qui sonne plus juste pour la plupart des musiciens qualifiés. Ils ont trouvé beaucoup moins de correspondances avec d'autres systèmes d'accordages, y compris l'accordage à tempérament égal généralement utilisé aujourd'hui.
L'accordage a tempérament égal, dans lequel chacun des 12 intervalles de la gamme chromatique est exactement le même et un schéma qui permet à un groupe tel qu'un orchestre de jouer ensemble dans différentes clefs et au travers de beaucoup d'octaves. Bien qu'un accordage à tempérament égal sonne bien, c'est juste un compromis par rapport a quelque chose d'origine plus naturelle, vocalement dérivé d'intonation juste, dit Purves.
La prochaine étude de son groupe concernera notre compréhension intuitive comme quoi un morceau musical tend à paraître joyeux s'il est dans une tonalité majeure ou relativement triste dans une tonalité mineure. Ce qui pourrait aussi provenir de la voix humaine, suggère Purves.

Auteur: Fortean Times

Info: From Duke University

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perception

"Je dois traduire les couleurs" : découverte d'un cas unique de synesthésie en France

À Reims, une personne s’est rendue à une consultation de neuropsychologie dans le cadre d’un bilan destiné à changer de voie professionnelle sans se douter qu’elle deviendrait le premier cas de synesthésie décrit dans l’Hexagone. Explications.

Un cas unique de synesthésie vient d'être découvert : une personne qui déchiffre le langage grâce aux couleurs que les syllabes lui évoquent.

La synesthésie peut prendre diverses formes. Certaines personnes entendent les couleurs, d'autres associent une couleur à une lettre de l'alphabet. Ce phénomène neurologique, qui n'est pas une maladie, associe deux sens ou plus. Environ 3% de la population serait capable de percevoir l'une des nombreuses facettes de la synesthésie. Toutefois, jusqu'à présent, aucun cas de synesthésie associant une couleur à un phonème, un élément sonore du langage parlé, n'avait été décrit. Un premier cas vient d'être reporté par l'Université de Toulouse et décrit dans la revue Consciousness and cognition.

Tout commence lors d'une consultation de neuropsychologie dans le cabinet du Dr Ehrlé au CHU de Reims. La personne consulte alors pour un bilan en vue d'une réorientation professionnelle. "Ce qui a surpris ma collègue, c'est que lorsque cette personne s'est présentée, elle a indiqué que son prénom était trop marron et qu'elle préférait qu'on l'appelle par un autre prénom plus violet. Cette personne avait également un diagnostic de schizophrénie du fait d'hallucinations et d'idées délirantes", raconte à Sciences et Avenir Lucie Bouvet, maîtresse de conférences en psychopathologie et co-aueure de l'article scientifique. Après une évaluation approfondie, la personne n'avait en réalité pas d'hallucinations mais elle éprouvait de la synesthésie. "Elle avait également un niveau intellectuel assez élevé et des capacités savantes en astrophysique, ce qui avait été d'abord diagnostiqué comme des idées délirantes."

Les mots seuls n'ont pas de sens

En temps normal, les personnes synesthètes ont tendance à associer un mot entier à une couleur. Mais très vite, l'équipe comprend que cette personne associe des couleurs à des sons. Et ce, à un degré tellement poussé qu'elle ne comprend pas le sens des mots en les entendant : elle a accès à la signification des phrases via les couleurs qu'elle perçoit.

"Nous avons testé systématiquement l'association entre un phonème et une couleur. D'abord avec des phonèmes seuls, puis des syllabes et enfin des mots. A chaque fois, que le phonème soit isolé ou présenté au sein d'une syllabe ou d'un mot, c'est la même couleur qui est associée. Par exemple, pour les sons /v/ /i/ /l/ qui constituent le mot 'ville', la personne donne les mêmes couleurs quand elle entend les sons isolés ou bien le mot." En parallèle, lors des entretiens menés avec l'individu, ce dernier indiquait devoir "traduire" les couleurs pour accéder au sens du mot. "La signification des mots est un travail de traduction dans ma tête. Et ce travail de traduction là, ça demande un effort beaucoup plus conséquent que de pouvoir regarder les couleurs. Je dois traduire les couleurs", explique-t-il à l'équipe médicale, qui nous a rapporté ses propos.

