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    Une étude, dont les résultats intitulés "Multisensory correlation computations in the human brain identified by a time-resolved encoding model" ont été publiés dans la revue Nature Communications, a conduit à suggérer l'existence d'un détecteur de corrélations multisensorielles dans le cerveau humain.

     

    Relevons tout d'abord que "à chaque instant, le cerveau reçoit des informations sensorielles qu'il doit fusionner (intégrer) ou différencier (dissocier)": par exemple, un cerveau qui voit un oiseau et entend son chant déduit, par intégration multisensorielle, que ces deux stimulations ont une cause unique (par inférence causale), tandis que un cerveau qui voit un chat et entend simultanément un oiseau, doit dissocier les informations visuelles et auditives en deux représentations distinctes.

     

    Pour expliquer cette capacité à attribuer une représentation à deux sources sensorielles, qui ont ou non la même origine, les neurobiologistes "avancent l'hypothèse que notre cerveau est bayésien". Autrement dit, il évalue en permanence "la probabilité des différentes causes possibles de ce qu'il est en train d'observer". Néanmoins, cette approche bayésienne a l'inconvénient d'être statique et "de ce fait, les mécanismes neuronaux qui permettent d'intégrer ou de dissocier des informations lors de l'analyse de scènes complexes restent largement inconnus".

     

    Dans ce contexte, comme "un certain nombre de données montrent que l'intégration multisensorielle est d'autant plus performante que les signaux d'entrée sont corrélés dans le temps et dans l'espace", un algorithme dynamique, appelé « détecteur de corrélations multisensorielles » pourrait constituer un bon modèle d'intégration des informations par les neurones (via une inférence causale) et de ségrégation (via un ordre temporel).

     

    L'étude ici présentée, relayée par le CEA, "a voulu tester les deux dynamiques neuronales prédites par le modèle qui expliquent respectivement l'intégration et la ségrégation des signaux multisensoriels" en développant "des tests combinés à une neuroimagerie non invasive à haute résolution temporelle (magnétoencéphalographie ou MEG)". Concrètement, les participants dont l'activité cérébrale était enregistrée par MEG durant toute la durée de la tâche, "devaient juger si des séquences de signaux auditifs et visuels provenaient de la même source (inférence causale) ou si une modalité sensorielle précédait l'autre (ordre temporel)".

     

    Il est ainsi apparu "que le détecteur de corrélation multisensorielle explique bien les jugements d'inférence causale et d'ordre temporel", car il y a "une forte adéquation entre l'activité cérébrale dans les cortex temporo-pariétaux et le détecteur de corrélation multisensorielle" et il existe "une asymétrie dans la qualité de cette adéquation, qui est meilleure pendant la tâche d'inférence causale que pendant la tâche de jugement de l'ordre temporel".

     

    Au bout du compte, ces résultats "suggèrent l'existence d'un détecteur de corrélations multisensorielles dans le cerveau humain, ce qui explique comment et pourquoi l'inférence causale est déterminée par la corrélation temporelle des signaux multisensoriels".

     

     

     

     


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    Une étude, dont les résultats intitulés « The Double Detonation of a Double-degenerate System, from Type Ia Supernova Explosion to its Supernova Remnant » ont été publiés dans la revue The Astrophysical Journal, a permis d'identifier des signatures morphologiques spécifiques à l'un des scénarii envisagés pour expliquer les supernovae de type Ia : en l'occurrence, le scénario de l'explosion d'une naine blanche dans un système binaire serré, composé de deux naines blanches.

     

    Relevons tout d'abord que les supernovae de type Ia (SN Ia), qui résultent de l'explosion d'une naine blanche dans un système binaire, « ont été utilisées comme 'chandelles standard' pour estimer les distances des galaxies dans l'Univers, ce qui a notamment permis de mettre en évidence l'expansion accélérée de l'Univers ». Néanmoins, « il n'y a actuellement pas de consensus sur la façon dont elles explosent ni sur la nature de leur compagne dans le système binaire ».

     

    Concrètement, « l'explosion d'une SN Ia est déclenchée par un transfert de masse de l'étoile compagne vers la naine blanche » ou « résulter de la fusion de deux naines blanches ». Actuellement, deux mécanismes d'explosion sont retenus : une onde de combustion explosive (déflagration) suivie de la détonation du cœur de la naine blanche ou une double détonation, qui, dans les deux cas, aboutissent à la destruction complète de la naine blanche.

     

    Afin de découvrir la nature de l'étoile compagne, « les astrophysiciens ont tenté sans succès d'identifier les compagnes survivantes dans les restes de supernovae historiques ». Cependant, en 2018, « ils ont découvert dans notre Galaxie, grâce à l'observatoire spatial européen GAIA, trois naines blanches, animées de vitesses exceptionnelles, qu'ils ont interprétées comme des survivantes de SN Ia ». car, « dans le cas de deux naines blanches en orbite serrée sur le point de fusionner, un transfert de masse instable peut provoquer l'explosion de la naine blanche la plus massive, laissant la naine blanche compagne s'échapper à très grande vitesse », ce modèle d'explosion étant appelé Dynamically Driven, Double-Degenerate, Double Detonation (ou D6).

