-
Une étude, dont les résultats intitulés «Analysis of “old” proteins unmasks dynamic gradient of cartilage turnover in human limbs» ont été publiés dans la revue Science Advances, a permis de découvrir que l'être humain est capable de régénérer le cartilage détruit.
Relevons tout d'abord que «pas moins de 10 millions de personnes seraient touchées par l'arthrose en France», qui est «une maladie articulaire particulièrement douloureuse». Ainsi, «tous ceux qui souffrent d'arthrose» d'un genou ou d'une hanche rêvent régénérer les cartilages, mais, actuellement, pour la médecine, «le cartilage n'a pas la capacité de s'autorégénérer».
Du moins jusqu'à présent, car l'étude ici présentée indique que, chez l'être humain, il existe «un mécanisme de réparation du cartilage limité mais similaire à celui utilisé par les salamandres pour régénérer leurs membres»: cette découverte a été «réalisée grâce à une évaluation de l'âge du cartilage en différents endroits du corps».
Concrètement, comme «les protéines de cartilage nouvellement créées affichent des taux de conversion d'acides aminés faibles, voire nuls» tandis que «c'est l'inverse pour les plus anciennes», il a pu être établi «que l'âge du cartilage dépend de l'endroit du corps dans lequel on le mesure»: ainsi, «le cartilage est plus jeune du côté des chevilles, d'âge moyen au niveau des genoux et plus ancien lorsque l'on arrive aux hanches».
Ces observations ont été rapprochés, par les auteurs de l'étude, «des capacités de réparation des membres chez les salamandres qui régénèrent plus facilement les extrémités éloignées» du fait que les microARN, qui «régulent le processus de réparation» des membres de ces animaux, «sont particulièrement actifs».
Au bout du compte, comme «il s'avère que ces microARN semblent également être les contrôleurs de la régénération du cartilage chez l'être humain», il reste «désormais à trouver ce qui fait défaut aux Hommes sur les salamandres au niveau de ces microARN pour développer des médicaments capables de prévenir, de ralentir ou d'inverser l'arthrose».
votre commentaire -
Une étude, dont les résultats intitulés «An improved neuroanatomical model of the default-mode network reconciles previous neuroimaging and neuropathological findings» ont été publiés dans la revue Communications Biology, a permis, en utilisant plusieurs techniques de pointe de l'imagerie cérébrale, de proposer un nouveau modèle du réseau du mode par défaut, comprenant des noyaux sous-corticaux capitaux pour son fonctionnement.
Relevons tout d'abord que, dans le cerveau, «le réseau du 'mode par défaut' est celui qui s’active quand on laisse libre cours à ses pensées» sans interaction avec son environnement. Les régions cérébrales qui s’activent alors «de façon synchrone pour former ce réseau jouent un rôle essentiel dans le bon fonctionnement de la mémoire, des émotions et de l'introspection».
De façon plus générale, on dénomme 'réseaux du repos', des régions cérébrales qui «peuvent être anatomiquement éloignées» mais sont reliées par la synchronisation de leur activité lorsque le cerveau est au repos: «on parle alors de 'connectivité fonctionnelle'», car ces réseaux «ne se forment pas de façon aléatoire, mais selon une organisation qui correspond à des fonctions cérébrales existantes».
Ainsi, le réseau du repos dit «du mode par défaut» est «aujourd’hui un des réseaux du repos le plus important et le plus étudié». Cependant, jusqu'à présent, «la plupart des recherches se sont limitées à le décrire au niveau du cortex cérébral, c’est-à-dire à la surface du cerveau, sans explorer l’implication éventuelle de régions plus enfouies, dites 'sous-corticales».
Dans ce contexte, «grâce à des techniques de pointe de l'imagerie cérébrale et au logiciel BCBtoolkit (http://toolkit.bcblab.com)», l'étude ici présentée «propose un nouveau modèle du réseau du mode par défaut, comprenant désormais des noyaux sous-corticaux (corps mamillaires, septum, accumbens et thalamus)».
