-
Une étude, dont les résultats intitulés «Individual Differences in Dynamic Functional Brain Connectivity across the Human Lifespan» ont été publiés dans la revue Plos Computational Biology, révèle que, pour rester efficace, le réseau des connexions fonctionnelles entre régions du cerveau évolue au cours de la vie.
Afin de comparer le fonctionnement du cerveau des personnes âgées lorsqu'il fait travailler sa mémoire avec celui des personnes jeunes, l'étude ici présentée s'est intéressée «à la dynamique des connexions du cerveau au cours de la vie» en enregistrant «l'activité du cerveau de personnes en bonne santé pendant qu'elles accomplissaient des tâches mobilisant leur mémoire ou nécessitant de l'attention», grâce à «l'IRM fonctionnelle, une technique qui met en évidence les interactions, ou connexions fonctionnelles, entre des régions du cerveau».
Pour chacune de ces personnes, l'IRM fonctionnelle (IRMf) a ainsi permis de reconstruire un réseau des régions cérébrales et de leurs connexions fonctionnelles. Il est alors apparu que, dans un contexte où «le nombre de groupes de connexions variait d'un individu à l'autre», pour les tâches mobilisant particulièrement la mémoire, «les variations entre les personnes étaient liées à l'âge».
Plus précisément, «les participants les plus jeunes avaient peu de groupes de connexions synchrones», mais ils étaient de grande taille et les connexions «reliaient la majeure partie du cerveau dans une activité coordonnée», tandis que, chez les participants âgés, «les groupes de connexions devenaient plus petits mais plus nombreux» et il y avait «une perte de cohésion dans l'activité cérébrale, même en l'absence de problèmes de mémoire».
Comme différents modèles d'activité cérébrale, chez les personnes âgées, ont été observés sans que des changements dans les performances de la mémoire aient été détectés, ces observations suggèrent que «pour compenser la perte de synchronisation du cerveau», les personnes âgées emploient «de nouvelles stratégies pour faire appel à leur mémoire de manière efficace».
votre commentaire -
Une étude, dont les résultats intitulés «Prompt gravity signal induced by the 2011 Tohoku-Oki earthquake» ont été publiés dans la revue Nature Communications, a permis pour la première fois de détecter, pendant une rupture sismique, une modification du champ gravitationnel terrestre: en l'occurrence il s'agit du tremblement de terre de Tohoku-Oki, qui s’est produit le 11 mars 2011 avec une magnitude 9.0.
Cette observation découle du fait qu'en plus «de générer des ondes sismiques qui se propagent à partir de la source dans tout le milieu environnant, les tremblements de Terre s’accompagnent d’une redistribution de masse importante qui génère des modifications significatives du champ gravitationnel terrestre». Cependant, à la différence des ondes sismiques, qui «se propagent dans le milieu à une vitesse de quelques kilomètres par seconde», le champ gravitationnel est, pour sa part, «perturbé de manière quasi instantanée (à la vitesse de la lumière)».
Jusqu'ici, si «une modification du champ gravitationnel avait déjà été détectée longtemps après l’occurrence d’un séisme alors que le champ avait atteint un nouvel équilibre», jamais cela avait été fait «pendant la rupture, au moment de la perturbation du champ et avant l’arrivée des ondes sismiques au détecteur».
Pour parvenir à détecter un tel signal, l'étude ici présentée s'est focalisée sur le «méga-séisme de magnitude 9.0 de Tohoku-Oki au Japon, qui s’est produit le 11 mars 2011» en réalisant «une analyse statistique des données enregistrées par le gravimètre supraconducteur de Kamioka au Japon, situé à environ 500 km de l’épicentre, et complétées par des données de sismomètres large-bande du réseau japonais F-net». C'est ainsi qu'un signal de gravité lié à la rupture sismique a été mis en évidence «avec une signification statistique supérieure à 99 % et en accord avec un modèle analytique du signal de gravité».
Comme ce signal pourrait «être utilisé par les systèmes d’alerte rapide aux tremblements de terre, dits EEWS (earthquake early warning system)» qui «reposent sur la détection des ondes sismiques de compression P, qui arrivent avant les ondes de cisaillement S très destructrices», cette étude ouvre de nouvelles perspectives puisque «le signal du champ de gravité concomitant à la rupture pourrait permettre de gagner de précieuses secondes avant l’arrivée des ondes sismiques P» et également fournir «la magnitude exacte d’un séisme dès la fin de la rupture, alors que les méthodes actuelles prennent plusieurs dizaines de minutes».Néanmoins, l'implémentation d’un système d’alerte utilisant la gravité nécessite «le développement de nouveaux instruments capables de mesurer le champ de gravité terrestre de manière beaucoup plus précise que les instruments actuels».
votre commentaire -
Une étude, dont les résultats intitulés «SHARAD detection and characterization of subsurface water ice deposits in Utopia Planitia, Mars» ont été publiés dans la revue Geophysical Research Letters, révèle que des données recueillies par le radar SHARAD (Shallow Subsurface Radar) laissent penser que des quantités de glace d'eau importantes se cachent sous la surface, à faible profondeur, dans la région d'Utopia Planitia, «surnommée aussi les 'plaines du Paradis'», ce qui rendrait cette ressource particulièrement accessible aux futurs explorateurs et colons de la planète Mars.
