femme dont les sens perçoivent quelque chose, ailleurs, autrement et qui crée à l'intérieur une île tout au fond de son océan, alors les bleus gorgés de mots embrasent l'obscurité et permettent à la lumière de s'évader enfin, ainsi les fragments de vie oniriques, imaginaires et réels se réinventent à chaque regard

Lorsque Dieu se fait homme en Jésus de Nazareth, il entre non seulement dans la finitude de l'homme, mais aussi, par sa mort sur la croix, dans la situation d'abandon de l'homme. En Jésus, il ne meurt pas de la mort naturelle d'un être fini, mais de la mort violente du criminel sur la croix, la mort de l'abandon total de Dieu. La souffrance de la passion de Jésus est l'abandon, le rejet de Dieu, son Père. Dieu ne devient pas une religion pour que l'homme participe à lui par des pensées et des sentiments religieux correspondants. Dieu ne devient pas une loi pour que l'homme participe à lui par l'obéissance à une loi. Dieu ne devient pas un idéal pour que l'homme parvienne à sa communion par un effort constant. Il s'humilie et prend sur lui la mort éternelle des impies et des abandonnés de Dieu, afin que tous les impies et les abandonnés de Dieu puissent communier avec lui. 

C'est pourquoi la foi, partout où elle se transforme en espérance, n'engendre pas le repos mais l'inquiétude, pas la patience mais l'impatience. Elle n'apaise pas le cœur inquiet, mais est elle-même ce cœur inquiet en l'homme. Ceux qui espèrent en Christ ne peuvent plus supporter la réalité telle qu'elle est, mais commencent à en souffrir, à la contredire. La paix avec Dieu implique un conflit avec le monde, car l'aiguillon de l'avenir promis transperce inexorablement la chair de tout présent inaccompli. 

Je crois que nous devons adapter notre philosophie à notre science, et non notre science à notre philosophie.

La recherche de la connaissance ne se nourrit pas de certitudes, mais d'une absence radicale de certitude.

Si je regarde une forêt de loin, je vois un velours vert foncé. Au fur et à mesure que je m'en approche, le velours se décompose en troncs, branches et feuilles : l'écorce des troncs, la mousse, les insectes, la complexité foisonnante. Dans chaque œil de chaque coccinelle, il y a une structure extrêmement élaborée de cellules connectées à des neurones qui les guident et leur permettent de vivre. Chaque cellule est une ville, chaque protéine un château d'atomes ; dans chaque noyau atomique s'agite un enfer de dynamique quantique, de quarks et de gluons, d'excitations de champs quantiques. Ce n'est qu'un petit bois sur une petite planète qui tourne autour d'une petite étoile, parmi cent milliards d'étoiles dans l'une des mille milliards de galaxies constellées d'événements cosmiques éblouissants. Dans chaque coin de l'univers, nous trouvons de vertigineux puits de couches de réalité. 

Première carte réalisée à partir de la géométrie quantique secrète d'un solide

Des physiciens ont récemment cartographié la forme cachée qui sous-tend les comportements quantiques d'un cristal, en utilisant une nouvelle méthode qui devrait devenir omniprésente.

Il est bien connu qu'à l'échelle quantique, les particules peuvent se trouver simultanément à plusieurs endroits. L'état d'une particule se propage comme une onde, atteignant son maximum là où elle est susceptible de se trouver. Lorsque l'on mesure sa position, cet état dispersé, appelé fonction d'onde, se transforme en un seul emplacement défini.

La forme complète de la fonction d'onde a longtemps échappé à la détection, car toute mesure la détruisait. Mais dans les années 1980, les physiciens ont commencé à développer des méthodes pour mesurer et contrôler les fonctions d'onde de systèmes simples – des avancées qui ont depuis jeté les bases de l'informatique quantique. Ces dernières années, une nouvelle approche permet aux physiciens d'aller plus loin et d'en apprendre davantage sur les fonctions d'onde de matériaux entiers.

