entomologie

Découvrez comment certains vers du cerveau transforment les fourmis en mortes-vivantes 

(photo : Dans la tête d'une fourmi infectée par plusieurs vers plats parasites en jaune, un ver en rouge se niche à l'intérieur du cerveau de la fourmi, - image capturée par le centre d'imagerie et d'analyse du musée d'histoire naturelle de Londres.)

Peut-on comprendre l’idée d’un ver parasite dans le cerveau d’une fourmi ? Ne vous inquiétez pas, il y a des photos.

Les scientifiques ont récemment capturé les premières images montrant ces parasites " contrôlant l'esprit " en action à l'intérieur de la tête d'une malheureuse fourmi, révélant des vues inédites d'un ver plat mortel vivant dans le cerveau, Dicrocoelium dendriticum (douve lancette du foie ou lancet liver fluke)  et les indices mis au jour quant aux secrets de manipulation et de comportement du ver.

Les douves du foie de Lancet ciblent un large éventail d'espèces de fourmis. Selon les Centres de contrôle et de prévention des maladies (CDC), bien qu'elles ne pratiquent leurs tours de passe-passe que sur les fourmis hôtes, elles font du ping-pong entre plusieurs espèces pour compléter leur cycle de vie.

Sous forme d’œufs, elles habitent les excréments d’animaux de pâturage comme les cerfs ou le bétail. Une fois les excréments infectés mangés par les escargots, les larves de vers éclosent et se développent dans les intestins des mollusques. Les escargots finissent par éjecter les larves de vers sous forme de boules visqueuses, qui sont ensuite englouties par les fourmis. [ 8 terribles infections parasitaires qui feront ramper votre peau ]

C'est à l'intérieur de la fourmi que le ver se transforme. Les fourmis ingèrent généralement plusieurs vers, dont la plupart se cachent dans leur abdomen. Toutefois, l'un d'entre eux parvient jusqu'au cerveau de la fourmi, où il devient le moteur de l'insecte, l'obligeant à adopter des "comportements absurdes", ont rapporté des scientifiques dans une nouvelle étude.

Sous le contrôle du ver, la fourmi désormais zombifiée affiche un souhait de mort, grimpant sur des brins d'herbe, des pétales de fleurs ou d'autres végétaux au crépuscule, une époque où les fourmis retournent généralement à leurs nids. Nuit après nuit, la fourmi s'accroche avec ses mâchoires à une plante, attendant d'être mangée par un mammifère qui en pâture. Une fois que cela se produit, les parasites se reproduisent et pondent chez le mammifère hôte. Les œufs sont expulsés dans les selles et le cycle recommence.

Tout est question de contrôle

Pendant des années, les biologistes avaient été intrigués par la relation entre les vers plats et les fourmis, mais les détails sur la manière dont les parasites manipulent le comportement des fourmis restaient un mystère, " en partie parce que jusqu'à présent, nous n'avons pas pu voir la relation physique entre le parasite et le cerveau de fourmi ", a déclaré le co-auteur de l'étude, Martin Hall, chercheur au département des sciences de la vie du Musée d'histoire naturelle (NHM) de Londres,  Tout a changé lorsqu'une équipe de scientifiques a examiné l'intérieur de la tête et du corps des fourmis infectées à l'aide d'une technique appelée micro-tomographie par ordinateur, ou micro-CT. Cette méthode combine la microscopie et l’imagerie aux rayons X pour visualiser les structures internes de minuscules objets en 3D et avec des détails époustouflants.

(Photo : La plupart des parasites vers plats d'une fourmi infectée attendent patiemment à l'intérieur de l'abdomen de leur hôte, tandis qu'un ou plusieurs vers envahissent le cerveau de la fourmi)

Les chercheurs ont décapité des fourmis prélevées, enlevant leurs mandibules pour mieux voir l'intérieur de leur tête, puis ils ont coloré et scanné la tête et l'abdomen des fourmis, ainsi qu'un corps complet de fourmi, écrivent-ils dans l'étude.

