Une étude, dont les résultats intitulés «Cranial endocast of a stem platyrrhine primate and ancestral brain conditions in anthropoids» ont été publiés dans la revue Science Advances, rapporte qu'un crâne minuscule mais bien conservé, qui a été découvert au Chili il y a plus de 20 ans, permet d'obtenir de nouvelles informations sur l'évolution du cerveau des primates anthropoïdes au fil du temps.

Rappelons tout d'abord que «Homo sapiens appartient à la grande famille des primates simiens qui regroupe à la fois des espèces actuelles et fossiles d'humains et de singes, ainsi que leurs proches cousins». Les simiens comprennent deux grands groupes, qui «se sont séparés il y a environ 36 millions d'années»: d'une part, les platyrhiniens ou singes du Nouveau Monde, et, d'autre part, les catarhiniens ou singes de l'Ancien Monde.

Dans ce contexte, l'étude ici présentée «s'est intéressée à un crâne de platyrhinien parmi les plus anciens et les plus complets d'Amérique du sud». Ce crâne, «daté de 20 millions d'années», a été trouvé «dans les années 1990, dans les Andes, au Chili et décrit une première fois dans une publication de 1995».

Ce crâne, qui appartient à une espèce anthropoïde, dénommée Chilecebus carrascoensis, «dont il est le seul spécimen connu», a «subi un scanner de haute résolution par tomodensitométrie, ce qui a permis de réaliser une modélisation 3D de l'intérieur».

Relevons ici que «de manière générale, les primates ont un 'quotient d'encéphalisation' élevé, c'est-à-dire un volume de l'encéphale important par rapport à la taille du corps» et il est «particulièrement élevé dans l'espèce humaine». Le cerveau de Chilecebus, lui, «était vraiment petit et devait peser à peine huit grammes» (le poids d'une framboise).

Par ailleurs, Chilecebus «a un 'quotient d'encéphalisation phylogénétique' de 0,79, ce qui est faible, car ce quotient est plutôt compris entre 0,89 et 3,36 chez les singes vivants» (chez l'Homme, il atteint 13,46). En fait, «le volume du cerveau a augmenté à différentes reprises dans l'histoire des primates anthropoïdes», mais il a pu parfois «diminuer à certains moments».

Cette étude a surtout découvert que «le petit cerveau de Chilecebus présente une anatomie surprenante»: alors que «chez les primates actuels, les tailles des centres visuels et olfactifs sont inversement corrélées», ce qui «signifie que les primates qui ont une bonne vision sont moins doués pour l'odorat», chez Chilecebus, «les centres visuels et olfactifs étaient tous deux de taille réduite, laissant supposer que son odorat n'était pas très développé, et que cela n'était pas compensé par une bonne vision».

Il en résulte que «contrairement à ce que l'on a pu supposer, l'évolution des centres visuels des primates n'est pas forcément liée à celle des centres olfactifs, et inversement». En outre, cette étude a mis en évidence «que ce petit cerveau possédait au moins sept paires de sillons», ce qui «suggère une organisation cérébrale relativement complexe pour un primate aussi ancien». Enfin, l'examen de «l'ouverture par laquelle passe le nerf optique», conduit à conclure «que l'animal était plutôt diurne».

Au bout du compte, cette étude suggère «que le cerveau de certains groupes anciens de primates était peut-être plus complexe que ce que l'on pensait».

Une étude, dont les résultats intitulés «Correlated Time‐Varying Magnetic Fields and the Core Size of Mercury» ont eté soumis à la revue Journal of Geophysical Research – Planets , révèle que le noyau de Mercure est d’une taille de 2 060 km, qui est plus grosse de 50 km que celle évaluée jusqu’à présent.

Cette valeur a été obtenue en analysant «les données de la sonde américaine Messenger sur le champ magnétique de la planète». Concrètement, «lorsque le champ magnétique externe, autour de Mercure, varie sous l’influence du vent solaire, son noyau génère ce que l’on appelle une réponse induite, proportionnelle au champ externe, mais aussi à sa taille, qu’il est donc possible de déduire». En fin de compte, le rayon du noyau atteint «85% du rayon de la planète».

Ce travail fournit ainsi un résultat tout à fait remarquable «en attendant l’arrivée de la mission BepiColombo aux alentours de la planète en 2025».

Une étude, dont les résultats intitulés «Pervasive Foreshock Activity Across Southern California» ont été publiés dans la revue Geophysical Research Letters, indique que tous les séismes significatifs sont précédés de secousses plus discrètes, ce qui permet d'envisager des prévisions «de nature statistique».

Plus précisément, alors que les chercheurs pensaient «qu'environ la moitié des séismes majeurs ou modérés étaient précédés d'évènements précurseurs de moindre intensité», l'analyse de «46 tremblements de terre d'une magnitude supérieure ou égale à 4 (hors répliques de séismes plus importants) et survenus dans le sud de la Californie entre 2008 et 2017», amène à conclure «que c'est en réalité le cas pour au moins 72 % d'entre eux».