     

    Dans ce contexte, cette étude, relayée par le CEA, a « modélisé numériquement en 3D l'évolution hydrodynamique d'une supernova D6, de son explosion jusqu'à sa phase de reste de supernova, âgé de plusieurs milliers d'années ». Il est ainsi apparu que « la double détonation, la proximité de la naine blanche compagne, et les vitesses élevées du système binaire produisent des structures asymétriques caractéristiques de la supernova D6 ».

     

    Parmi celles-ci figurent: une protubérance des éjectas située à l'opposé du lieu de la détonation initiale dans la couche d'hélium, qui se dissipe après plusieurs centaines d'années ; un pic de densité au cœur des éjectas, résultant de la seconde détonation ; un décentrage de la matière éjectée par rapport au point d'explosion de la supernova généré par la vitesse initiale de la naine blanche dans le système binaire ; un important cône « d'ombre » généré par la présence de la compagne qui se traduit par une zone moins dense, entourée d'un anneau plus dense, riche en instabilités hydrodynamiques, cette dernière signature étant « la plus marquée et la plus durable dans l'évolution du reste de supernova ».

     

    Le prochain défi sera de « produire les cartes d'émission en rayons X d'un reste de SN Ia D6 pour les confronter aux observations existantes, ainsi que les spectres associés à haute résolution spectrale qui seront accessibles avec le futur grand observatoire spatial européen en rayons X Athena ».

     

     


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    Une étude, dont les résultats intitulés "Engineering of a Microscale Niche for Pancreatic Tumor Cells Using Bioactive Film Coatings Combined with 3D-Architectured Scaffolds" ont été publiés dans la revue ACS AMI, a permis, en utilisant des processus presque entièrement automatisés, de concevoir un microenvironnement tridimensionnel où des cellules forment un tissu semblable à une mini-tumeur.

     

    Relevons tout d'abord que "les cultures tissulaires sur support rigide (plastique ou verre) sont actuellement incapables de reproduire les conditions biophysiques, chimiques et physiologiques d'un microenvironnement tumoral". Comme, par ailleurs, les modèles in vivo actuels nécessitent, "des procédures longues et coûteuses et soulèvent des questions éthiques liés à la manipulation d'animaux", il s'avère très souhaitable "de développer de nouveaux modèles in vitro, imitant le microenvironnement tumoral in vivo, à tous les stades du développement".

     

    Concrètement, "In vivo, la tumeur est entourée d'une matrice extracellulaire. qui est un réseau enchevêtré de protéines, de sucres et de facteurs de croissance fournissant aux cellules cancéreuses "les protéines nécessaires à leur soutien biochimique et structurel, ainsi que les facteurs de croissance agissant sur les réponses cellulaires". En outre, "elle leur permet de communiquer entre elles, par le biais de signaux biochimiques et mécaniques".

     

    Dans ce contexte, cette étude a fait appel à "des films multicouches de polyélectrolytes pour imiter la composition de cette matrice" de sorte qu'il est possible de "moduler l'épaisseur, la chimie et les propriétés mécaniques de ces nanofilms biomimétiques, qui peuvent libérer des protéines et des médicaments à destination des cellules humaines". Ces films, qui "peuvent être déposés au moyen d'un automate sur des échafaudages tridimensionnels réalisés à façon par photo-polymérisation d'une résine", rendent possible la création d'architectures 3D aux surfaces bio-fonctionnalisées.

     

    Dans le prolongement de précédents travaux, ont été sélectionnés "des films à base d'acide hyaluronique (un des principaux constituants de la peau) et de poly(L-lysine), un polypeptide employé couramment en culture cellulaire". C, es films, après élaboration, sont "réticulés chimiquement pour moduler leur rigidité puis, dans une dernière étape, des protéines sont chargées au sein des films".

     

    Ils possèdent ainsi deux caractéristiques majeures de la matrice extracellulaire : une rigidité contrôlée et une réserve de protéines à diffuser aux cellules au fil du temps. Dans ce microenvironnement synthétique et bioactif, il est apparu "que les cellules cancéreuses s'auto-organisent, migrent et prolifèrent pour former un tissu semblable à une microtumeur en trois dimensions".

     

    En fin de compte, "l'adhésion et la prolifération de cellules cancéreuses du pancréas sont influencées par les signaux biomécaniques et biochimiques venant du film biomimétique d'une manière spécifique pour chaque type de cellule": en particulier, "les protéines morphogénétiques osseuses de type 2 et 4 apparaissent comme des facteurs importants dans le cancer du pancréas".

