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Génomique et médecine personnalisée

L'essor de la génomique

L'intégralité du génome humain a été séquencée, de manière globale, au début des années 2000, dans le cadre d'un projet scientifique d'ampleur inédite. 3 milliards de bases (nucléotides) ont ...

Mercure et environnement

Un comité international de scientifiques a produit une évaluation mondiale du mercure pour l'UNE (Nations Unies pour l'environnement). Le rapport de 2018 démontre une augmentation significative du mercure dans l'atmosphère avec une ...

La bouche artificielle

Comprendre le rôle de la bouche

Tous les jours, plusieurs fois par jour, la bouche effectue la manducation. La manducation est l'action qui regroupe les opérations antérieures à la digestion que sont la préhension, la mastication, l'insalivation, la ventilation et la déglutition.

Nouvelle exploration du sol martien

© NASA/JPL-Caltech

Douzième mission du programme Discovery de la NASA, et unique mission de 2018, InSight (INterior exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport) a été lancée le 5 mai 2018 et arrivera à destination de Mars le 26 novembre prochain. Son but est d'affiner ...

Des bactéries résistantes aux radiations

© DR / KAERI / A. De Groot

Des rayons nocifs

La radioactivité se caractérise par l'émission de rayonnements alpha, bêta et gamma. Les dommages induits par ces rayonnements ionisants ...

Le nouvel or vert

Fabien Esculier, chercheur à l’École des Ponts ParisTech, a récemment publié les résultats de ses recherches portant sur une gestion alternative des urines et matières fécales. Ces recherches font partie du programme OCAPI (Optimisation des cycles Carbone, Azote et Phosphore en ville) qui ...

BepiColombo

(C) ESA. BepiColombo
La mission spatiale BepiColombo, lancée le 20 octobre 2018, depuis le Centre Spatial de Kourou en Guyane, se dirige vers Mercure.

Deux orbiteurs pour étudier Mercure

Après les sondes américaines Mariner10 en 1973 et Messenger ...

Lasers à l'honneur pour le Prix Nobel 2018

Arthur Ashkin a été primé pour l'invention des «pinces optiques», dont le principe repose sur l'utilisation des forces liées à la réfraction d’un faisceau laser en milieu transparent. Cette force va alors permettre de maintenir et de déplacer des objets microscopiques, voire nanoscopiques tels des atomes, des virus, des bactéries et autres cellules vivantes.
L'avantage de cette technique est qu'elle est non-destructive : les faisceaux lasers peuvent atteindre les éléments internes d'une cellule sans en détruire la membrane. C'est pourquoi elle est très utilisée en biologie où des chercheurs ont, par exemple, réussi à sonder et mesurer les forces entre des particules et l'élasticité de l'ADN ou encore à désobstruer des vaisseaux sanguins.

 

La seconde moitié du Prix a été attribuée à Gérard Mourou, professeur et membre du Haut-collège de l’École polytechnique et Donna Strickland de l'Université de Waterloo, au Canada, pour avoir conjointement élaboré une méthode de génération d’impulsions optiques ultra-courtes de haute intensité.

Dans les années 1980, l'amplification des faisceaux lasers semblait marquer le pas.
La technique mise au point par Mourou et Strickland se nomme «amplification par impulsions» (chirped pulse amplification, CPA). Elle consiste à étirer une brève impulsion laser dans le temps, à l'amplifier puis à la comprimer à nouveau. Le fait d'allonger l'impulsion réduit sa puissance de crête, ce qui permet de l'amplifier sans endommager le dispositif. L'impulsion est ensuite comprimée dans un temps plus court, ce qui augmente considérablement son intensité. Ces impulsions ultra-courtes ont une durée de quelques dizaines de femto-secondes (1fs = 10-15 s), et disposent d'une très haute puissance de l'ordre du pétawatt (1PW=1015 W).

Cette découverte a contribué à l’avancement de la science dans plusieurs domaines de la physique en permettant notamment de fabriquer des lasers de plus en plus intenses pour sonder la matière. Grâce à la précision de coupe obtenue grâce à des impulsions brèves et intenses, la technique CPA a permis des avancées dans le domaine de la chirurgie réfractive de l’œil et du traitement de la cataracte. Elle a également conduit à l'observation de phénomènes ultrarapides tels que les phases transitoires de réactions chimiques.

Publié le 04/10/2018

En savoir plus :

Sur les pinces optiques :
https://www.photoniques.com/articles/photon/pdf/2013/04/photon201366p45.pdf

Sur la CPA :
http://www.cnrs.fr/inp/spip.php?article382
http://www.cea.fr/multimedia/Documents/infographies/impulsions-lasers-femtoseconde-attoseconde_defis-du-cea.pdf

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Des implants rétiniens restaurent la vision
Les implants rétiniens visent à redonner à des personnes devenues aveugles des perceptions artificielles.

Publié le 5 avril 2017

La rétine, si précieuse, si fragile

La rétine joue un rôle crucial pour la vision. Située en arrière-plan de l’œil et couvrant les trois quarts de sa paroi interne, elle comprend des millions de photorécepteurs qui transforment les signaux lumineux en signaux électriques. Plusieurs facteurs tels que l’âge, le tabagisme, l’exposition aux UV ou encore des facteurs génétiques peuvent entraîner la dégénérescence de la rétine, dont souffrent aujourd'hui des millions de personnes. Lorsque les cellules photoréceptrices meurent, les neurones de la rétine ne sont quant à eux pas affectés.

L'ambition des implants rétiniens est de faire en sorte que les personnes aveugles retrouvent une autonomie suffisante pour se déplacer et réaliser, seuls, certaines tâches de la vie courante. Ce traitement vise les patient·e·s atteint·e·s de rétinite pigmentaire, responsable de cécité dès l'adolescence, ainsi que d'autres maladies, comme la dégénérescence maculaire liée à l'âge, qui affecte des populations plus âgées et plus nombreuses.

La technologie des implants rétiniens

La rétine artificielle se substitue aux photorécepteurs. Concrètement, il s’agit d'une puce de trois millimètres de large sur trois de long, fixés sur ou sous la rétine et connectée à un petit appareillage placé sous un pli de peau derrière l'oreille. Les électrodes stimulent électriquement les neurones rétiniens à travers le nerf optique, envoyant ainsi l'image correspondant à celle formée au fond de l’œil.

Les premiers dispositifs ont été testés dans les années 1990. Un nouvel implant, développé par une équipe de l’Institut italien de technologie de Gênes a donné des résultats concluants sur des rats. Les chercheur·euse·s prévoient d’effectuer les premiers essais cliniques à la fin de l’année 2017 et de recueillir les résultats préliminaires au cours de l’année 2018.

Des approches biologiques alternatives sont également développées, comme la thérapie génique dans le cas rare d'une origine génétique simple de la maladie ou l'utilisation de cellules souches.

En savoir plus

L'article de Nature Materials, publié le 6 mars 2017

Une animation pour comprendre la vision, sur Sciences en ligne

Au cœur des organes, l’œil et la vision, vidéo de l'INSERM

Rétine artificielle, dossier de l'INSERM

Arthur Jeannot
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