Plus précisément, ces données recueillies par le radar SHARAD, «l'un des six instruments qui équipe la sonde MRO (Mars Reconnaissance Orbiter) au fil de 600 passages au-dessus du sud-ouest de ce bassin de 3.300 km de diamètre qui s'étend aux latitudes moyennes, dans l'hémisphère nord de la Planète rouge», suggèrent «que le sous-sol cache (entre 39 et 49° de latitude) un dépôt de glace d'eau aussi vaste que le Nouveau-Mexique, soit une superficie à peu près équivalente à la moitié de celle de la France».
L'épaisseur de ce volume d'eau, qui «serait aussi important que celui du lac Supérieur», varierait «de 80 à 170 mètres et il suffirait de creuser à des profondeurs de un à dix mètres seulement pour rencontrer ce mélange de glace (sa teneur est évaluée entre 50 à 85 %), de roches et de poussières». C'est grâce à la couche superficielle qui recouvre ce dépôt, représentant «moins d'un pour cent de toute la glace d'eau martienne», que cette glace d'eau a pu éviter d'être sublimé.
De ce fait, la région d'Utopia Planitia présente, du point de vue de l'exploration humaine de Mars, l'avantage de «disposer de ressources en eau accessibles, en plus d'être relativement plate» et d'être située à des latitudes intéressantes.
On peut avancer que ce dépôt a été probablement formé à partir des chutes de neige. En s'accumulant, cette neige est «devenue une couche de glace mélangée avec de la poussière au cours d'une période dans l'histoire de Mars où l'axe de la planète était beaucoup plus incliné qu'aujourd'hui»: en effet, «à travers des cycles d'environ 120.000 ans», la Planète rouge pivote sur son axe, ce qui explique qu'une partie de la glace formée a migré aux latitudes moyennes.
votre commentaire -
Une étude, dont les résultats intitulés «First-principles study of boron speciation in calcite and aragonite» ont été publiés dans la revue Geochimica et Cosmochimica Acta, a permis de décrire pour la première fois l'environnement du bore à l'échelle atomique dans les principaux carbonates de calcium naturels, ce qui ouvre de nouvelles perspectives de reconstitution des variations d’acidité des océans anciens.
Soulignons tout d'abord que c'est «l'augmentation de la concentration atmosphérique en CO2 et l'acidification des océans qu'elle entraine» qui «ont conduit la communauté scientifique à s'intéresser aux variations d’acidité des océans au cours des temps géologiques et pour ce faire à rechercher dans les roches sédimentaires des indicateurs géochimiques permettant de remonter aux valeurs du pH des océans anciens». Pour sa part, l'étude théorique ici présentée confirme que le bore est un élément clef pour atteindre cet objectif.
Il faut dire qu'a priori «la composition isotopique du bore (rapport 11B/10B) incorporé en faible concentration dans les carbonates de calcium naturels (calcite, aragonite)» dépend «du pH du milieu de croissance» («en théorie, cette dépendance tire son origine d'une incorporation préférentielle dans le solide de l'ion borate (B(OH)4-), lui-même en équilibre acido-basique avec l'acide borique B(OH)3 en solution et enrichi en isotope 10B»). Cependant, jusqu'ici, «les mécanismes d'incorporation du bore dans les carbonates de calcium» étaient très mal compris et l'environnement moléculaire du bore, «largement indéterminé», fragilisait «l'usage du bore des carbonates pour déterminer les pH anciens».
C'est la raison pour laquelle, cette étude a visé «à fournir pour la première fois une description à l'échelle atomique de l'environnement du bore dans les principaux carbonates de calcium naturels». En l'absence de règles générales, «telles que les règles décrivant les substitutions cationiques dans les cristaux», la stratégie adoptée, en vue de «préciser les modes d'incorporation des impuretés moléculaires dans les minéraux», a été «une approche ab initio (utilisant la théorie de la fonctionnelle de la densité) pour obtenir des modèles de défauts à l'échelle atomique».Plus précisément, «étant donné que dans le cas des ions borates, le partage de liaisons hydrogène entre l'impureté moléculaire et son environnement cristallin accroit significativement le nombre des configurations envisageables», l'environnement du bore a été exploré «par métadynamique ab initio», afin «d'identifier les configurations les plus stables». A partir de celles-ci, «les déplacements chimiques et paramètres quadripolaires RMN du 11B de ces modèles» ont été «calculés dans le même cadre théorique et confrontés aux observations expérimentales existantes».