Leurs analyses ont montré qu'une fourmi pouvait avoir jusqu'à trois vers se disputant le contrôle de son cerveau, même si un seul ver parvient finalement à entrer en contact avec le cerveau lui-même. Les ventouses orales aident les parasites à s'accrocher au tissu cérébral de la fourmi, et les vers semblent cibler une région du cerveau associée à la locomotion et au contrôle de la mandibule.

Le détournement de cette zone du cerveau permis très probablement au ver de diriger la fourmi et verrouiller ses mâchoires sur une ancre d'herbe ou de fleur en attendant d'être mangée, rapportent les auteurs de l'étude. 

Auteur: Internet

Info: https://www.livescience.com/62763-zombie-ant-brain-parasite.html, 5 juin 2018, Mindy Weisberger

[ myrmécologie ] [ nématologie ]

santé

Le cuivre, l’ennemi numéro 1 des microbes
En mars dernier, des recherches ont montré que le coronavirus SARS-CoV-2 (Covid-19), responsable de la pandémie de Covid-19, peut survivre jusqu’à quatre heures sur du cuivre, jusqu’à 24 heures sur du carton, et jusqu’à trois jours sur du plastique et de l’acier inoxydable (bien que la charge virale soit, après 72 heures, considérablement réduite). À la publication de cette étude, la seule chose qui surprit Bill Keevil était que l’agent pathogène avait survécu aussi longtemps sur le cuivre.

Ce spécialiste en microbiologie à l’Université de Southampton (Royaume-Uni) est en effet habitué à voir “tomber” les microbes au contact du métal. Dans son laboratoire, qu’il s’agisse de Legionella pneumophila, la bactérie responsable de la maladie du légionnaire, du Staphylococcus aureus, résistant à la méthicilline (SARM), du coronavirus responsable du syndrome respiratoire du Moyen-Orient (MERS), ou encore de H1N1, le virus responsable de la pandémie de grippe porcine de 2009, tous, au contact du cuivre, succombent en quelques minutes.

Les propriétés antimicrobiennes du cuivre ne sont pas nouvelles pour les humains. L’une des premières utilisations enregistrées de cet élément comme agent désinfectant provient du papyrus Ebers, l’un des plus anciens traités médicaux connus, daté du XVIe siècle av. J.-C., pendant le règne d’Amenhotep Ier.

Plus tard, dès 1600 avant J.-C, nous savons que les Chinois utilisaient également des pièces de cuivre pour traiter les douleurs cardiaques et gastriques, ou encore les troubles de la vessie. Autre exemple avec les phéniciens qui, en mer, inséraient parfois des morceaux de leurs épées en bronze (un alliage du cuivre) dans leur blessures pour prévenir les infections. Très tôt également, les femmes ont pris conscience que leurs enfants souffraient beaucoup moins souvent de diarrhées lorsqu’ils buvaient dans des récipients en cuivre. Ce savoir se transmit alors de génération en génération.

Comment expliquer les pouvoirs antimicrobiens du cuivre ?
"Les métaux lourds, dont l’or et l’argent, sont antibactériens, mais la composition atomique spécifique du cuivre lui confère un pouvoir de destruction supplémentaire, explique Bill Keevil. Le cuivre a un électron libre dans sa coquille orbitale externe d’électrons qui participe facilement aux réactions d’oxydoréduction (ce qui fait également du métal un bon conducteur)". C’est cet électron qui, en quelque sorte, vient oxyder les molécules de l’agent pathogène. "L’argent et l’or n’ont pas d’électron libre, poursuit le chercheur. C’est pourquoi ils sont moins réactifs".

Mais le cuivre a également d’autres cordes à son arc. Lorsqu’un microbe atterrit dessus, ses ions vont littéralement faire exploser la membrane cellulaire de l’agent pathogène qui, de ce fait, se retrouve à nu. Les ions s’attaquent ensuite librement à l’ADN ou l’ARN de la victime, empêchant sa réplication.

Bien conscient de toutes ces propriétés, Michael G. Schmidt, professeur de microbiologie à l’Université médicale de Caroline du Sud (États-Unis), focalise depuis plusieurs années ses recherches sur les pouvoirs du cuivre en milieu hospitalier.

