À quelle vitesse se produit l’intrication quantique ? 

L’intrication quantique est l’un des concepts les plus fascinants de la physique moderne, mais à quelle vitesse se produit-elle ? Les résultats d’une étude révèlent que ce phénomène étrange ne se produit pas instantanément comme on pourrait le penser, mais qu’elle prend un certain temps mesuré en attosecondes.

Qu’est-ce que l’intrication quantique ?

L’intrication quantique est un phénomène dans lequel deux particules, comme des électrons ou des photons, deviennent inextricablement liées. Autrement dit, elles ne peuvent plus être décrites séparément. Si vous mesurez l’état d’une des particules, vous obtenez automatiquement des informations sur l’autre, peu importe la distance qui les sépare (même des années-lumière, en théorie).

Dans le détail, avant d’être mesurées, les particules intriquées se trouvent dans un état de superposition, ce qui signifie qu’elles peuvent exister simultanément dans plusieurs états. Lorsque l’on mesure l’une d’elles, elle choisit un état particulier et l’autre particule adopte instantanément l’état correspondant. C’est comme si elles formaient une seule entité, même lorsqu’elles sont physiquement éloignées. Ce phénomène défie notre compréhension classique de la causalité et du localisme où les événements sont supposés interagir uniquement à travers des interactions directes et locales.

Ce phénomène mystérieux, l’une des pierres angulaires de la physique quantique, a suscité l’intérêt des scientifiques pour des applications comme les ordinateurs quantiques et la cryptographie où il pourrait permettre de réaliser des calculs complexes ou de sécuriser des communications de manière infaillible.

Une nouvelle façon d’étudier l’intrication

Dans le cadre d’une étude récente, des scientifiques ont cherché à mieux comprendre comment cette intrication se produit au moment même où deux particules se lient. Au lieu de se concentrer sur la durée de l’intrication (comme c’est souvent le cas dans les recherches visant à l’appliquer à des technologies), l’équipe s’est intéressée aux premières étapes du processus.

Pour ce faire, les scientifiques ont simulé des atomes frappés par des impulsions laser extrêmement puissantes. Ces lasers provoquent l’éjection d’un électron hors de l’atome, tandis qu’un autre électron reste attaché au noyau atomique. Après l’impulsion, les deux électrons se retrouvent intriqués quantiquement : l’électron éjecté et celui qui reste sont désormais connectés, de sorte que les informations sur l’un révèlent automatiquement celles sur l’autre.

Mesurer le " temps de naissance " des électrons

Une des découvertes clés de cette étude réside dans la manière dont l’intrication se développe sur des échelles de temps ultrarapides. Grâce à une technique de mesure sophistiquée utilisant des faisceaux laser, les chercheurs ont montré qu’il est possible d’associer le moment de naissance de l’électron éjecté à l’état de celui resté dans l’atome. Autrement dit, le temps précis auquel l’électron quitte l’atome est intriqué avec l’énergie de l’électron qui reste derrière.

Ce moment de séparation n’est pas fixe : il se situe dans une superposition de différents instants possibles. L’électron ne sait pas exactement quand il a quitté l’atome, car ce moment est lié à l’état de l’autre électron. Selon l’état énergétique de l’électron restant, le moment où l’électron libre s’est envolé peut varier légèrement, mais reste mesurable sur une échelle de temps moyenne d’environ 232 attosecondes.

(image : deux particules intriquées.)

Pourquoi est-ce important ?

La capacité à observer ces événements quantiques à des échelles de temps aussi courtes permet aux scientifiques de mieux comprendre comment l’intrication se forme, et non seulement comment elle est maintenue. Cela ouvre la porte à de nouvelles recherches sur la dynamique de l’intrication et son rôle dans les phénomènes ultrarapides, comme ceux impliqués dans les réactions chimiques ou les interactions entre particules subatomiques.

Ces découvertes ont également des implications importantes pour les technologies basées sur la physique quantique. Si nous comprenons mieux comment l’intrication se développe et évolue, il devient possible d’optimiser son utilisation dans les ordinateurs quantiques, la cryptographie ou encore les communications ultra-sécurisées. 



 

Preuve que les premières cellules de la Terre - il y a 3,8 milliards d'années - auraient pu créer des compartiments spécialisés

De nouvelles recherches menées par l'Université d'Oslo montrent que les "protocellules" qui se sont formées il y a environ 3,8 milliards d'années, avant les bactéries et les organismes unicellulaires, pourraient avoir eu des compartiments spécialisés ressemblant à des bulles formées spontanément, ont encapsulé de petites molécules et ont formé des protocellules "filles".

Les scientifiques ont longtemps spéculé sur les caractéristiques que nos lointains ancêtres unicellulaires auraient pu avoir et sur l'ordre dans lequel ces caractéristiques sont apparues. Les compartiments en forme de bulles sont une caractéristique du super-royaume auquel nous appartenons, ainsi que de nombreuses autres espèces, dont la levure. Mais les cellules du supra-royaume actuel possèdent une multitude de molécules spécialisées qui contribuent à la création et à la formation de ces bulles à l'intérieur de nos cellules. Les scientifiques se demandaient ce qui vint en premier : les bulles ou les molécules qui les façonnent ? De nouvelles recherches menées par Karolina Spustova, étudiante diplômée, et ses collègues du laboratoire d'Irep Gözen à l'université d'Oslo, montrent qu'avec seulement quelques éléments clés, ces petites bulles peuvent se former d'elles-mêmes, encapsuler des molécules et se diviser sans aide. Mme Spustova présentera ses travaux, publiés en janvier, le mercredi 24 février lors de la 65e réunion annuelle de la Biophysical Society.