Il est ainsi apparu «que le bore tétraédrique correspond essentiellement à des ions B(OH)4- substitués aux groupes carbonates et potentiellement associés à la substitution voisine d'un ion Ca2+ par un ion Na+», ce qui confirme «la nature substitutionnelle de l'espèce boratée majoritairement incorporée dans les échantillons aragonitiques».
Comme «les espèces boratées triangulaires, dont la contribution peut devenir dominante dans les échantillons calcitiques, présentent une plus grande variabilité dans leur état de protonation (B(OH)3, BO2(OH)2- et BO33-), indiquant pour certaines d'entre elles une substitution aux groupes carbonates et pour d'autres une encapsulation de molécules d'acide borique lors de la formation du solide», il en résulte «que la simple détermination de la coordinence ne permet pas de remonter au mécanisme d'incorporation du bore et qu'il est donc important d'acquérir des informations au-delà de sa première sphère de coordination».
De plus, en dehors des «changements de degré de protonation et de coordinence susceptibles d'affecter l'ion borate lors de son incorporation structurale, la présence d'acide borique piégé dans la phase solide est susceptible d'affecter l'interprétation, en termes de pH anciens, des compositions isotopiques mesurées».
Il semble que «le mécanisme d'incorporation du bore dans l'aragonite» est «dominé par la substitution couplée de borates et de sodium affectant les sites du carbonate et du calcium». Ce mécanisme paraît «donc plus simple que dans le cas de la calcite, suggérant une plus grande fiabilité des échantillons aragonitiques pour la reconstitution des variations de pH des océans anciens».Il en résulte, plus généralement, que «l'élucidation de l'environnement moléculaire des éléments traces dans les carbonates offre de nouvelles perspectives pour déchiffrer les mémoires minérales de la surface terrestre et in fine mieux prévoir les évolutions futures de notre environnement».
votre commentaire -
Une étude, dont les résultats intitulés «Mutations in Three Genes Encoding Proteins Involved in Hair Shaft Formation Cause Uncombable Hair Syndrome» ont été publiés dans la revue The American Journal of Human Genetics, a permis d'identifier la cause génétique du syndrome des cheveux incoiffables.
Rappelons tout d'abord que «le syndrome rare des cheveux incoiffables ou 'pili trianguli et canaliculi'» a été décrit en 1973 par un dermatologue toulousain. Cette maladie rare des cheveux, «dont la prévalence est mal connue», débute «généralement pendant l'enfance entre 3 mois et 12 ans»: les cheveux des enfants atteints «se dressent sur le cuir chevelu et poussent dans tous les sens». Ces cheveux, «secs et désordonnés», qui «deviennent progressivement blonds argentés ou couleur paille» ne peuvent être coiffés ou aplati avec un peigne.
Ajoutons que «l'analyse microscopique à balayage révèle une gouttière longitudinale» sur toute la longueur du cheveu, «avec une section triangulaire ou réniforme» et que ce syndrome n'est «pas invalidant et connaît une amélioration spontanée à la fin de l'enfance».
Grâce à l'étude ici présentée, il a été découvert «que la maladie est due à des mutations récessives d’un trio de gènes qui concourent à la formation du cheveu : le gène codant pour un de ses composants structuraux, la trichohyaline (TCHH) ; ou deux gènes à l'origine d'enzymes qui la prennent pour cible à tour de rôle : la peptidyl-arginine désiminase 3 (PAD3) et la transglutaminase 3 (TGase3)». De plus, il a été «également montré, chez la souris, que l’inactivation du gène Pad3 altère la forme du pelage et des moustaches des animaux, comme cela avait déjà été rapporté concernant des souris dépourvues de Tgase3».
En fin de compte, c'est «l’absence de TCHH ou le défaut de la cascade biochimique qui aboutit à la rigidification de la tige pilaire» qui «sont responsables des anomalies de la formation du cheveu caractéristiques» de ce syndrome. Ainsi, cette étude, en plus «de décrire l'origine moléculaire de la maladie et de permettre un meilleur diagnostic», apporte de nouvelles connaissances précieuses «sur le cheveu et les mécanismes de sa formation».
votre commentaire