Au terme d’une étude menée sur 43 mois, concentrée sur trois hôpitaux proposant des alliages de cuivre sur les rails de chevet, les supports d’administration intraveineuse ou encore sur les accoudoirs de chaises, il avait été constaté une réduction de 58% des infections nosocomiales comparé aux résultats d’établissements plus “classiques”.

Dans le cadre d’une autre étude menée sur deux ans, publiée plus tôt cette année, le chercheur a cette fois comparé les lits d’une unité de soins intensifs proposant des surfaces en plastique et ceux proposant du cuivre. Il est finalement ressorti que les premiers dépassaient les normes de risque acceptées dans près de 90% des échantillons, tandis que les seconds ne dépassaient ces normes que sur 9%.

Depuis plusieurs années, des centres hospitaliers, compte tenu de toutes ces vertus antimicrobiennes, ont évidemment fait le choix du cuivre. Que ce soit dans la robinetterie, les poignées de portes et autres éléments de mobilier. C’est notamment le cas aux États-Unis, en France, en Pologne, ou encore au Pérou et au Chili. Il y a deux ans, des chercheurs britanniques ont également mis au point des blouses imprégnées de nanoparticules de cuivre, toujours dans l’idée de limiter les infections nosocomiales.

Malgré tout, le retour du cuivre se fait encore assez timide, principalement pour des raisons budgétaires. L’actualité sanitaire, en revanche, pourrait pousser d’autres centres hospitaliers à se pencher sur la question. De leur côté, les entrepreneurs pourraient être amenés à proposer des solutions plus abordables.

Auteur: Internet

Info: https://sciencepost.fr, Brice Louvet 21 avril 2020

[ antiseptique ] [ antiputtride ]

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 ]

anecdote

Les corneilles se rassemblent autour de leur camarade décédé pour mieux se "familiariser" avec le danger.
Pour les humains, la découverte d'un membre mort de notre propre espèce (congénère) est une indication évidente et alarmante de danger. Il semble donc intuitif que d'autres animaux, pour ces raisons ou d'autres, considèrent la découverte d'un congénère mort aussi significatif. Pourtant, très peu d'animaux réagissent à leurs morts de manière observable et quantifiable. Ceux qui le font, comme les éléphants, les dauphins, les singes ou les corbeaux/ corneilles, sont par conséquent une précieuse source autant de curiosité, que d'indices sur notre propre évolution en tant qu'êtres humains.
Les corvidés sont connus pour se comporter bizarrement face à la mort d'un de leur congénère : ils se rassemblent et piaillent/ croassent bruyamment à proximité. L'idée que cela fait partie d'une sorte de rituel funéraire a souvent été proposée. Mais ce qu'ils font réellement est resté un mystère et les scientifiques n'avaient que quelques anecdotes rapportées d'un tel comportement. Une équipe a ainsi décidé de savoir pourquoi ces volatiles agissent avec tant d'attention autour de leurs congénères morts.