Il y a 3,8 milliards d'années, c'est à peu près la date à laquelle notre ancêtre unicellulaire est apparu. Il aurait précédé non seulement les organismes complexes de notre super-royaume, mais aussi les bactéries les plus élémentaires. La question de savoir si cette "protocellule" possédait des compartiments en forme de bulles reste un mystère. Pendant longtemps, les scientifiques ont pensé que ces bulles de lipides étaient un élément qui distinguait notre superroyaume des autres organismes, comme les bactéries. C'est pourquoi ils pensaient que ces compartiments avaient pu se former après l'apparition des bactéries. Mais des recherches récentes ont montré que les bactéries possèdent elles aussi des compartiments spécialisés, ce qui a amené l'équipe de recherche de Gözen à se demander si la protocellule qui a précédé les bactéries et nos ancêtres pouvait en posséder. Et si oui, comment auraient-ils pu se former ?

L'équipe de recherche a mélangé les lipides qui forment les compartiments cellulaires modernes, appelés phospholipides, avec de l'eau et a placé le mélange sur une surface de type minéral. Ils ont constaté que de grosses bulles se formaient spontanément et qu'à l'intérieur de ces bulles se trouvaient des bulles plus petites. Pour vérifier si ces compartiments pouvaient encapsuler de petites molécules, comme ils devraient le faire pour avoir des fonctions spécialisées, l'équipe a ajouté des colorants fluorescents. Ils ont observé que ces bulles étaient capables d'absorber et de retenir les colorants. Ils ont également observé des cas où les bulles se divisaient, laissant des bulles "filles" plus petites, ce qui est "un peu comme une simple division des premières cellules", explique Mme Spustova. Tout cela s'est produit sans machine moléculaire, comme celles que nous avons dans nos cellules, et sans apport d'énergie.

L'idée que cela ait pu se produire sur Terre il y a 3,8 milliards d'années n'est pas inconcevable. M. Gözen explique que l'eau aurait été abondante et que "la silice et l'aluminium, que nous avons utilisés dans notre étude, sont présents dans les roches naturelles". Les recherches montrent que les molécules de phospholipides pourraient avoir été synthétisées dans les premières conditions terrestres ou être arrivées sur Terre avec des météorites. Selon M. Gözen, "on pense que ces molécules ont atteint des concentrations suffisantes pour former des compartiments phospholipidiques". Il est donc possible que l'ancienne "protocellule" qui a précédé tous les organismes actuellement présents sur Terre ait eu tout ce qu'il fallait pour que des compartiments en forme de bulles se forment spontanément.

Une découverte incroyable : comment ces organismes simples ont ouvert la voie à l’évolution de la vie complexe

L’évolution de la vie multicellulaire, cette transition fascinante des organismes unicellulaires à des formes de vie plus complexes, a longtemps été un mystère pour les scientifiques. Comment des organismes indépendants, vivant seuls et se nourrissant seuls, ont-ils pu s’unir pour former des entités multicellulaires ? Une équipe de chercheurs du Laboratoire de biologie marine (MBL) pourrait bien avoir trouvé une pièce manquante à ce puzzle. Leur récente étude sur le comportement alimentaire des Stentors, des organismes unicellulaires, suggère que la dynamique des fluides, favorisant une alimentation coopérative, pourrait avoir été un moteur clé de l’évolution vers des formes de vie plus complexes.

La coopération alimentaire chez les Stentors : une découverte surprenante

Les Stentors sont des organismes unicellulaires géants, en forme de trompette, qui vivent principalement dans des étangs et des lacs. Ces organismes se nourrissent en créant des tourbillons d’eau avec des cils situés autour de leur bouche, ce qui leur permet d’aspirer de petites proies comme des bactéries. Ce qui rend l’étude de ces créatures particulièrement intéressante, c’est leur capacité à former des colonies, mais de manière temporaire. Dans un laboratoire, les Stentors ont rapidement formé des groupes non pas en se fixant les uns aux autres, mais en se plaçant côte à côte, leurs extrémités en trompette se balançant ensemble, parfois à distance.

Ce comportement a intrigué les scientifiques, car il ne s’agit pas simplement d’un regroupement passif. En mesurant les flux d’eau, ils ont alors découvert qu’en étant proches les uns des autres, les Stentors pouvaient absorber deux fois plus d’eau que lorsqu’ils se nourrissaient seuls. Cela leur permettait non seulement d’ingérer davantage de nourriture, mais aussi de capturer des proies plus rapides grâce à la puissance accrue de leurs tourbillons combinés. En quelque sorte, l’unité était plus forte que la somme de ses parties.

