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Bioacoustique et applications

Cat CC BY 2.0 via Wikimedia Commons

Le cri d'alarme des ailes

En 1871, Charles Darwin signalait l’existence de signaux non vocaux chez certains oiseaux, produits par leurs plumes, lors de leurs parades amoureuses. Des chercheurs de l’université nationale d’Australie ...

Du plastique numérique

Des chercheurs ont réussi à inscrire et lire plusieurs octets d'information stockés sur des polymères synthétiques. C'est-à-dire à une échelle 100 fois plus petite que celle des disques durs actuels.

La piste des plastiques numériques

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Marie Curie (1867-1934)

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Née en Pologne à Varsovie en 1867, Marie Curie a mené toute sa carrière scientifique en France. Après de brillantes études en physique et en mathématiques, à la Sorbonne, éprise de "science pure", elle se lance dans ...

La foudre et les neutrons

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On sait depuis près de soixante ans que sous l’impact des « rayons cosmiques » - essentiellement des protons de haute énergie dont l’origine reste inconnue - les noyaux des atomes percutés à haute altitude éclatent en ...

Le délai de Newton-Wigner

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Une avancée récente devrait permettre une meilleure maîtrise de la transmission de l’information par fibre optique

Un peu de réflexion
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Prix Nobel de chimie 2017

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Le prix Nobel de Chimie 2017 a été attribué à trois scientifiques pour leurs travaux permettant l'avènement de la cryo-microscopie électronique. Cette technique d'imagerie consiste à geler les molécules ...

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Les ondes gravitationnelles et la Relativité générale 

Albert Einstein a révolutionné la physique moderne, d'abord en 1905 avec la théorie de la Relativité restreinte, puis en 1915 avec la théorie de la Relativité Générale. Cette dernière ...

Tchouri ou l'âge des comètes

La mission Rosetta de l'ESA a montré que la comète « Tchouri » (67P Churyumov-Gerasimenko), sur laquelle l'atterrisseur de la sonde a fini par s'écraser, est composée à près de 40 % de molécules organiques. D'après les travaux de Jean-Loup Bertaux, du Laboratoire atmosphères, milieux, observations spatiales (CNRS/UPMC/Univ. Versailles–Saint-Quentin-en-Yvelines), et Rosine Lallement, du laboratoire Galaxies, étoiles, physique et instrumentation (Observatoire de Paris/CNRS/Université Paris Diderot), ces molécules organiques auraient été formées dans le milieu interstellaire, avant la formation du système solaire.

En effet, l’on sait grâce à l’étude de la lumière des étoiles, et notamment des bandes diffuses interstellaires (« Diffuse Interstellar Bands », DIB), que des molécules organiques complexes sont présentes en quantité dans le milieu interstellaire. Dans les nuages interstellaires très denses, et notamment ceux dans lesquels une étoile va se former, les DIB ont tendance à diminuer parce que, d’après l’hypothèse émise par les deux chercheurs, les molécules organiques s’agglutinent et ne peuvent plus absorber autant de lumière. Le processus de formation des comètes, par agglutination non violente de petits grains de matières, aurait permis à ces molécules préexistantes au système solaire d’être préservées et identifiées 4,6 milliards d’années plus tard au sein de Tchouri.

Pour connaître la nature exacte de cette mystérieuse matière interstellaire, il faudra mettre sur pied une mission spatiale de collecte d’échantillons destinés à revenir sur Terre pour être analysés en laboratoire. En tout cas, si la matière organique des comètes provient bien du milieu interstellaire et qu’elle a joué un rôle dans l’apparition de la vie dur terre, rien n’interdit de penser qu’il en est de même ailleurs dans l’univers.

publié le 25 septembre 2017

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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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