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L'horloge nucléaire

Ce qui caractérise la performance d’une horloge, c'est la faiblesse de sa dérive au cours du temps : de combien diffère chaque jour l'heure qu'elle indique par rapport à sa référence ; autrement dit au bout de quelle durée se décale-t-elle d’une seconde ?

Le génome de la rose décrypté

By LaitcheLink to My Website. - Own work, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=4023663

Notre amie la rose

De toutes les plantes ornementales, les roses sont parmi les plus cultivées au monde, que ce soit pour l'agrément que les rosiers confèrent aux ...

La biolixiviation

Les impacts environnementaux et sociaux des industries minières et le besoin accru de certains métaux comme les terres rares pour les appareils électroniques modernes rendent urgente l'élaboration de solutions nouvelles pour traiter les minerais ...

Rouge-gorge et physique quantique

L'origine de l'exceptionnel sens de l'orientation de certain animaux, notamment les oiseaux migrateurs, fait de longue date l'objet de recherches scientifiques. La sensibilité au champ magnétique dont ils seraient dotés semble jouer un rôle crucial. Une piste d'explication trouvée récemment de ...

Bluetooth a vingt ans

Un protocole pour supprimer les câbles

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

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Une quête bioinspirée

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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

(C) Tobias Frenzel

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 particulier en ce qui concerne leur interaction avec des ondes électromagnétiques ou mécaniques (absorption, réflexion, etc.). La méthode utilisée consiste à concevoir et réaliser des matériaux ayant des structures qui leur confèrent ces propriétés, notamment l'invisibilité ! Ces structures sont généralement constitués par la répétition périodique de motifs de dimension inférieure à la longueur d’onde caractéristique du phénomène à contrôler (de la dizaine de nanomètres à plusieurs mètres selon le domaine considéré).

Un enseignant-chercheur de l'Université Bourgogne Franche-Comté au sein du l’institut FEMTO-ST, Muamer Kadic en collaboration avec des partenaires du Karlsruhe Institute of Technology (KIT) ont ainsi obtenu un métamatériau doté d'une propriété mécanique étonnante. Cet assemblage synthétique réagit à une pression qui lui est imposée par un mouvement de torsion. Une réponse impossible dans un matériau continu naturel. La recette appliquée par Muamer Kadic et ses collègues : des motifs chiraux, c'est-à-dire non superposables à leur image dans un miroir, comme l'est la main (chiros, en grec), et une fabrication par impression laser 3D de précision micrométrique.

S’ajoutent à cette nouvelle propriété mécanique d’autres fonctionnalités propres à ce métamatériau telles que l’allégement structurel et l’accroissement de rigidité. Protéger des objets d’ondes mécaniques indésirables pourrait en être une application potentielle. 
Publié le 16 mars 2018

Source 
http://www.femto-st.fr/fr/L-institut/Actualite/?eid=395&y=2018

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Quatre questions sur le cerveau
Le cerveau, sa genèse, son évolution en quelques chiffres

Publié le 15 mars 2017

Qu'est-ce que le cerveau ?

Avec un poids moyen de 1,3 kg et un volume d'environ 1 400 cm3, le cerveau adulte représente 2% du corps humain et consomme 20% de l'oxygène utilisé par le corps. Constitué à 75% d'eau, il dispose d'environ 86 milliards de neurones et autant de cellules gliales, les cellules de soutien des neurones. Chaque neurone réalise entre 1 000 et 10 000 connexions avec d'autres neurones, ce qui fait approcher de 10 000 milliards le nombre de connexions nerveuses, les synapses.

Les plus grands neurones peuvent mesurer jusqu'à deux mètres chez les êtres humains. Les fibres nerveuses transmettent un courant électrique grâce à l'action de canaux ioniques, les plus larges fibres transportant l'influx nerveux à une vitesse de 120 mètres par seconde. Dans les synapses, l'information est transmise par des neurotransmetteurs, dont il existe plusieurs types. L'ensemble formé par les neurones et leurs connexions forment un réseau contigü.

Le système nerveux entérique, avec plus de 100 millions de neurones intégrés le long du tube digestif, est considéré comme un véritable deuxième cerveau dans l’intestin. De plus, 8% des fibres du nerf vague remontent de l'intestin au cerveau, ce qui fait que ce dernier est informé en permanence de ce qui se passe dans l’intestin.

Comment se construit le cerveau ?

Le développement de cet organe est sous l'inflence de l'ADN et de l'environnement, donc mêmes les jumelles et jumeaux homozygotes ont des cerveaux différents. La neurogénèse est la plus forte entre le troisième et le septième mois de grossesse, avec environ 250 000 neurones générés par minute. Seulement 10 % des connexions entre les neurones, les synapses, sont présentes à la naissance, les 90 % restants se construisent ensuite.

La plasticité neuronale représente la faculté du cerveau à se restructurer. Ce potentiel d'adaptation du système nerveux permet au cerveau de récupérer après des troubles ou de compenser le déclin neurobiologique lié au vieillissement, qui n'est pas inéluctable jusqu’à un âge souvent avancé. De plus, aux phénomènes naturels de compensation cérébrale peuvent s’ajouter des moyens de compensation externe.

D'où vient le cerveau ?

La forme du cerveau prend tout le sens qu'on veut lui donner lorsqu’on le considère à la lumière de l’évolution dont elle est issue. Différentes structures du cerveau sont apparues au cours de l'évolution. Chez l'être humain, le processus évolutif a conduit à un cerveau connaissant une forte croissance, telle qu'il a dû adopter une structure plissée pour tenir dans la boîte crânienne.

Quand on parle du cerveau « reptilien » qui assure les fonctions vitales de l’organisme, du cerveau « limbique », apparu chez les premiers mammifères, qui est responsable des émotions, et du « néo-cortex », qui prend de l’importance chez les primates et culmine chez l’être humain, il faut garder à l'esprit qu'il n'y a pas de hiérarchie dans l'évolution. Les structures cérébrales d'une espèce ne fonctionnent pas de manière indépendante et ont tissé de nombreuses connexions par lesquelles elles peuvent s’influencer mutuellement.

Qu'est-ce que la conscience ?

La conscience, tout comme les émotions, n'est pas localisée dans une seule zone du cerveau. Les fonctions cérébrales sont des phénomènes issus de l'activité de réseaux de neurones. À chaque instant, nous sommes le produit de toutes ces interactions dynamiques. On peut illustrer cette propriété émergente du cerveau par la métaphore du torrent.

Le bouillonnement de l’eau représente l’activité nerveuse. À chaque instant, les remous de l’eau n’ont jamais la même forme, tout comme les configurations de notre activité nerveuse. Mais il y existe des tourbillons dont la forme générale est la même à certains endroits, derrière certains rochers. Tout comme il y a dans notre cerveau de grands réseaux qui, sans jamais être tout à fait les mêmes, sont reconnaissables lorsque l’on se retrouve dans telle ou telle situation.

La forme du lit du torrent, qui contraint le courant, peut être associée aux grandes voies nerveuses de notre cerveau, issues de l'évolution. Si l’on revient des années plus tard, le courant aura érodé les rives et déplacé les roches hors du lit du torrent, de même que notre activité nerveuse modifie en permanence la configuration de nos réseaux nerveux en faisant de nous, jour après jour, une personne un peu différente.

En savoir plus

Le cerveau à l'honneur, sur Sciences en ligne

Le cervau à tous les niveaux, blogue de vulgarisation scientifique

Nous sommes le fruit de processus dynamiques à différentes échelles de temps, Agence science presse

Il ne suffit pas d'une seule mutation pour devenir humain, Agence science presse

Arthur Jeannot
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