Lumière sur le cerveau

 

Et si les neurones se reconnaissaient entre eux grâce à de la lumière ? Les cellules du cerveau sont encore bien mystérieuses pour les scientifiques qui pensent aujourd’hui que les neurones communiqueraient par infra-rouges.

originalLes neurones s’enverraient des signaux lumineux…

Comment les neurones se reconnaissent-ils entre eux ? La complexité du réseau neuronal qui constitue le cerveau humain offre chaque jour de nouveaux défis aux scientifiques. Les neurones sont des cellules « étoilées, » car de leur centre cellulaire partent des dendrites, sorte de long bras qui vont jusqu’aux neurones suivants. Jusqu’alors, la façon dont ces dendrites s’orientaient dans l’espace pour aller rejoindre un autre neurone était un mystère. Les scientifiques du monde entier se disputaient sur le sujet : est-ce chimique ? est-ce thermique ? est-ce physique ? « La force de la recherche aujourd’hui c’est qu’elle se fait aux interfaces entre les disciplines, » clame Guillaume Baffou, chargé de recherche au CNRS à L’Institut Fresnel, « les chimistes, les biologistes et les physiciens sont désormais obligés de travailler et de communiquer ensemble pour faire avancer la science. »

C’est de ce principe qu’est né une théorie que Guillaume Baffou espère bien vérifier dans les années à venir. Selon lui, « les neurones sont sensibles aux infra-rouges, peut être même qu’ils communiquent grâce à cette lumière si particulière. » Des scientifiques ont récemment montré qu’avec un faisceau infra-rouge à proximité, les dendrites des neurones se dirigeaient vers celui-ci. Problème : est ce la chaleur dégagée par le faisceau ou la lumière de ce dernier qui attire les dendrites ? Grâce à la technique de microscopie thermique par effet mirage qu’a développé Guillaume et son équipe, le physicien entend bien mettre un terme au débat. « Mon intuition c’est que ce n’est pas thermique, » déclare-t-il, « car cela ne marche que si le faisceau d’infra-rouges clignote. » Or la chaleur est un processus lent qui ne « clignote pas. »

Armés de la précision de la microscopie thermique par effet mirage, qui permet de voir la déformation d’un faisceau lumineux à cause de la chaleur à l’échelle nanométrique, des scientifiques de disciplines théoriquement éloignées se joignent alors au projet. « Si on obtient les financements, on saura très vite ce qu’il en est ! » espère Guillaume Baffou. Qui sait ? Dans quelques années, on vous annoncera peut être que tous les hommes ont en fait un brillant cerveau.

Renaud Levantidis

Comment faire parler la lumière ?

La lumière, c’est la matière première des astrophysiciens. Pourtant si simple, si commune, c’est elle qui transporte l’information à travers tout l’univers. Son analyse approfondie n’est en revanche pas une mince affaire.

« Aujourd’hui, on ne regarde plus dans un télescope à la recherche de jolies images, » explique Georges Comte, astrophysicien émérite au Laboratoire d’Astrophysique de Marseille, « on fait de la spectrographie, ou l’art d’analyser ce que dit la lumière. » La spectrographie décompose la lumière, comme le fait un arc-en-ciel. « Le travail du scientifique est alors de repérer et d’expliquer les anomalies du spectre de la lumière, » déclare le chercheur.

Spectre du soleilSpectre du Soleil – © NOAO – Kitt Peak Observatory

Un spectre lumineux est certes bien moins impressionnant qu’une vue d’artiste ou qu’une photo prise avec le reflex que vous avez eu à Noël, mais c’est l’essence même de la lumière. De fines raies noires s’y cachent, chacune signifiant une donnée précise : telle bande correspond à l’azote, telles bandes au fer, telles autres à l’hydrogène. En analysant l’ensemble de ces raies dites d’absorption, les scientifiques peuvent décrypter quels sont les éléments qui composent l’émetteur de lumière. « C’est comme cela que nous pouvons savoir de quoi sont constituées les étoiles aux confins de l’univers, » explique Georges Comte.

Nébuleuse d'orionRaies d'émission nébuleuse d'orion

Messier 42, la grande nébuleuse dOrion et son spectre d’émission qui permet de voir quelles molécules la compose

Aussi, en regardant le continuum lumineux, c’est à dire la composante continue du flux d’énergie de la lumière le long de son spectre, les scientifiques peuvent déterminer la température de l’étoile, puis sa masse et sa luminosité. En la comparant ensuite aux autres étoiles, vient son âge. Pour cela, les astrophysiciens utilisent aussi la photométrie qui s’intéresse à l’intensité lumineuse dans des filtres larges et non aux spectres. Et l’astrophysicien de conclure : « La lumière, c’est notre matière première. C’est tout ce qu’on peut étudier, c’est tout ce qu’on a. »

Renaud Levantidis

Dans les coulisses d’Éclats de Lumière

Le mardi 12 mai 2015, tout l’équipe du comité Éclats de Lumière était à la Fondation Vasarely à Aix-en-Provence pour monter les expositions « lumière en balade » et « Lumière en image. » Reportage photos de cette journée riche en émotions.