La dynamique des fluides et la formation des premières colonies

L’un des aspects les plus fascinants de cette découverte est la façon dont les Stentors semblaient changer de partenaires, se rapprochant d’un voisin, puis s’éloignant pour en rejoindre un autre, tout en augmentant le débit d’eau qu’ils pouvaient aspirer collectivement. C’est cette interaction entre eux qui semble avoir maximisé leurs ressources. Les chercheurs ont même appelé ce phénomène " elle m’aime, elle ne m’aime pas ", car les Stentors oscillent entre une coopération temporaire et une séparation.

Les scientifiques ont également observé que lorsque la nourriture se faisait plus rare, les Stentors se séparaient, retournant à une vie plus solitaire. Cela semble montrer une sorte de stratégie évolutive. En période de ressources abondantes, la collaboration est bénéfique, mais lorsque les ressources diminuent, la compétition individuelle prend le relais. Ce phénomène est en quelque sorte une forme de " retour à l’indépendance ", où chacun maximise ses chances de survie en s’éloignant des autres pour chercher sa propre nourriture.

Le lien avec l’origine de la multicellularité

À travers cette étude, les chercheurs ne s’intéressent pas seulement à un comportement particulier d’un organisme unicellulaire, mais aussi aux implications de cette dynamique pour l’histoire de la vie multicellulaire.

Le modèle de coopération observé chez les Stentors pourrait en effet illustrer une étape précoce de l’évolution de la multicellularité, bien avant que des organismes ne s’unissent de manière permanente pour former des structures complexes et durables. Cette coopération temporaire entre individus génétiquement distincts, survenue il y a environ 2,5 milliards d’années, suggère que la transition vers des formes multicellulaires plus avancées n’a pas été immédiate, mais plutôt un processus gradué, où les organismes se sont d’abord réunis pour maximiser leurs ressources avant d’évoluer vers des formes de vie multicellulaires stables et permanentes.

En d’autres termes, ce comportement de " vivre ensemble mais pas forcément pour toujours " pourrait avoir constitué une étape essentielle, où les organismes ont expérimenté les avantages de la coopération sans se fixer pour de bon.



 

Les champignons sont décidément étonnants : ils seraient capables de prendre des décisions !

Alors que la saison des champignons bat son plein, une nouvelle étude nous révèle les capacités insoupçonnées de ces micro-organismes. En plus de pouvoir communiquer via de vastes réseaux de mycélium, ils seraient capables de prendre des décisions. On hésiterait presque à les manger…

- Mémoire, communication, apprentissage et même résolution de problèmes, ils savent tout faire !

- Une capacité de décision et d’organisation spatiale

On sait à quel point les champignons sont des organismes étonnants. Présents dans toutes les niches écologiques, ils sont capables de coopérer et de communiquer par voie chimique pour se défendre ou conquérir de nouveaux milieux, mais également de tisser des liens étroits (symbiose) avec d'autres organismes, qu'ils s'agissent de végétaux, d'animaux, d'insectes ou d'autres micro-organismes, afin d'assurer leur propre survie. En bref, les champignons sont les rois de l'adaptation et nous sommes certainement encore loin d'avoir percé tous leurs mystères.

On pourrait presque parler d'intelligence. Et ce n'est pas la nouvelle étude qui vient d'être publiée dans la revue Fungal Ecology qui va nous dire le contraire. Des chercheurs de l'Université de Tohoku et du Collège de Nagaoka ont en effet conduit des expériences sur la capacité des champignons... à prendre des décisions ! Et leurs résultats sont bluffants.

(Photo : présents dans tous les milieux, sous différentes formes, les champignons possèdent des capacités insoupçonnées. )

Mémoire, communication, apprentissage et même résolution de problèmes, ils savent tout faire !

" Vous seriez surpris de savoir ce dont sont capables les champignons ", explique Yu Fukasawa dans un communiqué de l’Université de Tohoku. " Ils possèdent de la mémoire, ils apprennent, et ils sont capables de prendre des décisions. Très franchement, les différences dans la façon dont ils résolvent les problèmes en comparaison des humains sont époustouflantes. " Une affirmation presque inquiétante qui nous plonge dans un univers de science-fiction. Mais non, tout ceci est bien réel.

Les chercheurs ont en effet mis les champignons au défi de trouver la façon la plus optimale de coloniser un espace. Pour cela, ils ont disposé en forme de cercle ou de croix une série de petits cubes de bois contenant du mycélium. Pour rappel, le mycélium représente la partie " germée " des spores. Il peut former de très vastes réseaux interconnectés au sein duquel l'information est partagée sous forme de signal chimique. Un peu à l'image des neurones dans nos cerveaux.

(Photo de développement d'une souche sur 116 jour. Les chercheurs ont observé la croissance du réseau de mycélium à partir de petits cubes en bois. Et le résultat est plutôt impressionnant !"

Une capacité de décision et d’organisation spatiale

Les scientifiques ont ensuite observé le comportement des champignons. Deux solutions étaient possibles : soit le mycélium se développait à partir de chaque morceau de bois, envahissant le milieu dans toutes les directions à partir de chacun de ces points, soit il se développait suivant une organisation spatiale plus complexe.