Cette étude s'est appuyée sur «une nouvelle technique de traitement du signal capable de détecter des séismes de magnitude 1 ou 0» ou «même parfois, de magnitude négative»: en fin de compte, pour effectuer l'évaluation en question, il a «fallu environ 300.000 heures de calcul à un système constitué de 200 GPU NVIDIA-P100, des processeurs graphiques» («un système contenant plusieurs milliers de cœurs là où nos ordinateurs portables n'en ont pas plus de 2 ou 4»).

Cependant, cette avancée ne devrait pas permettre «aux sismologues de prédire de manière précise un séisme important», car les évènements avant-coureurs, qui peuvent «se produire entre 3 et 35 jours avant le plus grand séisme», sont «des secousses en rafale à proximité du futur épicentre» ou «une augmentation du taux des séismes dans la région du futur grand tremblement de terre», mais «seulement 5% des petites secousses sont suivies d'un séisme important».

En fait, les prévisions envisageables seront «de nature statistique»: Concrètement, «sachant que la plupart des tremblements de terre majeurs sont précédés de petites secousses, les ordinateurs pourront désormais décider plus rapidement de lancer l'alerte lorsque de tels évènements se produisent à proximité d'une faille connue».

Une étude, dont les résultats intitulés «SN 2016iet: The Pulsational or Pair Instability Explosion of a Low-Metallicity Massive CO Core Embedded in a Dense Hydrogen-Poor Circumstellar Medium» sont publiés dans la revue The Astrophysical Journal et disponibles en pdf, laisse penser que la supernova cataloguée SN 2016iet est 'une supernova par production de paires'!

Notons tout d'abord que «dans le cas d'une étoile très massive dépassant les 100 masses solaires, beaucoup des photons produits par les réactions thermonucléaires dans le cœur de ces étoiles sont dans le domaine gamma» et, de ce fait, «ils peuvent donner naissance chacun à une paire d’électron-positron s'ils possèdent suffisamment d'énergie»: c'est au fond une conséquence de la «formule d'Einstein, E=mc², l'énergie des photons étant convertie en la masse des deux particules».

Cependant, «lorsque la création de matière et d'antimatière selon ce processus devient importante, la pression du flux de photons gamma sur les couches de l'étoile devient insuffisante pour s'opposer à sa contraction sous l'effet de sa propre gravité, car une partie du rayonnement est convertie en une composante qui se comporte comme un mélange de gaz à plus faible pression».

Comme cette contraction «va augmenter le taux des réactions nucléaires en chauffant le cœur de l'étoile», la production de photons gamma créateurs d'antimatière va encore s'accroître et le processus, «lorsque l'étoile contient au moins 130-140 masses solaires», devient instable («en dessous, il se produit des oscillations et l'étoile devient pulsante») et s'emballe.

De ce fait, «la température ne va cesser de grimper et en très peu de temps le cœur de l'étoile, contenant un mélange de noyaux de carbone et d'oxygène, va exploser du fait des réactions thermonucléaires qui se produisent alors en convertissant sa matière en noyaux lourds». Le nouveau type de supernova qui en résulte, baptisé Pair Instability Supernovae (PISNe) ne laisse «aucun astre compact derrière elle (sauf éventuellement un trou noir si l'étoile est suffisamment massive, c'est-à-dire probablement au-delà de 260 masses solaires)».

Au bout du compte, «l'explosion doit surpasser celle d'une supernova normale et s'accompagner de la production d'une grande quantité de nickel radioactif en plus d'une grande quantité de matière éjectée». Cependant, «si l'étoile est en quelque sorte annihilée, ce n'est pas la production d'antimatière qui en est responsable, les positrons ne pouvant d'ailleurs pas annihiler les protons et les neutrons des noyaux de l'étoile», mais «c'est bien le souffle de l'explosion, l'onde de choc produite, qui disperse totalement la matière de l'étoile génitrice de la PISNe».

Alors que, depuis quelques années, «des candidats au titre de PISNe ont été détectés mais en dernière analyse, aucun n'a finalement convaincu la communauté des astrophysiciens», l'étude ici présentée semble être plus convaincante.

Concrètement, le 14 novembre 2016, le satellite GAIA de l'ESA a détecté la supernova cataloguée SN 2016iet, qui «a rapidement mobilisé une batterie de télescopes et d'observateurs, en particulier le télescope Gemini North au sommet du Mauna kea à Hawaï, mais aussi le télescope Magellan situé à l'observatoire Las Campanas au Chili».

Il est ainsi apparu que SN 2016iet était «une supernova très inhabituelle», en particulier en raison de la durée de sa courbe de lumière «anormalement longue» puisqu'il a «fallu environ 800 jours avant que sa luminosité tombe au centième de celle qu'elle avait à son maximum». En outre, il y avait «peu d'émissions de raie de l'hydrogène, ce qui indiquait une étoile plutôt isolée» et il y avait aussi «un manque de signatures de la présence d'éléments lourds».