Venez profiter de l’exposition du 13 au 31 mai à la Fondation Vasarely !

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De l’ombre à la lumière

Il y a plus de 13 milliards d’années, l’univers était complètement sombre. La lumière était emprisonnée par la matière, puis elle s’est libérée lors de la phase de ré-ionisation. Stéphane Basa, directeur de recherche du CNRS au Laboratoire d’Astrophysique de Marseille, étudie cette incroyable transition.

« Tout ce qu’on voit n’est du qu’à la lumière émise par les étoiles ». Stéphane Basa est directeur de recherche au Laboratoire d’Astrophysique de Marseille. Il étudie une phase clé de l’univers nommée « ré-ionisation » durant laquelle les premières étoiles se sont allumées et l’univers s’est éclairé pour la première fois. « Avant les étoiles, tout était sombre, comme dans un très épais brouillard, » raconte Stéphane Basa. Environ 300000 ans après le Big Bang, l’univers est neutre : il n’y a pas d’ions et les épaisses molécules ne laissent pas passer la lumière qui est absorbée de toute part.

Schéma présentant les grandes évolutions de l'Univers depuis le Big Bang avec notamment la période de l'Âge Sombre et la période de ré-ionisation.
Schéma présentant les grandes évolutions de l’Univers depuis le Big Bang avec notamment la période de l’Âge Sombre et la période de ré-ionisation.

Selon un mécanisme encore mal connu des scientifiques, la matière, majoritairement de l’hydrogène, s’est ensuite ionisée. C’est cette étape qui a libéré la lumière : le photon, particule de lumière, a pu enfin se déplacer et l’univers s’est allumé. « On ne sait pas qui est responsable de la ré-ionisation, » explique Stéphane Basa, « alors on cherche à l’étudier et à comparer ce que l’on trouve aux modèles établis de l’univers pour les affiner. » Cette époque voit naître les premières étoiles, massives (20 à 30 fois la masse du soleil) qui explosent au bout de quelques millions d’années seulement. « Ça pétaradait dans tous les sens, un véritable feu d’artifice ! » s’enthousiasme le chercheur.

Quotidiennement, Stéphane analyse des images prises par le Canada France Hawaii Télescope. « Pour faire simple, je compare une image en lumière visible à une image en infra-rouge d’une parcelle de l’univers, » explique-t-il, « c’est comme le jeu des sept différences ! » Le scientifique cherche des objets vieux de 13 milliards d’années, datant de la ré-ionisation. Sa recherche se fait dans l’infra-rouge car l’expansion de l’univers décale la lumière vers le rouge : plus on remonte loin, plus le décalage est notable. La tâche est ardue pour le scientifique, car les astres primitifs sont rares et difficiles à déceler. « C’est une aiguille dans une botte de foin, » déclare Stéphane, « nous avons commencé ce projet il y a trois ans, et nous ne pouvons pas confirmer avoir trouvé de tels objets. Nous n’avons que de potentiels candidats. » Par chance, les scientifiques sont obstinés. Il fut un temps où l’univers s’est subitement et mystérieusement éclairé. Et Stéphane Basa, comme d’autres chercheurs à travers le monde, compte bien faire la lumière sur le sujet.

Renaud Levantidis

Retour sur l’éclipse du 20 mars

Le 20 mars dernier, la lune nous cachait partiellement le soleil créant l’émoi des scientifiques comme des moins érudits. Si l’on pouvait observer le phénomène de chez soi, trois centres d’observation ont proposé de partager leur matériel et leur savoir avec le public. Retour sur les animations de l’Observatoire historique de Marseille, de l’Observatoire de la Côte d’Azur et du Centre Astronomique de Saint Michel l’Observatoire

Le ciel était nuageux, le 20 mars 2015. Cela n’a pourtant pas découragé des milliers de curieux de lever les yeux vers le ciel pour observer l’éclipse partielle du Soleil, un événement aussi rare qu’impressionnant. Au Palais Longchamp, l’Observatoire historique de Marseille a vu près de 600 personnes, petits et grands, se ruer sur les instruments mis à disposition par les animateurs et bénévoles de l’Association Andromède. Les visiteurs ont même pu assister à un diaporama et à une séance de planétarium visant à expliquer le phénomène.

 

1Les petits comme les grands observent la lune cacher le soleil. Crédit : Association Andromède

« Même après le maximum de l’éclipse il y avait toujours autant de monde sur le site. Rarement une éclipse partielle de Soleil n’aura autant passionné le public ! », déclare l’équipe de l’Association Andromède, dont le rôle est de promouvoir l’astronomie auprès des écoles et du grand public.