Et c'est bien cette deuxième option qui a été observée. Au lieu de croître dans tous les sens, le mycélium a en effet construit un réseau qui relie les cubes de bois les plus proches avant de partir coloniser le monde suivant des points précis. Par exemple, pour la configuration en cercle, aucun filament ne traverse le centre. Les chercheurs expliquent cette observation par l'hypothèse que les champignons ne verraient pour eux aucun intérêt à coloniser un espace restreint et déjà clos. En effet, le réseau de mycélium s'étend toujours vers l'extérieur du schéma défini par les cubes. Ces résultats étonnants mettent en évidence les capacités de ces micro-organismes à communiquer sur l'ensemble du réseau et à définir une stratégie de colonisation la plus optimale possible.

Pour les chercheurs, il est clair que notre compréhension du monde mycologique est encore excessivement parcellaire et que ces organismes, ni végétaux ni animaux, possèdent encore des ressources insoupçonnées. À méditer lors d'une sortie cueillette ! 

Loi du médiator :
Flo: 1 Si celui-ci tombe, il se cachera sous le meuble le plus proche si un meuble est à portée de chute.
Flo: 2 Si aucun meuble n'est à portée, il restera volontairement sur le sol là où ce dernier est de la même couleur que lui
Flo: Sur un tapis multicolore, il ira là où il est le mieux camouflé.
Flo: 3 S'il lui arrive de choir, il préfèrera les rainures et fentes en tous genres, où sa récupération est fort périlleuse
Flo: Jouer au-dessus d'un vieux parquet peut engager le pronostic vital.
Flo: 4 Si un médiator est reconnu comme : perdu par son propriétaire, il pourra s'amuser à réapparaître
Flo: Et ce dans les conditions les plus improbables possibles. Exemple : sous la douche pendant un lavage de cheveux.
Flo: 5 Si un médiator est prêté, il tentera de changer de propriétaire
Flo: Même sans le consentement de son nouveau proprio qui sera alors traité de voleur.
Flo: 6 Si le médiator est activement recherché, il se cachera dans un endroit humiliant
Flo: Comme sur un bureau, juste au-dessus de l'ampli ou dans la poche arrière d'un jean par exemple, dans l'unique but narguer son propriétaire qui a perdu beaucoup de temps en recherches.
Flo: 7 Si un médiator ressemble beaucoup à un ou plusieurs confrères, il en profitera pour partir
Flo: 8 Si son propriétaire s'excite un peu trop en jouant sur une acoustique, il en profitera pour lui échapper des mains... Et faire un tour dans la caisse, nécessitant alors une intervention fort ridicule du suscité propriétaire pour le récupérer.
Flo: 9 S'il est stocké dans un portefeuille, fait fréquent chez le joueur nomade, il laissera une marque éternelle de forme triangulaire dans le cuir
Flo: 10 Si un médicament prend son nom, il fera en sorte que ce dernier soit jugé dangereux et retiré du marché. Flo: J'ai trouvé les lois du médiator :
Flo: 1-Si celui-ci tombe, il se cachera sous le meuble le plus proche si un meuble est à portée de chute.
Flo: 2-Si aucun meuble n'est à portée, il restera volontairement sur le sol là où ce dernier est de la même couleur que lui
Flo: Sur un tapis multicolore par exemple, il ira là où il est le mieux camouflé.
Flo: 3-S'il lui arrive de choir, il préfèrera les rainures et fentes en tous genres, où sa récupération est fort périlleuse
Flo: Jouer au-dessus d'un vieux parquet peut engager le pronostic vital.
Flo: 4-Si un médiator est reconnu comme perdu par son propriétaire, il pourra s'amuser à réapparaître
Flo: Et ce dans les conditions les plus improbables possibles. Exemple : sous la douche pendant un lavage de cheveux.
Flo: 5-Si un médiator est prêté, il tentera de changer de propriétaire
Flo: Même sans le consentement de son nouveau proprio qui sera alors traité de voleur.
Flo: 6-Si le médiator est activement recherché, il se cachera dans un endroit humiliant
Flo: Comme sur un bureau, juste au-dessus de l'ampli ou dans la poche arrière d'un jean par exemple, dans l'unique but narguer son propriétaire qui a perdu beaucoup de temps en recherches.
Flo: 7-Si un médiator ressemble beaucoup à un ou plusieurs confrères, il en profitera pour partir
Flo: Passant alors inaperçu, ce qui donnera lieu à des phrases comme : - Putain, j'en avais 5 des comme ça, il m'en reste qu'un...
Flo: 8-Si son propriétaire s'excite un peu trop en jouant sur une acoustique, il en profitera pour lui échapper des mains
Flo: Et faire un tour dans la caisse, nécessitant alors une intervention fort ridicule du suscité propriétaire pour le récupérer.
Flo: 9-S'il est stocké dans un portefeuille, fait fréquent chez le joueur nomade, il laissera une marque éternelle de forme triangulaire dans le cuir
Flo: 10-Si un médicament prend son nom, il fera en sorte que ce dernier soit jugé dangereux et retiré du marché.

Les mathématiques sont-elles principalement du chaos ou principalement de l’ordre ?

Deux nouvelles notions de l’infini remettent en question un projet de longue date visant à définir l’univers mathématique.