A tel point que les mots seuls n'ont pas de sens pour lui. "Je ne retiens pas les mots, je vois la signification de ce que l’on me dit : c’est plus qu’une image car il y a tous les cinq sens. Si je pense à un gâteau, je ne vais pas penser au mot gâteau. Je vais penser à toutes les sensations que j’ai quand je vois, je touche et mange le gâteau. Tous les sens s’activent d’un coup. Je pense en vidéo constamment, en image. Je ne pense pas en mots", étaye ce patient. Une pensée visuelle et multisensorielle, par opposition à la pensée verbale que nous connaissons.

La synesthésie n'est ni une faculté exceptionnelle, ni un pouvoir spécial

Ce traitement atypique de la parole constitue pour ce cas particulier une barrière dans la vie de tous les jours. "Cet effort de traduction des couleurs est très coûteux au niveau attentionnel. Cette personne explique elle-même avoir du mal à tenir une longue conversation. Ceci peut expliquer en partie les difficultés sociales qu'elle rapporte. Sa pensée visuelle a été également frein dans ses apprentissages car les méthodes d'apprentissage sont très verbales. Pour cette personne, passer par le phonème est un moyen d'activer ses représentations mentales sans passer par ce lexique mental. Cela va à l'encontre de la plupart des modèles psycholinguistiques qui considèrent que ce lexique mental est un passage obligé pour accéder à nos représentations", explique Lucie Bouvet.

La synesthésie n'est ni une faculté exceptionnelle, ni un pouvoir spécial. Elle reste une illustration de la façon dont on peut "fonctionner différemment dans notre tête", comme l'expliquait le spécialiste Jean-Michel Hupès dans un précédent article de Sciences et Avenir. "On ne sait pas, en tout cas pour l’instant, identifier dans la structure ou le fonctionnement du cerveau des différences correspondant à l’expérience des synesthésies." Mais ce cas particulier apporte non seulement une nouvelle facette à la synesthésie, mais nous permet également de mieux comprendre nos propres représentations mentales : on peut donc réfléchir autrement que par notre propre lexique.

Auteur: Internet

Info: Coralie Lemke le 10.07.2023

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homme-animal

Des chercheurs japonais ont eu la brillante idée de confronter des pigeons à des photographies de tableaux de grands maîtres, comme Monet et Picasso. Et les oiseaux sont parvenus à différencier les toiles cubistes des impressionnistes.

On prend souvent les oiseaux pour des animaux plutôt stupides. Pourtant, comme le montre cette étude, les pigeons peuvent différencier un tableau de Monet de celui de Picasso. Ce n'est malgré tout qu'une piètre prestation à côté des corvidés (corbeaux, pies, geais...) capables de résoudre des tâches très complexes. Des corneilles se servent d'outils tandis que les pies se reconnaissent dans le miroir. 

Pourquoi obliger des pigeons à contempler une toile de maître ? L'idée des scientifiques de l'université Keio, au Japon, paraît complètement délirante. Pour preuve, cette recherche leur a valu un prix : le fameux IgNobel de psychologie en 1995.  

Monet et Picasso figurent parmi les peintres les plus célèbres. Le premier est devenu le fer de lance de l'impressionnisme, dont l'un des tableaux le plus célèbre, Impression soleil levant, a donné le nom au mouvement pictural. Celui-ci se caractérise par des scènes quotidiennes mises en image d'une manière personnelle, sans rétablir la stricte vérité du paysage mais en mettant en lumière la beauté et la surprise de la nature.

Il tranche nettement avec le cubisme, apparu quelques décennies plus tard, sous le pinceau de deux génies, Georges Braque et Pablo Picasso. Ce courant en termine avec le réalisme et y préfère la représentation de la nature par des formes étranges et inconnues.

Une simple éducation picturale permet à n'importe quel être humain de différencier les deux mouvements. Mais qu'en est-il des pigeons ? 