" Nous sommes dans la deuxième révolution quantique ", a déclaré Riccardo Comin, physicien expérimental au Massachusetts Institute of Technology, l'un des chefs de file de ces travaux. " Nous disposons désormais des outils nécessaires pour explorer véritablement la fonction d'onde des particules quantiques. "

Le nouveau cadre décrit une fonction d'onde comme un objet se déplaçant dans un paysage caché – un espace appelé " géométrie quantique " du matériau. Les collines et les vallées de ce monde invisible déterminent comment la fonction d'onde d'un matériau donné peut évoluer et dans quels états il peut se trouver.

" On peut obtenir beaucoup d'informations sur ce qui se passe dans les matériaux quantiques, et cela peut accélérer la découverte de nouveaux phénomènes ", a déclaré Marc Bockrath, physicien à l'Université d'État de l'Ohio qui travaille également sur la géométrie quantique.

Comin et ses collaborateurs ont récemment mesuré la géométrie quantique complète d'un cristal— un premier aperçu de la fonction d’onde d’un matériau réel. Explorons les paysages cachés qui se dévoilent.

Géométrie secrète

Les physiciens comparent souvent la fonction d'onde d'une particule à une flèche. Si la particule peut se trouver dans deux états possibles, ils représentent ces options comme des directions opposées vers lesquelles la flèche pointe – par exemple, vers le haut et vers le bas. Si la particule est dans une combinaison des deux états, alors la flèche pointe quelque part autour d'une sphère, les deux états correspondant aux pôles.

(Image montrant une sphère avec les potentialités de directions d'une flèche)

La direction de la flèche indique la probabilité relative de chaque possibilité. La mesure de la particule oriente la flèche exactement vers le haut ou vers le bas, et la probabilité de chaque résultat dépend du pôle le plus proche.

De nombreuses particules ont plus de deux états possibles, auquel cas la flèche occupe un espace de grande dimension. C'est impossible à visualiser, mais les mathématiques donnent aux physiciens une idée de la fonction d'onde de la particule à un instant donné.

Pour les matériaux composés de nombreuses particules, une seule flèche de grande dimension peut représenter l'état combiné de tous les électrons qui les composent. Cette flèche collective oscille selon les variations des conditions ambiantes du matériau, comme sa température ou l'intensité du champ magnétique environnant. Pour contrôler un matériau, les physiciens doivent savoir comment la flèche tourne lorsqu'ils actionnent ces différents boutons.

Pour suivre l'évolution, ils construisent une carte. Imaginez, par exemple, que vous modifiez l'intensité du champ magnétique appliqué au matériau. Sur votre carte, vous ferez correspondre la direction est-ouest à cette intensité. Lorsque le champ est faible (correspondant à l'ouest sur la carte), la fonction d'onde de vos électrons sera dans un état donné, représenté par une flèche. Avec des champs magnétiques plus forts, vous êtes plus à l'est et la fonction d'onde prend un état différent. En vous déplaçant d'ouest en est sur votre carte, la flèche pivote, indiquant l'évolution de la fonction d'onde des électrons selon que vous augmentez ou diminuez le champ.

Cette carte peut être étendue pour inclure toutes les possibilités d'ajustement d'un matériau. Chaque bouton réglable, ou paramètre, ajoute une nouvelle dimension à la carte.

Imaginez que vous suiviez la vitesse de rotation de la flèche lorsque vous vous déplacez sur cette carte. Grâce à ces informations, la carte devient 3D, comme si vous cartographiiez une chaîne de montagnes. Plus le relief est escarpé à chaque point de la carte, plus la fonction d'onde des électrons varie autour de ces valeurs des paramètres. Si elle change beaucoup, vous êtes sur une montagne. Si elle ne change pas du tout, vous êtes sur un terrain plat.

Un objet mathématique appelé métrique quantique capture la forme de ce paysage. Il le fait en décrivant le chemin le plus court entre deux points. Tout comme un avion reliant New York à Pékin ne traversera pas la Terre, mais la contournera en courbe, le chemin entre deux états quantiques révèle la géométrie sous-jacente dans laquelle ils évoluent.