Dans les brumes glacées du cercle arctique, un groupe de mathématiciens s’est réuni, non pour affronter les pistes de ski, mais pour sonder les abîmes de l’infini. Parmi eux, Juan Aguilera,  théoricien des ensembles viennois, s’est attardé dans la chaleur d’une cafétéria, mordillant une pâtisserie finlandaise tout en discutant avec passion de deux nouvelles formes d’infini. Ces concepts, pensait-il, pourraient bouleverser notre compréhension de l’univers mathématique, même si leurs conséquences restent voilées d’incertitude.

Depuis Cantor, l’infini n’est plus une abstraction monolithique, mais une hiérarchie vertigineuse de grandeurs. Les ensembles infinis, loin d’être uniformes, se déclinent en une multitude de " cardinaux", chaque étage de cette tour représentant une immensité plus vaste que le précédent. Les théoriciens des ensembles  ont, au fil des décennies, ajouté à cette structure des cardinaux de plus en plus exotiques, mais toujours ordonnés selon une hiérarchie étonnamment harmonieuse. Cette tour, semblable à une cathédrale de l’esprit, semblait jusqu’alors défier le chaos, chaque nouvel axiome renforçant la cohérence de l’édifice.

Mais voici que les deux nouveaux cardinaux, forgés par Aguilera, Joan Bagaria et Philipp Lücke, refusent de se fondre dans l’ordre établi. Leur apparition provoque une " explosion " conceptuelle : en les combinant à d’autres cardinaux plus petits, on obtient soudain des infinis d’une ampleur insoupçonnée, défiant la logique hiérarchique traditionnelle. Ce phénomène inédit laisse entrevoir un paysage mathématique bien plus sauvage, où l’ordre cède la place à une complexité foisonnante, voire au chaos.

Cette découverte ranime un vieux débat : l’univers mathématique est-il fondamentalement ordonné ou dominé par le chaos ? La majorité des mathématiciens bâtissent leurs preuves sur un socle d’axiomes (la théorie ZFC), acceptés par convention. Mais Gödel a démontré, dès 1931, que tout système d’axiomes suffisamment riche porte en lui l’ombre de son incomplétude : il existera toujours des vérités inaccessibles à la démonstration, à moins d’ajouter sans cesse de nouveaux axiomes. Ainsi, la quête d’une description exhaustive de l’univers mathématique — que les théoriciens des ensembles nomment V — s’apparente à l’ascension d’une montagne dont le sommet se dérobe sans cesse.

Hugh Woodin, figure majeure du domaine, rêve d’un modèle ultime (Ultimate L) qui engloberait tous les cardinaux et ordonnerait l’infini. Mais ce rêve repose sur l’hypothèse que l’univers est " proche de HOD " (hereditarily ordinal definable - modélisable par ordre héréditaire), c’est-à-dire que tout y serait, en principe, définissable et ordonné. Jusqu’à présent, aucune découverte n’avait sérieusement ébranlé cette conviction. Mais les nouveaux cardinaux d’Aguilera et ses collègues semblent ouvrir une brèche : ils suggèrent que le chaos pourrait prévaloir, que l’univers mathématique regorge d’entités insaisissables, analogues à la matière noire de notre cosmos physique.

Pourtant, la prudence demeure de mise. Les preuves de la cohérence de ces nouveaux cardinaux avec les axiomes classiques sont encore expérimentales, et l’histoire de la théorie des ensembles est jalonnée de surprises et de retournements. Woodin lui-même, tout en saluant la nouveauté, rappelle la nécessité d’une rigueur extrême avant de proclamer la victoire du chaos sur l’ordre.

En définitive, l’article esquisse le portrait d’une discipline à la frontière de l’inconnu, où chaque découverte révèle de nouveaux territoires à explorer. L’ordre et le chaos s’y livrent une lutte silencieuse, et le vertige de l’infini continue d’attirer les esprits les plus aventureux. Comme le confie Aguilera, " les mathématiques sont infinies, mais le temps ne l’est pas " — et il reste tant à conquérir.

Une étude du MIT sur ChatGPT et le cerveau humain

Dans un vaste et retentissant préprint de 206 pages, publié par le MIT Media Lab, Nataliya Kosmyna et ses co-auteurs ont entrepris de sonder les profondeurs de l’esprit humain à l’ère des intelligences artificielles génératives. Leur question, à la fois simple et vertigineuse : que fait ChatGPT à notre cerveau lorsque nous écrivons avec son aide ?

Un dispositif expérimental inédit : trois manières d’écrire, trois mondes cognitifs

L’expérience, menée sur 54 volontaires, a disséqué l’effort mental requis pour rédiger un essai type SAT selon trois modalités : sans aide numérique (" cerveau seul "), avec un moteur de recherche classique, ou avec ChatGPT. Les participants, bardés d’électrodes, ont vu leur activité cérébrale scrutée à la loupe, tandis que leurs productions étaient soumises à l’œil critique de correcteurs humains et artificiels. Une quatrième session, où les groupes échangeaient leurs méthodes, a permis d’observer les traces laissées par ces pratiques sur la plasticité cérébrale1.