Ce n'est pas tout à fait avec cette idée que des chercheurs de l'université de Keiro, au Japon, se sont lancés dans une expérience troublante, à savoir si ces oiseaux à la mauvaise réputation pouvaient différencier un Monet d'un Picasso. Ils souhaitaient simplement étudier la discrimination visuelle chez ces volatiles et tester leur perception du monde. Les résultats sont livrés dans Journal of the Experimental Analysis of Behaviour daté de mars 1995.

L’étude : les pigeons sont-ils impressionnistes ou cubistes ?

Pour le bon déroulement de l'expérience, les scientifiques disposaient de pigeons dits "naïfs", c'est-à-dire que leurs sujets n'avaient jamais suivi des études d'art appliqué. Il fallait donc les trouver. Malgré la difficulté de la tâche, huit cobayes ont participé aux tests.

Les oiseaux étaient classés en deux groupes. Dans l'un d'eux, les quatre volatiles recevaient des graines de chanvre (la plante à partir de laquelle on tire le cannabis) dès qu'une peinture de Monet apparaissait, mais rien face à une œuvre de Pablo Picasso. Bien évidemment, le même renforcement positif existait pour les quatre autres pigeons, cette fois quand on les confrontait à une toile du maître cubiste. Les scientifiques ont eu la gentillesse d'éviter les pièges et de choisir des peintures caractéristiques de chaque courant pictural.

La deuxième partie est intéressante car elle vise à généraliser le concept. Ainsi on confrontait nos nouveaux critiques d'art à des tableaux de leur maître préféré qu'ils n'avaient encore jamais vus. Les volatiles ne se sont pas laissé impressionner et ont de suite compris le stratagème. En appuyant du bec sur une touche située devant eux, ils pouvaient manifester leur choix et être récompensés le cas échéant.

Quasiment aucune erreur dès le premier essai. De même pour les suivants. Mieux, les adeptes du cubisme réclamaient à manger quand ils voyaient un tableau de Georges Braque tandis que les autres appuyaient frénétiquement sur le bouton à la vue d'un tableau de Cézanne ou Renoir, deux autres impressionnistes. 

Enfin, l'épreuve ultime. Qu'est-ce que ça donne si on met Monet et Picasso la tête à l'envers ? Cette fois, il faut reconnaître que les résultats sont plus mitigés. Si l'expérience n'a pas affecté les performances des pigeons cubistes, il n'en a pas été de même pour l'autre groupe, incapable d'y voir les œuvres pour lesquelles ils avaient tant vibré.

Les auteurs de ce travail suggèrent alors que leurs cobayes à plumes impressionnistes reconnaissaient dans les toiles des objets réels et devenaient incompétents quand leur univers était représenté à l'envers. De l'autre côté, les fans de Pablo Picasso s'habituaient à discriminer des formes inédites, qui le restaient même retournées. La preuve que les pigeons maîtrisent eux aussi l'art de la catégorisation. 

L’œil extérieur : de l'intérêt de l’art chez les pigeons

Certes, cette découverte ne révolutionnera pas le monde mais en dit davantage sur les performances cognitives des pigeons. Après tout, il n'y a pas que notre intelligence qui compte ! Voyons-le comme une manière de sortir de l'anthropocentrisme, même si le parallèle avec l'être humain se fait toujours.

Cette recherche s'inscrit surtout dans un contexte où les oiseaux étaient testés dans leur sensibilité à l'art. Car si ce travail focalise son attention sur les génies de la peinture, d'autres scientifiques avaient affirmé en 1984 que ces mêmes animaux pouvaient différencier du Bach et du Stravinsky (évidemment, on parle de musique). D'autres études (tout aussi passionnantes...) montrent la façon dont les scientifiques ont habitué les pigeons à l'image de Charlie Brown, un personnage de bande dessiné inventé en 1950.

Est-ce vraiment mieux ? La seule différence est qu'à cette époque, les prix IgNobel n'existaient pas encore...

Auteur: Internet

Info: https://www.futura-sciences.com/, Janlou Chaput, juin 2012

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