Concrètement, «ce travail intègre dans un même modèle, en plus de la connectivité fonctionnelle, des données neuroanatomiques, neurochimiques et cognitives»: ainsi, par exemple, «au niveau du septum, les chercheurs ont montré l’implication des neurones à acétylcholine, GABA et glutamate, neurotransmetteurs bien connus pour leur action sur la mémoire, notamment par le biais de la régulation des oscillations rythmiques de l’hippocampe région cérébrale très impliquée dans l’apprentissage et la mémoire».
En fin de compte, cette étude «appréhende la correspondance directe entre connectivité fonctionnelle et anatomique, neurochimie et cognition» en apportant «la preuve de l'implication du septum et de son lien structurel avec l'hippocampe dans ce nouveau modèle du réseau du mode par défaut». En outre, comme les noyaux sous-corticaux sont «plus anciens d’un point de vue évolutif que les régions corticales du mode par défaut», ce modèle intégratif permettra «d’explorer le réseau du mode par défaut chez d'autres espèces de mammifères».
votre commentaire -
Une étude, dont les résultats intitulés «Stellar mergers as the origin of magnetic massive stars» sont publiés dans la revue Nature, a permis de résoudre avec des simulations numériques une énigme en astrophysique, vieille de 70 ans, concernant la manière par laquelle des étoiles massives peuvent acquérir un champ magnétique anormalement élevé de sorte que, lorsque ces étoiles s'effondrent gravitationnellement, elles donnent souvent des magnétars, ces étoiles à neutrons dotées des plus puissants champs magnétiques connus dans le cosmos.
Relevons tout d'abord que les champs magnétiques des magnétars sont «bien au-dessus de ceux mesurés dans le cas de nombreux pulsars»: en fait, les intensités mesurées chez eux «sont de l'ordre de 10^9 à 10^11 teslas, ce qui est des centaines de millions de fois plus élevé que celles des champs des plus puissants aimants faits de la main de l'Homme».
Ces champs magnétiques qui «stockent beaucoup d'énergie», peuvent «conduire à des émissions intenses de rayons X et même à des sortes de sursauts gamma appelés des sursauteurs gamma mous (en anglais Soft gamma repeater, SGR), c'est-à-dire des sources gamma connaissant des épisodes d'émission violents et récurrents mais irréguliers, avec des photons moins énergétiques que les sursauts gamma classiques en général»: ainsi, «le premier SGR a été détecté par sérendipité en 1979 par plusieurs missions spatiales».
L'hypothèse «pour expliquer les vertigineux champs magnétiques des magnétars» est qu'ils découlent «de l'effondrement d'étoiles massives possédant un champ magnétique initial anormalement élevé». Bien que les théoriciens disposaient d'une solution pour produire ces étoiles, pour la valider, «il fallait faire de savantes et surtout très puissantes (car gourmandes en calculs) simulations de magnétohydrodynamique des plasmas constituant deux étoiles dans un système binaire sur le point d'entrer en collision pour finalement fusionner».
Aujourd'hui, «la puissance disponible des superordinateurs a fini par rejoindre celle nécessaire à un test numérique de ce modèle de collision stellaire» et on s'est rendu compte qu'on pouvait réutiliser «le code Arepo, développé par Volker Springel et Rüdiger Pakmor de l'Institut Max Planck, code initialement développé pour faire des simulations avec les galaxies en cosmologie», de sorte que l'étude ici présentée a été en mesure d'expliquer de «cette façon l'existence d'étoiles massives avec un champ magnétique anormal en les faisant résulter de la fusion de deux étoiles» destinées «à devenir des supernovae SN II».
En outre, ces calculs «sont d'autant plus convaincants que l'on sait que des fusions stellaires sont fréquentes» et qu'on estime «qu'environ 10 % de toutes les étoiles massives de la Voie lactée sont le produit de ces fusions stellaires, ce qui correspond bien au taux de formation estimé des magnétars».
votre commentaire -
Une étude, dont les résultats intitulés «Alpha oscillations and traveling waves: Signatures of predictive coding?» ont été publiés dans la revue PLOS BIOLOGY, a permis de mettre en évidence à partir d'un modèle de codage prédictif ayant comme seules contraintes temporelles les temps de transmission neuronale, l’apparition de vagues de rythmes alpha se propageant dans le cerveau de façon dépendante de l’état cognitif, ce qui est également observé sur des enregistrements électroencéphalographiques.