Atrophie cognitive : la connectivité du cerveau s’effondre sous la dictée de l’IA

Les résultats sont sans appel. Plus le soutien extérieur est massif, plus le cerveau se met en veille. Les auteurs mesurent, grâce à la Dynamic Direct Transfer Function, la vigueur des réseaux neuronaux : le " cerveau seul " déploie de vastes architectures, le moteur de recherche sollicite surtout le cortex visuel, tandis que ChatGPT réduit l’activité cognitive totale de 55 %1. L’IA, en fournissant des réponses prêtes à l’emploi, court-circuite la recherche, l’intégration sémantique, la créativité et l’autocontrôle exécutif. L’écriture devient une simple intégration procédurale des suggestions générées, un geste mécanique où la pensée profonde s’efface1.

Comportement : la mémoire s’effrite, l’auteur se dissout

L’étude révèle une amnésie frappante chez les utilisateurs de ChatGPT : 83 % sont incapables de citer un passage de leur propre essai, rédigé quelques minutes plus tôt, et aucun ne parvient à fournir une citation correcte lors de la première session. Cette incapacité persiste, bien que s’atténuant, lors des sessions suivantes. Le moteur de recherche et l’écriture sans assistance ne produisent pas de tels déficits : la mémoire, la capacité de citation, l’appropriation du texte restent intactes.

La question de l’auctorialité se brouille : là où le scripteur sans aide revendique fièrement son œuvre, l’utilisateur de ChatGPT hésite, partage le mérite, voire le refuse. L’agentivité cognitive s’amenuise, la co-création humain-machine trouble la frontière entre sujet et outil, et le sentiment d’avoir véritablement pensé, écrit, s’estompe.

L’empreinte de l’IA : dette cognitive et appauvrissement de la pensée

Lorsque les groupes permutent leurs méthodes, le constat est saisissant : ceux qui abandonnent ChatGPT pour écrire seuls peinent à réactiver un réseau cérébral riche, comme si l’habitude de l’assistance avait atrophié leur plasticité. À l’inverse, ceux qui découvrent l’IA après un entraînement autonome l’utilisent avec une créativité démultipliée, prompts plus précis, activité cérébrale accrue.

Plus inquiétant encore, l’expérience met en lumière l’accumulation d’une " dette cognitive " : le recours répété à l’IA reporte l’effort mental, mais à long terme, il appauvrit la mémoire, la créativité, l’esprit critique, et rend l’individu plus vulnérable à la manipulation. Les idées générées par l’algorithme s’impriment plus que celles issues d’une réflexion personnelle ; la trace de la mémoire cède la place à la trace de l’algorithme.

Conclusion : l’ombre portée de l’intelligence artificielle sur la pensée humaine

L’étude du MIT ne condamne pas l’IA, mais éclaire ses effets secondaires insidieux. Loin d’être un simple outil, ChatGPT agit comme un substitut cognitif, remodelant en profondeur la manière dont nous pensons, écrivons, et nous approprions le savoir. Si l’IA permet de produire vite et bien, elle menace, à force d’usage, de dissoudre l’effort, la mémoire, et l’autonomie intellectuelle. L’homme, s’il n’y prend garde, risque de devenir le scribe distrait d’une pensée qui n’est plus tout à fait la sienne.



 

Les capacités cognitives des oiseaux sont étonnantes
Avoir une "cervelle d'oiseau" est en fait un compliment vu que la densité des neurones confère aux oiseaux un avantage intellectuel.
Des chercheurs ont découvert que les oiseaux chanteurs, les perroquets et d'autres espèces d'oiseaux peuvent avoir dans leur cerveau autant ou plus de neurones que les mammifères, y compris les primates.
Certains oiseaux excellent dans des tâches nécessitant une "pensée supérieure", comme planifier l'avenir, utiliser des outils, compter, et se reconnaître dans un miroir. Ces oiseaux peuvent accomplir ces tâches à un niveau égal voire supérieur à celui des primates en matière de résolution de problèmes, bien que leurs cerveaux soient beaucoup plus petits. Les scientifiques estimaient auparavant que le "câblage" du cerveau des oiseaux était complètement différent de celui des primates, mais cette idée a été réfutée il y a deux ans, par une étude du cerveau des pigeons.
Des scientifiques de l'université Charles à Prague et de la Vanderbilt University à Nashville, dans le Tennessee, pourraient avoir une réponse. Ils ont étudié 28 espèces d'oiseaux et découvert que les oiseaux chanteurs et les perroquets peuvent avoir dans leur cerveau autant ou plus de neurones que les mammifères (notamment dans le prosencéphale qui est lié à des activités plus complexes). Ces neurones plus petits, bien tassés et hautement connectés semblent conférer aux oiseaux des capacités cognitives qui dépasseraient largement les attentes et peut-être même les aptitudes de primates aux cerveaux de la même taille. En résumé, les chercheurs estiment que les cerveaux des oiseaux pourraient fournir une puissance cognitive bien plus élevée que les de mammifères, par unité de masse cervicale.
L'équipe de recherche a acheté ou capturé divers oiseaux (étourneaux, passereaux, choucas et perruches) afin d'en examiner les structures cérébrales. Une fois les cerveaux retirés, les scientifiques ont ciblé le pallium, une structure du cerveau des oiseaux comparable au cortex cérébral des mammifères. Chez les mammifères, des neurones plus grands permettent de connecter les régions cérébrales plus lointaines, mais au prix de la densité. Les oiseaux évitent ce compromis en gardant la plupart de leurs neurones plus près les uns des autres, et en développant un petit nombre de neurones plus grands pour traiter la communication à longue distance.
Le cerveau d'un ara n'est pas plus gros qu'une noix, mais il possède davantage de neurones dans le prosencéphale (utile pour un comportement) que le macaque dont le cerveau a la taille d'un citron. Le cerveau des cacatoès à crête jaune et des galagos pèsent environ 10 g, mais le cacatoès possède deux milliards de neurones, soit le double des galagos. Les perroquets, les oiseaux chanteurs et les corvidés (soit les corbeaux, les corneilles et les freux) présentaient la densité des neurones la plus élevée dans leur prosencéphale. De fait, la taille inférieure du cerveau est compensée par le nombre élevé de cellules cérébrales.
"On s'est longtemps étonné que les oiseaux soient remarquablement intelligents, malgré la petite taille de leur cerveau", commentait Pavel Nymec, l'un des membres de l'équipe de recherche. "Ils peuvent faire des choses que l'on pensait être réservées aux singes et aux autres mammifères. Il y avait un décalage entre la taille de leur cerveau et leurs capacités cognitives."
Ce n'est pas la première fois que l'intelligence inattendue des oiseaux surprend les chercheurs. En 2002, une équipe à l'université d'Oxford a été choquée de voir un corbeau de Nouvelle Calédonie plier un fil de fer pour l'utiliser comme appât. D'autres oiseaux ont fait preuve de capacités très sophistiquées, comme les perroquets gris d'Afrique qui savent compter et les pies qui reconnaissent leur reflet dans un miroir.
Il est prévu d'analyser les cerveaux d'encore plus d'oiseaux, dont les pigeons, les oiseaux aquatiques et les poules pour en étudier les connexions des cerveaux. "Nous aimerions voir si les neurones aviaires présentent un nombre de connexions similaires à celles des primates, mais cela s'inscrira dans un plus grand projet à venir", fut la conclusion.