Cette géométrie secrète des fonctions d'onde est restée indétectée pendant des décennies. Mais lorsque les matériaux quantiques ont commencé à surprendre les physiciens par des comportements inexplicables, ces derniers ont compris, dans les années 1980, que certains de ces comportements pouvaient s'expliquer par la fonction d'onde d'un matériau se déplaçant autour d'une forme courbe.

(Image : Imaginez une flèche se déplaçant sur une surface plane. Sa direction ne change pas. Mais sur une surface courbe, après avoir parcouru une boucle fermée, la flèche pointe dans une direction différente de celle du départ.)

Le même phénomène peut se produire avec les états quantiques. Imaginez que l'on fasse varier les conditions d'un matériau pour déplacer la fonction d'onde sur la carte, puis que l'on ramène le matériau à ses conditions initiales. Si sa flèche pointe maintenant dans une nouvelle direction, le matériau est " topologique " : sa forme cachée et sous-jacente l'a forcé à adopter un nouvel état.

Le changement de direction causé par la topologie sous-jacente est appelé la phase de Berry, d'après le physicien théoricien britannique Michael Berry, qui a popularisé l'idée. La manière dont cette phase s'accumule sur un chemin en boucle est appelée la courbure de Berry, faisant référence à la forme incurvée que la flèche traverse secrètement.

Pour Comin, la phase de Berry est " l’un des concepts les plus fascinants de la théorie quantique des solides ". Longtemps invisible aux expérimentateurs, elle peut avoir des conséquences physiques étranges.

Beignets saupoudrés

Cette géométrie abstraite prend vie dans les laboratoires où des physiciens comme Comin étudient les cristaux – des réseaux d'atomes disposés en motifs répétitifs. Ces dernières années, ils ont découvert que les cristaux 2D – des réseaux d'atomes plats dans lesquels les électrons peuvent se déplacer dans deux directions – présentent une grande variété de comportements quantiques. Voyons pourquoi la carte de la géométrie quantique d'un cristal 2D prend la forme d'un tore, un anneau.

En général, les motifs répétitifs des cristaux limitent les états possibles des électrons qui les composent. Les électrons peuvent circuler rapidement, lentement, voire pas du tout, et chaque option correspond à une fonction d'onde collective différente. Pour un cristal 2D, les physiciens peuvent représenter la carte des états possibles sur une feuille de papier : chaque coordonnée correspond à l'impulsion possible des électrons dans les directions verticale et horizontale.

(Image : Comme la carte des états d'un cristal se répète, se déplacer dans une direction à partir du bord de la carte plane fait revenir de l'autre côté. Pour illustrer ce phénomène, les physiciens prennent la carte et l'enroulent deux fois. D'abord, la carte plane devient un cylindre, puis les extrémités du cylindre se rejoignent, créant un tore.

Changer les conditions, par exemple en faisant passer un courant à travers le cristal, modifiera le mouvement des électrons, ce qui poussera la flèche à se déplacer sur cette carte en forme de tore. )

Et avec les matériaux topologiques en particulier, tourner les boutons puis revenir aux conditions initiales – autrement dit, tracer une boucle autour du tore – fait que la flèche des électrons pointe dans une direction différente de celle d'avant. Cela signifie que plusieurs flèches, ou fonctions d'onde, peuvent coexister au même point du tore, créant ainsi un " point de discontinuité ".

(image d'un tore où les flèches partent dans tous les sens  : Lorsque les électrons passent sur un tel point, leur flèche collective s'inverse soudainement et l'état du matériau change radicalement.)

Cet effet est similaire à celui du passage d'une charge électrique, qui inverserait également la force exercée sur les électrons. C'est pourquoi les matériaux topologiques peuvent être interprétés comme hébergeant des charges fantômes, qui provoquent le déplacement des électrons comme s'ils étaient soumis à un champ de force fictif.

La découverte de ce " champ fantôme " dans les années 1980 a consolidé le lien entre la géométrie cachée des états quantiques et le comportement des matériaux. Elle fait partie des travaux qui ont valu le prix Nobel de physique 2016 .

