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À la fin des années 1990, avec l'irruption de la téléphonie mobile dans la vie quotidienne, les constructeurs cherchent une solution pour supprimer des câbles de raccordement entre le téléphone portable et les oreillettes. ...

La photosynthèse artificielle

CC by U.S. Department of Energy / United Joint Center for Artificial Photosynthesis

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Asthme : pistes thérapeutiques

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Une maladie incurable

En France, l'asthme touche plus de quatre millions de personnes et cause environ 1000 décès chaque année. Généralement de nature allergique (70% des formes d'asthme), l'asthme provoque des difficultés ...

Des métamatériaux aux propriétés étonnantes

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Les métamatériaux constituent un champ de recherche actif, en particulier dans les domaines de l'électromagnétisme et de la mécanique. L'objectif est de conférer à des matériaux des propriétés particulières, en ...

Véhicules autonomes : situation et défis

Les véhicules autonomes font l'objet d'importants efforts de recherche et développement chez les industriels du secteur automobile ou encore chez les géants de la Silicon Valley. Les premiers développements ont commencé dans les années 2000 et aujourd'hui, de nombreuses sociétés ...

Joseph Fourier

Joseph Fourier, l'un des plus grands mathématiciens français, est né il y a 250 ans, en 1768, à Auxerre. C'est l'occasion de revenir sur les découvertes de ce génie des mathématiques et de la physique, qui sont aujourd'hui au cœur des technologies utilisées au quotidien. ...

Les atouts de la voiture électrique

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Si l'intérêt des véhicules électriques pour la réduction de la pollution de l'air, en particulier dans les villes, est évident, il n'en est pas de même pour ce qui est de sa contribution à la lutte contre le changement climatique ...

fractales et compréhension du monde

Il est coutume, pour décrire un objet fractal, de le rapprocher de la récursivité des poupées russes : tous deux présentent une structure dite hologigogne, c'est-à-dire que leur tout est parfaitement identique à chacune de ses parties. Forgée en 1974 par le mathématicien Benoît Mandelbrot, la notion de fractalisation aura permis la désinence de bien des figures, jusque-là trop irrégulières pour répondre aux normes géométriques traditionnelles. Nombre de phénomènes naturels sont aujourd'hui répertoriés comme fractals compte tenu de leur géométrie autosimilaire : le chou-fleur de variété romanesco par exemple, la fronde d'une fougère, le réseau des rivières, les alvéoles pulmonaires, la structure des invertébrés, des vaisseaux sanguins, des roches, des lignes de côtes, des flocons de neige, etc.  La modélisation par des fractales permet même de mieux comprendre certains phénomènes comme la spongiosité d'un nuage, les turbulences d'un liquide, les éruptions volcaniques, la répartition des exoplanètes jusqu'aux motifs de la queue d'un paon...

Chez l'Homme par exemple, la configuration des bronches, garantit une surface d'échange gazeux particulièrement étendue - la même chose pour les végétaux : la fragmentation régulière des frondes d'une fougère augmente l'efficacité de la photosynthèse ; il a également été démontré qu'entre un chou romanesco et un chou ne présentant aucune fractalisation, l'activité photosynthétique du chou "fractal" était 4 à 5 fois plus élevée.

La radio est un autre domaine d'application : les antennes d'ailes télescopiques rétractables permettent d'occuper un très faible espace tout en maintenant une bonne émission des ondes radioélectriques. Cela étant, le domaine pour lequel la fractalisation est la plus exploitée reste l'imagerie : la fameuse compression d'images informatiques (sous le code JPEG) par exemple, s'articule autour de techniques fractales censées corriger les motifs répétitifs que l'on trouve en photographie.

Les fractales s'appliquent à des domaines tels l'urbanisme, la sociologie, la finance... Les économistes Laurent-Emmanuel Calvet et Adlai Fisher ont ainsi développé des modèles dits "multifractals" à l'intention des entreprises pour évaluer les risques financiers - des sortes d'anticipations de la volatilité des échanges. En effet, il suffirait de regarder les évolutions des cours de bourse, les fameuses courbes « en dents de scie ». Qu'on regarde les courbes sur 10 ans, 5 ans, 6 mois, ou quelques semaines, les propriétés sont bien sûr différentes, mais l'allure générale de la courbe ne varie que très peu. On reconnaît dans ces objets une structure fractale : « ils peuvent être décomposés en fragments dont chacun a la même forme que le tout », comme l'expliquait Mandelbrot lui-même. Par ailleurs, certains n'hésitent pas à invoquer la fractalisation pour expliquer l'étonnante régularité des krachs boursiers - les marchés ayant effectivement tendance à chuter tous les 7 ans.