Les ordinateurs peuvent-ils être créatifs? Le projet WHIM ("What-if Machine"), financé par l'UE, génère non seulement des scénarios fictifs mais évalue également leur potentiel attractif et d'utilisation. Il représente une avancée majeure dans le domaine de la créativité informatique. La science ignore bien souvent le monde du fantastique, mais les choses changent avec le projet WHIM qui porte bien son nom (en anglais, "whim" signifie fantaisie). Ce projet ambitieux élabore un système logiciel capable d'inventer et d'évaluer des idées imaginaires. "WHIM est un antidote à l'intelligence artificielle traditionnelle, qui est obsédée par la réalité", déclare Simon Colton, coordinateur du projet et professeur en créativité informatique au Goldsmiths College, à l'université de Londres. "Nous faisons partie des premiers à appliquer l'intelligence artificielle à la fiction". L'acronyme du projet signifie What-If Machine. C'est également le nom du premier logiciel de conception de fictions au monde, par un processus d'idéation (processus créatif de production, de développement et de communication de nouvelles idées) développé dans le cadre du projet. Le logiciel génère des mini-récits fictifs en utilisant des techniques de traitement du langage et une base de données des faits trouvés sur le web (qui sert de référentiel de faits "réels"). Le logiciel intervertit ou déforme ensuite les faits pour créer des scripts hypothétiques. Le résultat est souvent absurde: "Que se passerait-il si une femme se réveillait dans une allée après avoir été transformée en chat, mais tout en étant toujours capable de faire du vélo ?" Les ordinateurs peuvent-ils juger la créativité ? WHIM est bien plus qu'une simple machine génératrice d'idées. Le logiciel cherche également à évaluer le potentiel d'utilisation ou la qualité des idées générées. En effet, ces dernières sont destinées à un usage par le public, et les impressions du public ont été sondées avec des expériences participatives (crowdsourcing). Par exemple, les personnes interrogées ont fait part de leurs impressions générales, précisant également aux chercheurs du projet WHIM si les scripts imaginaires produits étaient, selon elles, innovants et avaient un bon potentiel narratif. Au moyen de techniques d'apprentissage automatique, conçues par des chercheurs de l'institut Jozef Stefan de Ljubljana, le système acquiert progressivement une compréhension plus précise des préférences du public. "On pourrait dire que la fiction est subjective, mais il existe des schémas communs", déclare le professeur Colton. "Si 99 % du public pense qu'un humoriste est amusant, alors nous pourrions dire que l'humoriste est amusant, au moins selon la perception de la majorité". Ce n'est que le début Générer des mini-récits fictifs ne constitue qu'un aspect du projet. Des chercheurs de l'Universidad Complutense Madrid transforment les mini-récits en scripts narratifs complets, qui pourraient mieux convenir pour l'intrigue d'un film par exemple. Parallèlement, des chercheurs de l'University College Dublin tentent d'entraîner les ordinateurs à produire des idées et paradoxes métaphoriques en inversant et opposant des stéréotypes trouvés sur le web, tandis que des chercheurs de l'Université de Cambridge explorent l'ensemble du web à des fins de création d'idées. Tous ces travaux devraient engendrer de meilleures idées imaginaires plus complètes. Plus qu'une simple fantaisie Bien que les idées imaginaires générées puissent être fantaisistes, WHIM s'appuie sur un processus scientifique solide. Il fait partie du domaine émergent de la créativité informatique, une matière interdisciplinaire fascinante située à l'intersection de l'intelligence artificielle, la psychologie cognitive, la philosophie et les arts. WHIM peut avoir des applications dans plusieurs domaines. Une des initiatives envisage de transformer les récits en jeux vidéo. Une autre initiative majeure implique la conception informatique d'une production de théâtre musicale: le scénario, le décor et la musique. Le processus complet est en cours de filmage pour un documentaire. WHIM pourrait également s'appliquer à des domaines non artistiques. Par exemple, il pourrait être utilisé par des modérateurs lors de conférences scientifiques pour sonder les participants en leur posant des questions destinées à explorer différentes hypothèses ou cas de figure. L'UE a accordé 1,7 million d'euros de financement au projet WHIM, actif d'octobre 2013 à septembre 2016.

