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    Une étude, dont les résultats intitulés “The experimental emergence of convention in a non-human primate” ont été publiés dans la revue Philosophical Transactions of the Royal Society B, a permis de mettre en évidence que les membres d’un groupe de babouins peuvent établir des conventions sociales entre eux, en l'occurrence, en se mettant tous d’accord sur la manière de résoudre un problème pour obtenir plus rapidement une récompense. C’est la première fois que de telles conventions sont analysées expérimentalement chez une espèce animale.

     

    Relevons tout d'abord que « les conventions facilitent la résolution des 'problèmes' de coordination rencontrés fréquemment par le groupe, en fournissant des solutions efficaces, stables dans le temps et arbitraires ». Dans ce contexte, l'étude ici présentée prouve pour la première fois « que le principe de conventions n’est pas propre à l’espèce humaine »: en effet, dans une expérience menée à la Station de primatologie de Rousset du CNRS, il est apparu que « confrontés à un dispositif requérant la coordination de deux individus, des babouins de Guinée ont établi des règles communes à tout le groupe en trois jours environ ».



    Concrètement, deux images différentes « sélectionnées aléatoirement parmi un ensemble d’images » étaient présentées via des écrans à deux babouins. Si ceux-ci voulaient être récompensés, ils devaient choisir la même image. Alors qu'il n’y avait pas une seule réponse possible à l’expérience, mais plusieurs, «les individus devaient décider entre eux de la solution au problème, en s’accordant sur les choix à faire ».



    Les singes ont rapidement « développé une organisation hiérarchique des images: par exemple, ils se sont accordés sur le choix du carré rose lorsqu’il était présenté avec un carré bleu clair, tandis qu’ils choisissaient le carré jaune en regard d’un carré rose ou d’un carré bleu clair ». Comme « lorsque les deux singes ne pouvaient plus se voir, la performance globale du groupe n’a quasiment pas été affecté », cette observation « suggère que les babouins n’utilisaient pas simplement une stratégie d’imitation pour résoudre ce problème, mais s’étaient coordonnés sur ces choix ».



    Au bout du compte, « ces conventions entre babouins sont stables dans le temps, efficaces, et arbitraires étant donné que le choix des images n’était pas imposé ». Du fait qu'elles respectent « les trois caractéristiques propres aux conventions sociales humaines », cette étude appelle « à observer autrement les groupes de primates non-humains dans la nature afin d’y détecter de telles conventions ».

     

     


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    Une étude, dont les résultats intitulés “The physical basis of mollusk shell chiral coiling” ont été publiés dans la revue PNAS; a permis de développer un modèle de morphogenèse expliquant les bases biophysiques de formation de coquilles de gastropodes et de certaines ammonites.

     

    Relevons tout d'abord que les coquilles de gastropodes et de certaines ammonites “sont enroulées en hélicospirale, forme biologique dont la logique mathématique interpelle des scientifiques depuis près de deux siècles”. Ainsi, les gastropodes secrètent "depuis 540 millions d’années une coquille hélicospirale, décrite mathématiquement comme une hélice tracée sur un cône de révolution et dont la projection en deux dimensions sur la base du cône est une spirale logarithmique”.

     

    De plus, “certaines ammonites, un groupe de céphalopodes aujourd’hui éteint à coquille planispiralée comme leur actuel cousin le nautile, ont dans de rares cas sécrété des coquilles hélicospirales similaires à celle des gastropodes, ou des formes plus surprenantes, telle la fameuse Nipponites mirabilis qui grandissait en une succession de « méandres » autour d’une spirale logarithmique initiale”.

     

    Du fait que la coquille des mollusques est “sécrétée de façon accrétionnaire à l’ouverture, il semblait logique de penser que des mécanismes complexes de régulation localisés au niveau du bord en croissance pouvaient expliquer le développement des différentes formes”. Cependant, cette étude souligne “qu’aucun mécanisme localisé à ce niveau ne peut expliquer la rotation du bord en croissance géométriquement nécessaire à la genèse de formes hélicospirales ou méandriformes”.