Territoire inexploré

Les matériaux topologiques ne sont plus si mystérieux : les physiciens les utilisent couramment pour découvrir de nouvelles phases de la matière et explorent leur potentiel pour l'informatique quantique. Mais ce n'est que récemment qu'ils ont pu appréhender la géométrie quantique dans son ensemble, qui inclut non seulement la courbure de Berry, mais aussi la métrique quantique, c'est-à-dire la forme du paysage accidenté qui peut exister au-dessus d'une carte en forme de tore. Il y a quelques années, la métrique quantique a permis aux chercheurs de comprendre ce qui se passait dans un cristal 2D hébergeant une nouvelle forme exotique de supraconductivité.— le flux d’électricité sans résistance.

(Image : un homme souriant se tient debout, les bras croisés, devant un fond sombre. Une femme vêtue d'une veste en tweed se tient devant un tableau blanc. Le physicien Riccardo Comin (à gauche) et ses collaborateurs ont récemment cartographié pour la première fois la géométrie quantique complète d'un cristal. Päivi Törmä (à droite) a contribué à montrer comment la géométrie quantique peut expliquer des comportements de matériaux exotiques tels que la supraconductivité.) 

Les résultats suggèrent que la métrique quantique pourrait constituer un cadre puissant pour comprendre les matériaux. Certains y voient la porte ouverte à la conception de supraconducteurs à température ambiante, qui, s'ils sont réalisés, pourraient révolutionner tous les domaines, de l'informatique quantique à l'énergie solaire. " Nous pouvons commencer à rechercher le même mécanisme " dans d'autres matériaux, a déclaré Päivi Törmä.,  physicien à l'Université Aalto en Finlande qui a aidé à expliquer la supraconductivité exotique en termes de métrique quantique, " et cela peut être très prometteur ".

Motivés par ces développements, Comin et Mingu Kang, physicien à l'Université nationale de Séoul, ont pris le tout premier instantané de la géométrie quantique d'un cristal.

Les physiciens étudient depuis longtemps les cristaux en les bombardant de rayons ultraviolets pour en extraire des électrons. En mesurant l'énergie des électrons libérés, ils peuvent évaluer la conductivité électrique du matériau et déterminer s'il s'agit d'un isolant, d'un métal ou d'un matériau intermédiaire.

Comin et Kang ont modernisé la méthode classique. Ils ont travaillé avec un cristal topologique appelé solide de Kagome, composé de couches d'atomes disposées selon un motif étoilé à six côtés. Ils souhaitaient observer l'effet du " champ fantôme " topologique sur les électrons du cristal afin de pouvoir mesurer sa courbure de Berry, une composante de sa géométrie quantique.

Ils ont envoyé une lumière polarisée circulairement sur le cristal, puis ont mesuré l'énergie des électrons de chaque direction de spin. Le champ fantôme a appliqué une force supplémentaire aux électrons dans différentes directions, selon leur spin. Ils ont ainsi pu extraire la courbure de Berry.

Puis Comin s'est associé au groupe de Bohm-Jung Yang  à Séoul et a collaboré pour étudier la métrique quantique du solide de Kagome. " Personne n'avait jamais réalisé cela auparavant dans un solide ", a déclaré Comin. " C'était totalement inédit. "

Ensemble, les mesures ont permis de brosser un tableau de la géométrie quantique complète du cristal. " En examinant ces deux mesures indépendantes, nous avons montré qu'elles concordaient parfaitement ", a déclaré Comin. " Nous commençons à percevoir la géométrie de ces états. Et c'est quelque chose que je n'avais jamais vu auparavant. "

Leur méthode peut être utilisée sur de nombreux types de cristaux.  Dans un nouvel article paru dans Science cette semaine  l'équipe de Yang a expliqué avoir appliqué la même approche à un cristal appelé phosphore noir. Certains pensent que cela pourrait devenir une méthode omniprésente pour étudier les matériaux quantiques.

La géométrie quantique " deviendra certainement un outil ou une façon standard de voir les choses ", a déclaré Törmä. " Mais qu'en révèle-t-elle ? Cela reste à voir. "



 

Combien d’énergie faut-il pour réfléchir ?