2 Image de l’éclipse partielle de Soleil prise avec la lunette de 80 mm et le canon 500D. credit : Laurent Ferrero

De l’autre côté de la région, l’Observatoire de la Côte d’Azur (Nice) a fait intervenir des astronomes spécialistes dans 13 classes du département, dont 4 dans le cadre du dispositif ASTEP (Accompagnement en Science et Technologie à l’Ecole Primaire). Les jeunes écoliers ont ainsi eu la possibilité d’observer l’éclipse en toute sécurité à l’aide de lunettes adaptées et avec des explications pertinentes.

Retrouvez ici l’interview d’Olga Suarez, chercheuse et responsable du service éducatif de l’Observatoire de la Côte d’Azur

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L’Observatoire de la Côte d’Azur (OCA) avait également mis en place une retransmission d’images en direct sur son site internet, prises par l’instrument PICARDSOL. Elles étaient mises à jour toutes les minutes et ont permis aux internautes de contempler le phénomène depuis leur fauteuil avec une qualité sans précédent.

 Le personnel de l’OCA et les adhérents de l’association d’astronomie Aquila ont pu aussi observer le phénomène sur le site du Mont-Gros.

 4Crédit : Matthieu Conjat de l’association Aquila

Le Centre Astronomique de Saint Michel l’Observatoire à lui accueilli dans ses locaux près de 120 élèves de classes de primaire et collège. Grâce au Sidérostat, télescope unique en France, ils ont pu admirer l’éclipse malgré la couche nuageuse et sans risque.

 5Le télescope T750 au premier plan et le sidérostat derrière. Crédit : Centre Astro
6Les jeunes curieux dans l’amphithéâtre sur Sidérostat. Crédit : Centre Astro

 

Renaud Levantidis

Une mosaïque de l’éclipse du 20 mars

psc_mozaik

L’astronome Zoltan MAKAI du Laboratoire d’Astrophysique de Marseille a pris pour vous un ensemble de clichés de l’éclipse solaire du vendredi 20 mars 2015.

Grâce à son expertise, redécouvrez l’éclipse à travers cette mosaïque d’images qui retrace son déroulement.

Les photos ont été prises avec un NIKON D5000 (lentille AF-S NIKKOR 55-200mm, 1.4:5.6G ED VR).

Le soleil disparaît, Éclats de Lumière jaillit

Ce vendredi 20 mars, c’est l’équinoxe de printemps. Mais si vous avez le regard pointé vers le ciel, c’est pour voir le majestueux spectacle de la lune cachant partiellement le soleil. Et en revenant sur terre, vous verrez qu’Éclats de Lumière est né.

Vendredi 20 mars au matin, le Soleil, la Lune et la Terre s’alignent presque parfaitement le temps de quelques heures. C’est une éclipse partielle qui est visible en France entre 9 heures et 12 heures, selon les régions. Les observateurs équipés voient alors jusqu’à 80 % du disque solaire disparaître derrière la Lune.

Attention toutefois, comme le rappelle le ministère de la santé : « L’observation d’un tel événement nécessite impérativement de se protéger les yeux afin d’éviter toute lésion oculaire, particulièrement chez les enfants. Une observation directe du soleil, sans protection adéquate, peut entraîner des effets irréversibles et conduire à une altération définitive de la vue. La Direction Générale de la Santé recommande aux personnes qui souhaitent observer l’éclipse partielle de soleil du 20 mars 2015 dans de bonnes conditions de sécurité, de se munir de moyens de protection adéquats pour une observation directe du soleil. Les parents doivent particulièrement veiller à protéger leurs enfants. Des lunettes de protection spéciales peuvent être acquises chez des opticiens, dans des magasins spécialisés ou chez certains pharmaciens. »

À noter que la prochaine éclipse partielle n’aura lieu qu’en 2021. Pour une éclipse totale, il faudra en revanche attendre 2059, la dernière ayant eu lieu en 1999.

Au même moment, alors que les astres se croisent, un nouveau-né arrive sur la Terre ferme. Et sur l’internet. C’est le projet Éclats de Lumière porté par un consortium de laboratoires de recherche de la région Provence-Alpes-Côte d’Azur. Derrière ce nom, se cache la célébration de l’Année Internationale de la Lumière portée par de nombreux événements et manifestations qui viendront ponctuer l’année 2015.

Sur le site http://www.eclatsdelumiere.fr, vous trouverez toutes les informations relatives au projet qui illuminera votre année.

Données de l’éclipse à Marseille et la région alentour : 

  • Début de l’éclipse partielle à 9 h 16
  • Maximum de l’éclipse partielle à 10 h 23
  • Fraction occultée par la Lune du diamètre solaire : 0,709
  • Hauteur du Soleil au-dessus de l’horizon sud-est : 36°
  • Fin de l’éclipse partielle à 11 h 35