Les dauphins ne dorment que d’un oeil
Les dauphins ont développé un remarquable mécanisme d’adaptation au milieu océanique qui leur permet de ne faire "dormir" qu’une moitié de leur cerveau à la fois.
"Chez le dauphin, la respiration est un acte volontaire, et non réflexe, comme chez l’homme (un dauphin anesthésié meurt).
Pour arriver ainsi à "dormir tout en restant éveillé", le dauphin "éteint" un de ses hémisphères cérébraux, tandis que l’autre moitié du cerveau assure le contrôle des fonctions vitales et, en premier lieu, la respiration, explique Jon Kershaw, responsable animalier au parc Marineland, à Antibes.
Durant ces périodes de sommeil dit "unihémisphérique", le métabolisme se ralentit et le cétacé ne bouge quasiment plus. les dauphins endormis peuvent ainsi être aperçus, flottants à la surface, un oeil ouvert et une nageoire qui dépasse de l’eau. Ensuite, ils changent de côté, "déconnectent" l’autre moitié de leur cerveau et ferment l’autre oeil.
Le "demi-cerveau" éveillé peut ainsi assurer la position idéale du corps pour se maintenir en surface et contrôler l’ouverture/fermeture de l’évent.
Ce "sommeil unilatéral" a pu être établi en laboratoire. Les chercheurs ont pu mesurer des ondes cérébrales lentes sur l’hémisphère "endormi", tandis que l’autre restait éveillé (ondes rapides). Vingt minutes plus tard, le schéma s’inversait.
Les dauphins dorment environ huit heures par jour de cette façon, par tranches de quelques minutes à deux heures. "En fait, on ne sait pas vraiment s’ils dorment ou s’ils se reposent tout simplement car dès qu’on arrive, les dauphins se réveillent d’un coup, pas comme les otaries qui émergent plus difficilement", souligne Jon Kershaw.
En captivité, les soigneurs du Marineland peuvent observer ces phases de demi-sommeil, notamment lors des périodes de surveillance de nuit lorsqu’un bébé est né chez les dauphins Tursiops du parc. "On les voit doucement dériver à la surface du bassin, surtout entre deux heures et cinq heures du matin", poursuit le responsable.
Une récente étude de neurobiologistes de l’université de Californie (UCLA) a montré que les jeunes dauphins, eux, restent éveillés 24 heures sur 24 durant leurs premières semaines. Les mères surveillent en continu les petits et ne dorment donc pas non plus. Un constat qui va à l’encontre des théories admises jusqu’à ce jour sur le sommeil et le développement des mammifères qui sont de gros dormeurs à la naissance.
Il faudra plusieurs mois pour que le bébé dauphin adopte le rythme de vie normal des cétacés, soit cinq à huit heures de sommeil par jour, et que la maman insomniaque puisse enfin s’accorder quelques moments de repos.
Cette adaptation écologique des mammifères marins est remarquable. L'évolution a dû choisir entre le dilemme de rester éveillé pour respirer ou de mourir en dormant. Chez la baleine globicéphale, certains dauphins d'eau douce ou de milieu marin et chez un sirénien (dugong), le sommeil est unilatéral. L'EEG d'un hémisphère présente des ondes lentes alors que l'oeil controlatéral est fermé, tandis que l'EEG de l'autre hémisphère présente une activité rapide caractéristique (et que l'oeil controlatéral est ouvert). En général, un épisode de sommeil unilatéral dure 20 à 30 minutes et vice versa. Ces animaux peuvent ainsi contrôler leur respiration avec l'hémisphère éveillé. Bien qu'ils présentent des signes de sommeil unilatéraux évidents au point de vue EEG, les dauphins peuvent continuer à nager et ils n'arrêtent jamais leurs mouvements.
Il n'a pas été possible de prouver l'existence de sommeil paradoxal chez les dauphins. Cependant, on peut se demander si des périodes de sommeil paradoxal unilatérales ne pourraient pas coexister avec un éveil controlatéral car les autres signes spécifiques du sommeil paradoxal pourraient ne pas apparaître chez ces animaux qui n'ont pas de mouvements oculaires. L'absence possible de sommeil paradoxal chez les cétacé représente une des énigmes les plus importantes de la phylogenèse du sommeil. Il ne semble pas que cela soit dû à la niche écologique où vit le dauphin puisque le sommeil paradoxal peut être présent chez certains phoques quand ils dorment, non seulement à terre mais aussi dans l'eau.