     

    Le modèle mathématique ici présenté “résout ce paradoxe et montre que si la croissance de la coquille n’a effectivement lieu qu’à l’ouverture, ce sont les déformations mécaniques du corps du mollusque compris à l’intérieur de la coquille qui gouvernent le tracé tridimensionnel suivi par le bord en croissance”. Il explique “le développement des différentes formes de coquilles, leur variation et leur évolution”.



    Concrètement, “chez les gastropodes, une croissance asymétrique génère des contraintes mécaniques induisant une torsion axiale du corps et une rotation du bord en expansion, générant ainsi une coquille hélicospirale”. Alors que “la torsion axiale semble résulter d’une asymétrie anatomique caractéristique des gastropodes, une symétrie bilatérale est typique des céphalopodes”, puisque, dans ce cas, “un découplage entre croissance du corps et de la coquille induisait la torsion axiale du corps symétrique générant la coquille asymétrique des ammonites”.

     

    Au bout du compte, “la beauté mathématique qui sous-tend le développement et l’évolution de ces coquilles” est “l’empreinte de mécanismes physiques”.

     

     


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    Une étude, dont les résultats intitulés “Temporal controls over inter-areal cortical projection neuron fate diversity" ont été publiés dans la revue Nature, a permis de découvrir que les différentes populations de neurones nécessaires aux connexions entre les aires cérébrales partagent un programme génétique similaire, mais se développent à un rythme différent.

     

    Relevons tout d'abord que « le cortex cérébral, situé à la surface du cerveau, gère les facultés cognitives, le langage ou encore les fonctions complexes nous permettant de nous représenter le monde ou de nous projeter dans le futur ». En catégorisant et associant les stimuli lui parvenant de nos cinq sens, « le cortex fait les liens entre ces différentes informations pour leur donner un sens et agir en conséquence ».

     

    Plus précisément, les fonctions gérées par le cortex cérébral “ne sont pas distribuées au hasard, mais s’organisent selon une cartographie précise”: Ainsi, par exemple,” les aires de la vision sont situées à l’arrière de la tête, tandis que le toucher est représenté sur le côté et le contrôle moteur à l’avant”. Pour leur part, «les connexions entre les aires corticales sont assurées par les neurones dits «de projection corticale interaréaux» (ICPN), qui envoient des signaux électriques à d’autre(s) aire(s) corticale(s) ».

     

    Comme « pour que les aires corticales puissent communiquer, le système doit se connecter précisément», différents types de connexions « doivent impérativement s’établir au bon endroit et au bon moment ». Afin de comprendre comment ce phénomène se met en place, l'étude ici présentée a analysé « comment les connexions entre les aires responsables du toucher et de la motricité s’établissent après la naissance chez la souris ».

     

    Il est ainsi apparu que si « le programme génétique des populations d’ICPN n’est globalement pas différent malgré leurs différences anatomiques », le tempo « régissant l’expression de ce programme génétique varie, lui, considérablement », ce qui suggère « que pour créer la diversité des neurones, il n’y a pas toujours besoin de diversité génétique majeure » : autrement dit, « la partition est similaire, seul le rythme de lecture et d’exécution change».

     

    Cette découverte a été confirmée en modifiant « l’exécution de ce programme génétique en exprimant sur une longue période un gène qui normalement n’est exprimé qu’au début du processus », car « les souris ont alors montré des connectivités sensitivomotrices anormales, ainsi qu’une exploration insolite de leur environnement ».

     

    Au bout du compte, une seule modification « a perturbé le système dans son entier ». Ainsi, en fait, « le cortex apprend à n’établir des connexions que lorsque celles-ci sont nécessaires, afin de pouvoir traiter l’information correctement ».

     

     


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    Une étude, dont les résultats intitulés « Distributed cell assemblies spanning prefrontal cortex and striatum » ont été publiés dans la revue Current Biology, montre que l’enregistrement de l’activité du cortex préfrontal et du striatum ventral chez le rat révèle des activations très synchrones (~10 ms), des co-activations étroites orchestrées par des oscillations cérébrales. Comme l’activité de ces assemblées révèle des corrélations comportementales absentes, ou faibles chez leurs membres, il s'agit d'une propriété émergente.

     

    Le cortex préfrontal, qui assure des fonctions exécutives, puisqu'il « envoie des projections sur le striatum ventral, crucial pour la prise de décision », a fait l’objet de nombreuses études « du fait de son rôle dans les fonctions exécutives, la mémoire, et la prise de décision ».