Des études sur le métabolisme neuronal révèlent les efforts de notre cerveau pour nous maintenir en vie et les contraintes évolutives qui ont sculpté notre organe le plus complexe.

Vous venez de rentrer d'une journée épuisante. Vous n'avez qu'une envie : vous détendre et vous déconnecter en regardant la télévision. Même si cette inactivité peut ressembler à un repos bien mérité, votre cerveau ne se contente pas de se détendre. En réalité, selon une étude récente, il consomme presque autant d'énergie que pendant votre activité stressante.

Sharna Jamadar, neuroscientifique à l'Université Monash en Australie, et ses collègues ont examiné les résultats de recherches de leur laboratoire et d'autres dans le monde pour estimer le coût métabolique de la cognition— c'est-à-dire la quantité d'énergie nécessaire au fonctionnement du cerveau humain. Étonnamment, ils en concluent que les tâches exigeant un effort et visant un objectif ne consomment que 5 % d'énergie de plus que l'activité cérébrale au repos. Autrement dit, nous sollicitons notre cerveau un tout petit peu plus lors d'une activité cognitive ciblée que lorsque le moteur tourne au ralenti.

On a souvent l'impression que notre énergie mentale est dépensée par une attention et une concentration intenses. Mais ces nouvelles recherches s'appuient sur une compréhension croissante selon laquelle la majeure partie des fonctions cérébrales est consacrée à leur entretien. Si de nombreux neuroscientifiques se sont traditionnellement concentrés sur la cognition active et externe, comme l'attention, la résolution de problèmes, la mémoire de travail et la prise de décision, il apparaît de plus en plus évident que, sous la surface, notre traitement de l'information en arrière-plan est une véritable fourmilière. Notre cerveau régule les principaux systèmes physiologiques du corps, allouant les ressources là où elles sont nécessaires, tandis que nous réagissons consciemment et inconsciemment aux exigences de notre environnement en constante évolution.

" Il y a ce sentiment que le cerveau est fait pour penser ", a déclaré Jordan Theriault, neuroscientifique à l'Université Northeastern, qui n'a pas participé à la nouvelle analyse. " Sur le plan métabolique, [le cerveau] se consacre principalement à la gestion du corps, à la régulation et à la coordination entre les organes, à la gestion du coûteux système auquel il est rattaché et à la navigation dans un environnement externe complexe. "

Le cerveau n'est pas une simple machine cognitive, mais un objet façonné par l'évolution – et donc contraint par le budget énergétique serré d'un système biologique. Penser peut donc vous fatiguer, non pas parce qu'on manque d'énergie, mais parce que nous avons évolué pour préserver vos ressources. Cette étude du métabolisme neuronal, associée aux recherches sur la dynamique des décharges électriques cérébrales, met en évidence les forces évolutives concurrentes qui expliquent les limites, la portée et l'efficacité de nos capacités cognitives.

Le coût d'un moteur prédictif

Le fonctionnement du cerveau humain est extrêmement coûteux. Avec environ 2 % du poids corporel, cet organe consomme 20 % des ressources énergétiques de notre corps. " C'est un métabolisme extrêmement exigeant ", explique Jamadar. Chez les nourrissons, ce chiffre est plus proche de 50 %.

L'énergie du cerveau provient de la molécule d'adénosine triphosphate (ATP), que les cellules fabriquent à partir de glucose et d'oxygène. Une immense étendue de capillaires fins – environ 640 kilomètres de câblage vasculaire – traverse le tissu cérébral pour transporter le sang riche en glucose et en oxygène vers les neurones et autres cellules cérébrales. Une fois synthétisée au sein des cellules, l'ATP assure la communication entre les neurones, qui activent les fonctions cérébrales. Les neurones transmettent des signaux électriques à leurs synapses, qui permettent aux cellules d'échanger des messages moléculaires ; l'intensité d'un signal détermine si elles libèrent des molécules (ou " déclenchent "). Si elles le font, ce signal moléculaire détermine si le neurone suivant transmettra le message, et ainsi de suite. Le maintien de ce que l'on appelle les potentiels membranaires – des tensions stables à travers la membrane d'un neurone qui garantissent que la cellule est prête à s'activer lorsqu'elle est sollicitée – est connu pour représenter au moins la moitié du budget énergétique total du cerveau.