     

     


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    Une étude, dont les résultats intitulés " Origin of Intense Electron Heating in Relativistic Blast Waves " ont été publiés dans la revue The Astrophysical Journal Letters, a permis de proposer un modèle, qui permet d’expliquer le chauffage extrême des électrons durant la traversée des chocs associés aux sursauts gamma.

     

    Relevons tout d'abord que les signatures radiatives des sursauts gamma, qui résultent de phénomènes cataclysmiques liés à l’implosion d’une étoile super-massive ou à la collision d’astres compacts, "suggèrent que des ondes de choc animées de vitesses proches de celle de la lumière se sont formées au voisinage de ces objets et y ont accéléré les électrons ambiants à très haute énergie". Ce sont des chocs exotiques "car ils résultent non de collisions entre particules, comme c’est le cas sur Terre, mais de structures turbulentes électromagnétiques, cohérentes sur plusieurs centaines de kilomètres".

     

    Ainsi, ces structures, "créées en amont par interaction entre le plasma ambiant et les particules accélérées par le choc", compriment et chauffent progressivement le plasma. Comme "l’analyse des observations radiatives suggère que les électrons atteignent alors des températures d’environ 1014 K", cette étude, relayée par l' INSU, a été conduite à "proposer un modèle théorique permettant d’expliquer ce chauffage extrême durant la traversée du choc".

     

    Concrètement, "la différence de masse entre les ions et les électrons du plasma entraîne leur découplage lors de leur interaction avec la turbulence" de sorte que "les électrons, plus légers, sont piégés par friction sur les structures électromagnétiques, tandis que les ions, plus lourds, peuvent s’en extraire". Au bout du compte, "cette différence de charge induit un champ électrique intense qui conduit au chauffage voulu par un effet analogue à l’effet Joule", un scénario "corroboré par des simulations numériques effectuées au moyen du code CALDER du CEA-DAM sur le supercalculateur français OCCIGEN".

     

    Ces simulations, qui ont monopolisé 8000 cœurs de calcul, pour une durée totale de 4,5 millions d’heures", jouent "le rôle d’expériences virtuelles reproduisant les conditions extrêmes de ces milieux astrophysiques".

     

     


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    Une étude, dont les résultats intitulés "A peptide-mediated, multilateral molecular dialogue for the coordination of pollen wall formation" ont été publiés dans la revue PNAS, a permis de décrire le dialogue moléculaire complexe entre les grains et le tissu entourant les grains en formation à l’intérieur des étamines, tissu qui assure la bonne mise en place du manteau pollinique.

     

    Relevons tout d'abord que la production et la dispersion des grains de pollen, étapes clés de la reproduction sexuée chez les plantes, "sont indispensables au brassage génétique et à la formation des graines, qui sont elles-mêmes essentielles à l’agriculture et à l’alimentation humaine". Le pollen étant produit dans l’anthère, l’organe floral mâle, les grains de pollen, pour survivre lors de leur libération à l’air libre, "doivent se doter au cours de leur développement d’une barrière externe extrêmement résistante appelée ‘manteau pollinique’".

     

    Alors que "la plupart des composants de ce manteau pollinique ne sont pas produits par le grain de pollen lui-même, mais par une couche de cellules très spécialisées (le tapetum) qui entoure les grains de pollen en développement dans l’anthère", le dépôt des composants du manteau pollinique "demande une coordination extrêmement fine entre le développement des grains de pollen et l’activité du tapetum": en effet, "déposé trop tôt, le manteau prive le grain de pollen des nutriments dont il a besoin pour de développer" tandis qu'un dépôt tardif pourrait "produire un manteau défectueux et nuire à la viabilité du grain de pollen".

     

    Dans ce contexte, l'étude ici présentée montre "que cette coordination essentielle tapetum-pollen dépend de la production de pro-peptides inactifs par le tapetum immature". Ainsi, "quand les grains de pollen sont « prêts » à recevoir leur manteau, ils produisent une enzyme capable d’activer ces pro-peptides", de sorte que les peptides activés "sont perçus, non pas par le tapetum lui-même, mais par une couche de cellules située autour du tapetum, appelée « middle layer » et dont la fonction était jusqu’ici inconnue". La perception en question "déclenche la sécrétion polarisée des composants du manteau depuis le tapetum vers les grains de pollen en développement".

     

    Ces résultats, démontrant "que la formation du manteau pollinique nécessite un dialogue complexe et multidirectionnel entre trois types de cellules différentes" (dialogue mis en oeuvre par la modification et la migration de petits peptides entre différentes couches cellulaires), "renforcent notre compréhension des mécanismes mis en place par les plantes pour assurer le développement coordonné de leurs organes reproducteurs".

     

     


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