Pour ce faire, ils ont mis en place une expérience novatrice, en se basant sur de précédentes recherches, notamment par celles menées par John Marzluff de l'université de Washington à Seattle, qui ont révélé que les corbeaux se souviendront d'un individu apparemment dangereux. Non seulement, ils ne l'oublieront pas, mais transmettront leur savoir à leur congénère et tous ensembles râleront bruyamment à la vue de la douteuse face, et cela sur plusieurs années. Pour éviter tout véritable harcèlement de la part des corbeaux, dans la "vraie vie", le visage des chercheurs fut recouvert d'un masque en latex.
En utilisant un déguisement similaire, pour cette nouvelle étude, les chercheurs ont introduit un individu masqué dans une zone où des corneilles (Corvus brachyrhynchos) savaient qu'elles obtiendraient une friandise de l'expérimentatrice, Kaeli Swift, également de l'université de Washington.
En apportant des friandises, elle a joué le rôle de la gentille chercheuse. Mais l'individu masqué tenait le rôle du méchant, en arrivant sur la scène en tenant une corneille morte "comme un plat de hors-d'oeuvre" (image d'entête). Ce sinistre individu devait se tenir à la même place, sans bouger, pendant 30 minutes.
Le premier jour que cette personne masquée est apparue, les corneilles ont évité la nourriture que Swift avait posée. Au lieu de cela, elles ont râlé et se sont engagées dans des comportements de harcèlement à distance. Les corneilles se sont rassemblées en de grands groupes afin d'apparaître menaçantes face au prédateur potentiel.
Dans ce cas, le harcèlement avait plus d'un but, selon les chercheurs. Cela inclut "châtier le prédateur, en affichant une position dominante ou l'apprentissage social de la personne ou du lieu dangereux". Si un faucon était placé à côté du cadavre de la corneille, elles étaient encore plus susceptibles d'éviter la nourriture, indiquant qu'elles croyaient que le faucon était le danger. Lorsque la personne masquée revint le lendemain, même sans une corneille morte, elles évitaient encore la nourriture.
Ces résultats montrent que les corneilles vont éviter une zone ou une chose qui est considérée comme dangereuse pour leur propre espèce. En d'autres termes, elles savent ce qu'est la mort et savent la craindre.
Cela nous apprend que les corvidés voient la mort, au moins en partie, comme un "moment d'enseignement" pour emprunter une phrase anthropomorphique. C'est un signal de danger et le danger est quelque chose à éviter.
Et cette peur d'une situation potentiellement mortelle les poursuit. Même 6 semaines plus tard, plus d'un tiers des 65 paires de corneilles ont continué de répondre de cette façon.
L'étude est dans la même lignée que celles qui ont essayé de mieux comprendre comment les animaux réagissent à leur congénère mort. Les Geais buissonniers, qui sont de la même famille (corvidés), ont également été observés tenir ce type de "funérailles" quand ils voient un camarade mort. Mais alors que les geais répondront également négativement face à d'autres espèces d'oiseaux morts de la même taille, les corneilles ne le font pas. Si la personne masquée tendait un pigeon mort à la place, les corneilles ne semblaient pas aussi dérangées.
Ces résultats soulignent l'importance de leur mémoire dans l'apprentissage et la mémorisation du détail des visages humains. C'est une compétence qui leur permet de faire la différence entre un humain inoffensif, d'un potentiellement dangereux.