     

    Si « la plupart des recherches portent sur les systèmes intégrés (employant l’imagerie fonctionnelle chez l’Homme, l’étude de la perte de fonction à la suite d’activations ou de désactivations expérimentales, ou enregistrements des neurones individuels chez le singe ou le rongeur) », on sait en moins « sur l’activité collective des neurones, et sur les mécanismes de transmission des signaux préfrontaux en aval, en particulier en relation avec des fonctions exécutives ».

     

    Dans ce contexte, cette étude a «enregistré des assemblées de neurones au niveau du cortex préfrontal et du striatum médian et ventral (qui sont impliqués dans plusieurs maladies psychiatriques) » en vue de mieux comprendre le traitement du signal au sein de ce réseau cérébral.

     

    Concrètement, « les rats alternaient entre deux tâches comportementales dans le même labyrinthe en forme de T, l'une dépendant des repères visuels et l’autre des repères spatiaux du dispositif expérimental ». Il est ainsi apparu que « des groupes de neurones préfrontaux et striataux déchargent de façon synchronisée dans une fenêtre de temps de l’ordre de 10 millisecondes » et que « lors de l’activation de ces "assemblées", l’activité des neurones concernés est modulée par des oscillations cérébrales dans les bandes de fréquences 4 Hz, 8 Hz (dite thêta) et de 80 Hz (dite gamma) ». Les activations en question « ne sont pas simplement dues au comportement de l’animal, car elles se reproduisent lors de la période de sommeil suivante ».

     

    Alors que le psychologue Donald Hebb avait postulé en 1949 « que des assemblées de neurones seraient la base des représentations mentales et qu’elles porteraient des informations dépassant celles des neurones individuels, ce qu’il appelait une "propriété émergente" », jusqu’ici, de telles propriétés émergentes s’avéraient très difficile à démontrer expérimentalement.

     

    Aujourd'hui cette étude montre « que l’activité des assemblées est corrélée avec certaines informations requises pour l’exécution de la tâche comportementale, par exemple, la position du rat sur le labyrinthe , son choix entre les deux repères lors d’un essai, et la règle applicable (visuelle ou spatiale) » et surtout « dans certain cas, ces corrélations comportementales des assemblées sont absentes ou faibles dans l’activité de leurs membres ».

     

    Cela suggère que « de telles assemblées de neurones pourraient également exister entre le cortex préfrontal, le striatum et d’autre régions cérébrales, et manifester des propriétés émergentes sous-tendant de multiples fonctions cognitives ».

     

     


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    Une étude, dont les résultats intitules « Day–night cloud asymmetry prevents early oceans on Venus but not on Earth » ont été publiés dans la revue Nature, a permis, à partir d’un modèle climatique de dernière génération, de contredire une étude américaine qui avait émis l’hypothèse que Vénus, une des quatre planètes telluriques du Système solaire, avait abrité des océans.

     

    Concrètement, alors que « après sa formation, la jeune Vénus était couverte de magma », il aurait fallu, pour former des océans, « que la température de son atmosphère diminue afin de permettre des pluies de plusieurs milliers d’années, comme ce fut le cas sur Terre ». Cependant, « même si peu après la naissance de Vénus, il y a 4,5 milliards d’années, le Soleil était 30 % moins lumineux », ce n'était pas suffisant pour que la température de la jeune planète diminue assez pour générer des océans.

     

    Si « une telle diminution aurait pu être possible si la surface de Vénus était à l’époque protégée du rayonnement solaire par des nuages », le modèle de climat de cette étude montre « que ces derniers étaient principalement du côté nuit de Vénus (le côté qui n’est pas atteint par le Soleil) » de sorte « que de ce côté, les nuages ne pouvaient pas protéger du rayonnement solaire absent ». En fait, « au lieu d’offrir une protection, ils ont contribué au maintien des températures élevées en provoquant un effet de serre piégeant la chaleur sous la dense atmosphère ».

     

    Au bout du compte, «la pluie ne pouvant pas tomber si la température est trop élevée à la surface, les océans n’ont donc jamais pu apparaître selon ce modèle climatique ».

     

     


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