La mesure directe de l'ATP dans le cerveau humain est hautement invasive. C'est pourquoi, pour son article, le laboratoire de Jamadar a examiné des études., y compris leurs propres conclusions, qui ont utilisé d'autres estimations de la consommation énergétique – la consommation de glucose, mesurée par tomographie par émission de positons (TEP), et le débit sanguin, mesuré par imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) – pour suivre les différences dans la façon dont le cerveau utilise l'énergie pendant les tâches actives et au repos. Réalisées simultanément, la TEP et l'IRMf peuvent fournir des informations complémentaires sur la consommation cérébrale de glucose, a déclaré Jamadar. Il ne s'agit pas d'une mesure complète de la consommation énergétique cérébrale, car les tissus nerveux peuvent également convertir certains acides aminés.en ATP, mais la grande majorité de l'ATP du cerveau est produite par le métabolisme du glucose.

L'analyse de Jamadar a montré qu'un cerveau effectuant des tâches actives ne consomme que 5 % d'énergie de plus qu'un cerveau au repos. Lorsque nous sommes engagés dans une tâche exigeante et orientée vers un objectif, comme étudier les horaires de bus dans une nouvelle ville, la fréquence de décharge neuronale augmente dans les régions ou réseaux cérébraux concernés, en l'occurrence les zones de traitement visuel et linguistique. Cela explique ces 5 % supplémentaires ; les 95 % restants sont consacrés à la charge métabolique de base du cerveau.

(Photo : Le neuroscientifique Jordan Theriault de l’Université Northeastern croit que le cerveau est un moteur de prédiction qui planifie toujours ce qui va suivre.) 

Les chercheurs ne savent pas précisément comment cette charge est répartie, mais au cours des dernières décennies, ils ont clarifié ce que le cerveau fait en arrière-plan. " Vers le milieu des années 90, nous avons commencé à réaliser, en tant que discipline, qu'il se passe en réalité tout un tas de choses lorsqu'une personne est allongée au repos et qu'elle n'est pas explicitement engagée dans une tâche ", a-t-elle déclaré. " Nous avions l'habitude de considérer l'activité continue au repos, sans lien avec la tâche en cours, comme du bruit, mais nous savons maintenant que ce bruit est porteur de nombreux signaux. "

Une grande partie de ce signal provient du réseau du mode par défaut , qui fonctionne lorsque nous sommes au repos ou que nous ne sommes pas engagés dans une activité apparente. Ce réseau est impliqué dans l'expérience mentale de la dérive entre des scénarios passés, présents et futurs : ce que vous pourriez préparer pour le dîner, un souvenir de la semaine dernière, une douleur à la hanche. De plus, sous l'iceberg de la conscience, notre cerveau suit la mosaïque de variables physiques – température corporelle, glycémie, rythme cardiaque, respiration, etc. – qui doivent rester stables, dans un état appelé homéostasie, pour nous maintenir en vie. Si l'une d'entre elles s'écarte trop, la situation peut rapidement se dégrader.

Thériault suppose que la majeure partie de la charge métabolique de base du cerveau est consacrée à la prédiction. Pour atteindre ses objectifs homéostatiques, le cerveau doit constamment anticiper l'avenir, en construisant un modèle sophistiqué de l'environnement et de la façon dont les changements pourraient affecter les systèmes biologiques de l'organisme. Thériault explique que la prédiction, plutôt que la réaction, permet au cerveau de distribuer efficacement les ressources à l'organisme.

Les contraintes évolutives du cerveau

Une augmentation de 5 % de la demande énergétique pendant une pensée active peut paraître insignifiante, mais à l'échelle du corps et du cerveau, pourtant gourmand en énergie, cela peut s'accumuler. Et quand on considère les contraintes énergétiques strictes auxquelles nos ancêtres étaient soumis, la fatigue à la fin d'une journée éprouvante prend soudain tout son sens.