En réalité, les signatures chimiques étaient très curieuses «pour une supernova dont la distance à la Voie lactée (environ un milliard d'années-lumière) indiquait qu'elle était intrinsèquement très lumineuse pour être aussi brillante et devait donc provenir d'une étoile particulièrement massive».

Selon l'étude, ces caractéristiques «s'interprètent très bien si l'on est en présence d'une supernova par production de paires qui est, soit une vraie PISNe si l'étoile génitrice était assez massive, soit, dans le cas contraire, une variante que l'on appelle une PPISNe pour pulsational pair-instability supernova, en anglais» pour laquelle «il y a bien une production d'antimatière et un emballement des réactions thermonucléaires», mais où «l'explosion résultante ne fait qu'éjecter quelques dizaines de masses solaires, sans détruire l'étoile initiale qui devient dès lors potentiellement pas suffisamment massive pour que se produise à nouveau une PPISNe».

Néanmoins, le fait «que l'étoile génitrice était assez isolée alors que des étoiles dépassant les 100 masses solaires ne naissent de nos jours, et rarement, que dans des amas d'étoiles» peut surprendre. Cependant, on s'attend à la formation de ce type d'étoile massive «dans un milieu pauvre en éléments métalliques», qui se rencontre «dans les galaxies naines qui n'ont pas pu évoluer chimiquement de façon importante du fait de leurs caractéristiques», mais «il se trouve précisément que SN 2016iet s'est formée à quelques dizaines de milliers d'années-lumière d'une telle galaxie».

Une étude, dont les résultats intitulés «Longitudinal neurometabolic changes in the hippocampus of a rat model of chronic hepatic encephalopathy» ont été publiés dans la revue Journal of Hepatology, a permis, pour la première fois, d'observer dans un modèle murin de l’encéphalopathie hépatique (une détérioration cérébrale provoquée par une maladie chronique du foie), qu’un dysfonctionnement du foie provoque en deux semaines des perturbations moléculaires cérébrales, alors même qu’aucun symptôme physique n’est apparent.

Notons tout d'abord que «lorsque le foie est malade, comme en cas de cirrhose, de nombreuses substances ne sont plus filtrées et peuvent provoquer des atteintes psychologiques, motrices et neurocognitives chez l’adulte». Nommée encéphalopathie hépatique, cette maladie «peut se manifester par un large spectre de symptômes allant jusqu’au coma».

Il était déjà connu «que l’un des acteurs de l’encéphalopathie hépatique est l’ammonium», une substance «produite par la dégradation des protéines, dont une partie est dirigée vers le cerveau pour être transformée en glutamine (utilisée pour la fabrication de neurotransmetteurs) et l’autre partie est filtrée par le foie et excrétée par les urines».

Concrètement, «si le foie dysfonctionne, cela provoque un excès d’arrivée d’ammonium au cerveau, et donc de production de glutamine, qui peuvent déclencher un œdème cérébral et dans certains cas l’encéphalopathie hépatique». Toutefois, il restait deux inconnues concernant d’éventuels «autres acteurs moléculaires responsables de l’encéphalopathie hépatique» et sur le délai au bout duquel le cerveau est «atteint par le dérèglement du foie».

Pour éclaircir ces zones d'ombre, l'étude ici présentée a suivi «des rats atteints d’une maladie chronique du foie durant huit semaines»: chaque animal a été placé «chaque deux semaines dans une IRM à haut champ magnétique (9,4 Tesla) pour effectuer de la spectroscopie à haute résolution (SRM)», afin «d’observer de manière très précise les altérations moléculaires du cerveau dès le début de la maladie du foie».

Il est ainsi apparu «que dès la deuxième semaine de la maladie du foie, des changements moléculaires affectent le cerveau» alors que «les rats ne présentent encore aucun symptôme de maladie» (jusqu'ici l'impact, était supposé survenir «sur la base d’études antérieures», après environ six semaines «soit le début de la dégradation de l’état de santé de l’animal»).

Plus précisément, «les signes extérieurs de la maladie apparaissent entre la quatrième et la huitième semaine: jaunisse, malnutrition ou encore de l’eau dans le ventre». Il a été observé, dès ce moment, «dans le cerveau qu’en plus d’un excès d’ammonium, le taux de deux autres molécules baisse soudainement : la vitamine C, un antioxydant, et la créatine, qui remplit de multiples fonctions notamment énergétiques»: c'est ainsi «la première fois que l’on démontre visiblement l’intervention de ces deux nouveaux acteurs», qui «apparaissent dans un second temps, après la montée d’ammonium dans le sang».

En fin de compte, ces observations «suggèrent qu’une analyse du cerveau par SRM permettrait de détecter les manifestations neurologiques d’une maladie chronique du foie bien avant l’apparition des premiers symptômes».