Auteur: Internet

Info: étude publiée dans la revue Animal Behaviour

[ décès ] [ enseignement ] [ éthologie ] [ deuil ]

mutation héritée

Les graines héritent des souvenirs de leur mère Des chercheurs de l'UNIGE démontrent que le contrôle maternel et environnemental de la dormance des graines s'effectue via des mécanismes épigénétiques inédits. Les graines restent dans un état de dormance - un blocage temporaire de leur croissance - tant que les conditions environnementales ne sont pas idéales pour germer. La profondeur de ce sommeil, qui est influencée par différents facteurs, est héritée de leur mère, comme l'avaient montré des chercheurs de l'Université de Genève (UNIGE). Ils révèlent aujourd'hui dans la revue eLife comment cette empreinte maternelle est transmise grâce à de petits fragments d'ARN dits 'interférents', qui inactivent certains gènes. Les biologistes dévoilent également qu'un mécanisme similaire permet de transmettre une autre empreinte, celle des températures présentes au cours du développement de la graine. Plus cette température était basse, plus le niveau de dormance de la graine sera élevé. Ce mécanisme permet à la graine d'optimiser le moment de sa germination. L'information est ensuite effacée dans l'embryon germé, pour que la génération suivante puisse stocker de nouvelles données sur son environnement. La dormance est mise en oeuvre pendant le développement des graines dans la plante mère. Cette propriété permet aux graines de germer pendant la bonne saison, d'éviter que tous les rejetons d'une plante se développent au même endroit et entrent en compétition pour des ressources limitées, et favorise la dispersion des plantes. Les graines perdent également leur dormance à des échéances variables. "Des sous-espèces d'une même plante peuvent avoir différents niveaux de dormance selon les latitudes sous lesquelles elles sont produites, et nous voulions comprendre pourquoi", explique Luis Lopez-Molina, professeur au Département de botanique et biologie végétale de la Faculté des sciences de l'UNIGE. Le gène paternel est réduit au silence Comme tous les organismes ayant une reproduction sexuée, la graine reçoit deux versions de chaque gène, un allèle maternel et un allèle paternel, qui peuvent avoir des niveaux d'expressions différents. Les biologistes de l'UNIGE avaient montré en 2016 que les niveaux de dormance d'Arabidopsis thaliana (l'Arabette des Dames), un organisme-modèle utilisé en laboratoire, sont hérités de la mère. En effet, chez la graine, le niveau d'expression d'un gène régulateur de dormance appelé allantoinase (ALN) est le même que celui de l'allèle maternel. Ceci implique que c'est l'allèle maternel d'ALN qui est principalement exprimé, au détriment de l'allèle paternel. Dans l'étude actuelle, les chercheurs montrent que cette empreinte maternelle est transmise par un mécanisme épigénétique, qui influence l'expression de certains gènes sans en modifier la séquence. L'allèle paternel d'ALN est 'réduit au silence' par des modifications biochimiques appelées méthylations, qui sont effectuées dans la région promotrice du gène afin de l'inactiver. "Ces méthylations sont elles-mêmes le résultat d'un processus dans lequel sont impliqués différents complexes d'enzymes et de facteurs, ainsi que de petits fragments d'ARN dits 'interférents'. Il s'agit d'un exemple inédit d'empreinte génomique, car elle se fait en l'absence de l'enzyme habituellement responsable de la méthylation", détaille Mayumi Iwasaki, chercheuse au sein du groupe genevois et première auteure de l'article. L'empreinte du froid passé empêche l'éveil de la graine Les conditions environnementales présentes pendant la formation de la graine laissent aussi leur empreinte, car son niveau de dormance augmente avec une baisse des températures. "Nous avons découvert que, dans ce cas, les deux allèles du gène ALN sont fortement réprimés dans la graine. Ceci est dû à un mécanisme épigénétique semblable, mais dont les acteurs ne sont pas tous identiques à ceux qui opèrent pour réduire l'allèle paternel au silence", expose Luis Lopez-Molina. Cette empreinte du froid permet à la graine de conserver des informations sur les températures passées pour les inclure dans le choix du moment optimal de germination. Après la germination, le gène ALN est à nouveau réactivé dans l'embryon. La mémoire du froid sera ainsi effacée, ce qui permet de remettre les compteurs à zéro pour la génération suivante. "Etudier comment les facteurs maternels et environnementaux provoquent l'éveil des graines dormantes est d'une importance cruciale pour l'agriculture, notamment pour prévenir une germination précoce dans un environnement soumis aux changements climatiques", conclut Mayumi Iwasaki. L'enjeu au niveau écologique est, lui aussi, majeur, car l'augmentation des températures pourrait diminuer la dormance de la banque de semences et modifier ainsi la répartition des espèces végétales sous une latitude donnée. Ceci entraînerait de multiples conséquences, directe et indirectes, pour les espèces animales et végétales indigènes. Internet,

Auteur: Internet

Info: https://www.techno-science.net. Publié par Adrien le 27/03/2019, source: Université de Genève

[ biophysique ] [ mitochondrial ? ]

hypothèse

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.

Auteur: Internet

Info: https://www.physics-astronomy.com/, 6 avril 2023

[ science-fiction ] [ niveaux vibratoires ] [ multivers ]

disponibilité mentale

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."



 

Auteur: Internet

Info: https://www.sciencesetavenir.fr/ - Camille Gaubert, 4.05.2021

[ présence ] [ joignable ] [ accessible ] [ disponible ]

cosmologie

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.

 

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Info: https://www.numerama.com/, interview de Nelly Lesage, 26 sept 2024

[ topographie ] [ 3D ]

déluge

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.



 

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Info: https://sciencepost.fr/, Brice Louvet,  14 juillet 2024

[ pré-norien ] [ post-ladinien ]

médecine

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.

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Info: www.techno-science.net, 17 mai 2019. *Laboratoire de Cancer et Microenvironnement, Equipe Atip-Avenir, UMR967 Inserm/IBFJ-iRCM-CEA/Université Paris 11/Université Paris Diderot, Fontenay-aux-Roses