Mais finalement, c'est bien par leur beauté que ces objets fascinent le plus. Cette science du rugueux, pour reprendre l'expression de Mandelbrot, souvent érigée en symbole de l'élégance des mathématiques, s'est même traduite en courant artistique, baptisé art algorithmique ou simplement art fractal ; cette discipline regroupe des paysages synthétiques formés à partir de l'itération d'une fonction du plan dans le plan ; des animations ; mais aussi des musiques, caractérisées par le fait de répéter les mêmes motifs rythmiques, de façon à ce que chaque élément reproduise le tout.

Publié le 21/02/2018

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La piste des thérapies virtuelles
Les phobies sont des peurs incontrôlables, que les thérapies virtuelles peuvent aider à soigner de manière très efficace.

Qu'est-ce qu'une phobie ?

La phobie n'est pas une simple peur, mais une véritable pathologie. Sur le plan médical, il s'agit d'une peur intense et incontrôlable par la volonté et le raisonnement, qui survient de manière systématique dans une situation donnée, peut conduire à des états de panique violents et fait souffrir la personne. Les phobies sont renforcées par l'anticipation de la peur et l'évitement des causes de la peur.

Grâce aux neurosciences, on sait que les émotions prennent forme dans le système limbique, aussi appelé "cerveau émotionnel". Les informations sensorielles amenées par le thalamus sont dirigées dans le cortex et vers les amygdales. Ces amygdales, liées à l'hippocampe et son rôle essentiel dans la mémoire, transmettent ces données à l'hypothalamus, zone contrôlant le système nerveux autonome donc répercutant les effets de l'émotion sur l'organisme. Dans le cas de la peur, les glandes surrénales déchargent l'adrénaline dans le sang, ce qui dilate les pupilles, accélère la respiration et les battements du coeur, irrigue en priorité les muscles des jambes, active le phénomène de transpiration et entraîne la production de sucres par le foie, bref, prépare le corps au combat ou à la fuite.

En cas de peur phobique, les amygdales sont dysfonctionnelles ou hypersensibles. Le chemin neuronal menant aux réactions physiologiques prend alors trop de place par rapport à l'activité réflexive du cortex préfrontal, d'où une réaction disproportionnée face à des stimuli. À la clé, des attaques de panique qui peuvent se révéler très handicapantes.

La réalité virtuelle pour surmonter des phobies

Pour contrer ces mécanismes, les thérapies comportementale et cognitive visent à se désensibiliser de la part phobique de la peur, en analysant l'angoisse et en s’y confrontant progressivement. De tels traitements fonctionnent dans au moins la moitié des cas. Pourtant, outre le fait d'être plus faciles à mettre en place dans le cas d'une arachnophobie ou une acrophobie qu'une aviophobie, peu de patients franchissent le pas de les commencer.

Les thérapies comportementales et cognitives utilisant la réalité virtuelle trouvent alors tout leur intérêt. L'immersion permet de se confronter progressivement à la phobie, tout en gardant un contrôle total sur les paramètres de l’environnement. Typiquement, en cas de crise de panique, le thérapeute fait disparaître aussitôt la source de la phobie. Les thérapies virtuelles fonctionnent dans 90% des cas. L'échec est parfois lié au manque de sérieux des patients, qui ne pratiquent pas les exercices donnés entre chaque séance, parfois parce que le traitement n'est pas adapté aux besoins des patients, qui sont plus en recherche d’une introspection se rattachant à la psychanalyse.

De telles thérapies sont également utilisées pour traiter les stress post-traumatiques et les troubles de l'attention. Une thérapie utilisant les images subliminales est aussi envisageable dans de nombreux cas, même si elle est difficile à mettre en place car le temps d’exposition nécessaire varie pour chaque personne. Des thérapies à base de réalité augmentée sont également développées afin de soigner les douleurs dues aux membres fantômes.

En savoir plus

L'émission de C'est pas sorcier sur les émotions, avec une explication sur les phobies et les thérapies virtuelles, de 9'44 à 16'48

Soigner l'esprit avec la réalité virtuelle, le reportage de FutureMag (ARTE), de 1'22 à 16'04

Phobies, entretien avec le Pr. Antoine Pelissolo, FuturMag

Surmonter ses phobies grâce à la réalité virtuelle, article Santé du Figaro

La réalité virtuelle pour des corps paralysés, sur Sciences en ligne

Arthur Jeannot
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