" La raison pour laquelle vous êtes fatigué, tout comme vous êtes fatigué après une activité physique, n'est pas parce que vous n'avez pas les calories pour la payer ", a déclaré Zahid Padamsey, neuroscientifique à Weill Cornell Medicine-Qatar, qui n'a pas participé à la nouvelle recherche. " C'est parce que nous avons évolué pour devenir des systèmes très économes… Nous avons évolué dans des environnements pauvres en énergie, nous détestons donc dépenser de l'énergie. "

Le monde moderne, où les calories sont relativement abondantes pour beaucoup, contraste fortement avec les conditions de pénurie dans lesquelles l'Homo sapiens a évolué. Cette augmentation de 5 % du taux de combustion, sur 20 jours de concentration active et persistante, peut représenter l'équivalent d'une journée entière d'énergie cognitive. Si la nourriture est rare, cela peut faire la différence entre la vie et la mort.

" Cela peut devenir considérable au fil du temps si l'on ne limite pas le taux de combustion. Je pense donc qu'il s'agit en grande partie d'un vestige de notre héritage évolutif ", a déclaré Padamsey. En fait, le cerveau possède des systèmes intégrés pour prévenir le surmenage. " On va activer des mécanismes de fatigue qui empêchent de nouvelles combustions ", a-t-il ajouté.

Pour mieux comprendre ces contraintes énergétiques, Padamsey a résumé en 2023 les recherches sur certaines particularités de la signalisation électrique. Cela indique une tendance évolutive vers l'efficacité énergétique. On pourrait croire que plus vite on transmet l'information, mieux c'est. Mais le débit optimal de transmission du cerveau est bien inférieur à ce que l'on pourrait croire.

Théoriquement, la vitesse maximale à laquelle un neurone peut s'activer et envoyer des informations à son voisin est de 500 hertz. Cependant, si les neurones s'activaient réellement à 500 hertz, le système serait complètement saturé. Le débit d'information optimal— la vitesse la plus rapide à laquelle les neurones peuvent encore distinguer les messages de leurs voisins — est la moitié de celle-ci, soit 250 hertz.

 Nos neurones, cependant, ont une fréquence de décharge moyenne de 4 hertz, soit 50 à 60 fois inférieure à la fréquence optimale pour la transmission d'informations. De plus, de nombreuses transmissions synaptiques échouent : même lorsqu'un signal électrique est envoyé à la synapse, l'amorçant à libérer des molécules vers le neurone suivant, elle ne le fait que dans 20 % des cas.

C'est parce que nous n'avons pas évolué pour maximiser la quantité totale d'informations envoyées. " Nous avons évolué pour maximiser la transmission d'informations par ATP dépensé ", explique Padamsey. " C'est une équation très différente. "En envoyant le maximum d'informations avec le moins d'énergie possible (bits par ATP), la fréquence de décharge neuronale optimale est inférieure à 10 hertz.

Au cours de l'évolution, le cerveau humain, vaste et sophistiqué, a offert un niveau de complexité comportementale sans précédent, au prix d'un coût énergétique considérable. Cette négociation, entre la flexibilité et l'innovation d'un cerveau volumineux et les contraintes énergétiques d'un système biologique, définit la dynamique de transmission de l'information par notre cerveau, la fatigue mentale ressentie après des périodes de concentration et le travail constant qu'il accomplit pour nous maintenir en vie. Qu'il accomplisse autant de choses malgré ses limites est assez étonnant.

Je prie avec simplicité… Dans ma tête… Mon Dieu, appelle-moi ! Entends-moi ! L’homme n’est raffiné que dans le mal. Mais combien il est simple et accessible dans les mots tout bêtes de l’amour. Même chez les philosophes, le verbe ne parvient pas à traduire totalement la pensée. Le mot ne correspond exactement à ce qu’il y a dans l’âme que dans la prière. Je le sens physiquement.

Une maison ne peut pas rester sans occupant. Et pour l’animal, l’homme est indispensable. Tous cherchent l’homme. Une cigogne s’est posée… Un scarabée est sorti… Je me réjouis de chaque chose.