Relevons que le codage prédictif est un des nombreux modèles, qui ont été avancés pour tenter d’expliquer comment le cerveau perçoit le monde extérieur. Proposé «il y a une vingtaine d’années», le codage prédictif «repose sur l’idée que le cerveau est capable de générer une représentation mentale du monde extérieur qui est ensuite comparée aux entrées sensorielles réelles». Comme «les différences entre prédiction et réalité vont entrainer une activité neuronale de correction», si «les entrées sensorielles correspondent parfaitement au modèle, aucune activité n’est générée».
Une étude précédente a «montré que l’organisation spatiale et temporelle des vagues cérébrales alpha à 10 Hz, propriété fondamentale du traitement cortical des informations visuelles, permettait de les considérer comme de véritables échos perceptuels» scannant le champ de vision dans le but de localiser des objets. Prolongeant ce travail, l'étude ici présentée démontre «qu’un modèle computationnel prédictif explique la mise en place et les caractéristiques de ces vagues cérébrales alpha à 10 Hz apparaissant spontanément sans générateur de rythme interne».
L’élément clé de cette démonstration «est l’utilisation de contraintes qui soient plausibles sur le plan physiologique». En premier lieu, «un modèle prédictif constitué de 2 niveaux de traitement et ayant comme seules contraintes temporelles les temps de transmission neuronale met en évidence l’apparition de rythmes alpha» qui sont similaires à ceux «observés expérimentalement sur des électroencéphalogrammes de sujets placés devant des écrans de stimulation visuelle».
En second lieu, «le même modèle à plus de 2 niveaux de traitement explique l’apparition de vagues se propageant à travers ces différents niveaux avec une direction dépendant de l’état cognitif: direction montante pendant le traitement d’une information visuelle et descendante pendant le repos».
Au bout du compte, les prédictions obtenues sont parfaitement vérifiées par l’analyse de deux jeux de données EEG expérimentales enregistrées sur le scalp de sujets en réponse à des stimulations visuelles et pendant des temps de repos». Ces observations effectuées «au cours de différents états cognitifs» fournissent «de nouvelles informations sur le rôle fonctionnel de l’activité oscillatoire omniprésente dans le cerveau humain». Elles conduisent à proposer que les rythmes alpha, en plus de «leurs rôles dans le traitement de l’information visuelle, pourraient refléter le calcul neuronal impliqué dans le codage prédictif».
votre commentaire -
Une étude, dont les résultats intitulés «An interval of high salinity in ancient Gale crater lake on Mars» sont publiés dans la revue Nature Geoscience, indique que l’eau liquide des lacs et des rivières de Mars s’est évaporée il y a environ 3,5 milliards d’années «du fait de fluctuations climatiques».
Cette conclusion découle de l'analyse «des données du rover Curiosity récoltées en 2017 dans le cratère de Gale, également vieux de 3,5 milliards d’années. On savait «que durant cette période l’environnement de Mars était en train de changer radicalement», car l'atmosphère de cette planète «était activement érodée par le vent solaire», ce qui a dû profondément altérer son climat.
Comme «l’analyse de centaines de mètres de couches géologiques distinctes effectuées dans le cratère de Gale» a mis «en évidence la présence intermittente de dépôts de sels dans la roche sédimentaire», l'étude est conduite à «supposer l’existence de périodes de forte évaporation de l’eau à cette époque».
La réalité mise en évidence, qui est constituée de fluctuations climatiques, informe «à la fois sur les types d’ions disponibles dans l’eau liquide qui s’écoulaient à la surface, et aussi sur le type de changements environnementaux que la vie aurait dû affronter si elle existait sur Mars en ces temps».
votre commentaire