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3 Éditorial

16 Santé

Le dosage en routine de la vitamine D est inutile

6 Courrier

Recherche

n° 483 Janvier 2014

Web du mois

les bactéries dormantes

Mécanique

12 Neurosciences

Recherche

Recherche

Les pierres de la Cité interdite transportées en luge 10 Épidémiologie L’attaque cérébrale augmente chez les jeunes Astronomie La chute de l’astéroïde de l’Oural Planétologie « Une nouvelle exoplanète rocheuse suscite le débat » Le sommeil nettoie le cerveau Paléontologie

Les insectes modernes ont au moins 310 millions d’années

A

14 Nomination 

A

Un Français présidera le Conseil européen de la recherche Immunologie Le staphylocoque doré, fin stratège Technologie Contre l’eau, une surface imite l’aile de papillon

Le chien a été domestiqué en Europe Mieux connaître nos médicaments Astrophysique

Le détecteur LUX n’a pas trouvé de matière noire

18 Physique

Des électrons se propagent sans faire de vagues

Environnement

Le bilan carbone du gaspillage alimentaire

20 Matériau

Un revêtement masque les températures

Neurosciences

Comment le cerveau résiste à la tentation

21 Politiques

Génomes en libre accès Déchets : Les poubelles africaines se remplissent Dossier spécial p. 111

Santé en questions

réalisé avec le soutien de l’Inserm et Universcience.

www.larecherche.fr

En couverture :

Offre d’abonnement : p. 57

Paléontologie

8 Biologie Une arme détruit

La Recherche est publiée par Sophia publications, filiale d’Artémis. © L.Byrne,Univ. California, Berkeley ; R. Isaacs/AAAS; S. Ramirez & X. Liu/Riken-MIT ; Efeo/Mafkata; Wake Forest Institute for Regenerative Medicine ; Nasa/JPL-Caltech/ MSSS ; E. Farmer/UNIL; ESA/ Image AOES Medialab ;RikenMIT ; Efeo/Mafkata ; Wake Forest Institute for Regenerative Medicine ; Nasa/JPL-Caltech/ MSSS ; E. Farmer/UNIL ; ESA/ Image AOES Medialab

A

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La Recherche sur Twitter... Rejoignez-nous sur Twitter pour un éclairage original sur la science et les technologies http://twitter.com/maglarecherche Ce numéro comporte deux encarts La Recherche sur les ventes France et export (hors Belgique et Suisse) ; un encart Edigroup sur les ventes Belgique et Suisse , un encart Terre Sauvage posé sur les abonnés.

4 • La Recherche | janvier 2014 • nº 483


Le top 10 des découvertes de l’année 

24  Environnement

➊ Les abeilles sauvages, butineuses menacées par Lise Barnéoud

30  Mathématiques

➋ Réduire l’écart entre les nombres

premierspar Philippe Pajot

36  Neurobiologie

➌ Les faux souvenirs ressemblent

aux vraispar Anne Debroise

41  Planétologie

➍ Curiosity découvre les traces des rivières

martiennespar Julien Bourdet

46  Santé

 Allaitement et VIH : vers un risque zéro ➎ de transmission par Philippe Van de Perre

50  Physique

Les horloges atomiques montent en fréquence par Antoine Cappelle ➏

54  Biologie

➐ Alerte électrique chez les plantes par Jean-Philippe Braly

58  Archéologie

➑ Un temple dévoile le passé d’Angkor par Jacques Abadie

À suivre en

2014

Une comète examinée de très près

p. 92

Que deviendra l’eau de Fukushima ? p. 94

Et aussi…

p. 96

Galileo enfin en marche • La migration des requinstaupes • L’espace de restitution de la grotte Chauvet • Quels lauréats pour la médaille Fields ? • L’éolien s’étend au large des côtes françaises • L’étude du Distilbène sur trois générations • Vers la construction d’Ariane 6 ? • Un ordinateur musicien • L’inversion du champ magnétique solaire • La bactérie Clostridium difficile évaluée • L’efficacité des cours en ligne mesurée • La première course de nanovoitures

62  Paléontologie

➒ Un poisson fossile bouscule nos origines par Jean-Philippe Braly

64  Archéologie

➓ Richard III, le « roi sous le parking » par Rémi Canali

66  La technologie de l’année

L’imprimante 3D recrée des tissus vivants

« Réduisons la pauvreté pour nous adapter au changement climatique » Entretien avec Stéphane Hallegate



p. 102

par Denis Delbecq

70  Images de science

L’album de l’année

92  Prix Nobel

Cahier spécial : par Jacques Abadie

Une chimie sans expériences par Vincent Glavieux Les lauréats 2012

chercheurs d’énergie

p. 83

Le transport de marchandises réalisé avec le soutien de la direction scientifique de Total. nº 483 • janvier 2014 | La Recherche • 5


Actualités Biologie 

Une arme détruit les bactéries dormantes

C

omment lutter contre les bactéries pathogènes ? Lors de traitements aux antibiotiques, certaines survivent dans l’organisme en ralentissant leur métabolisme et en arrêtant de se multiplier. Mais elles n’en perdent pas pour autant cette capacité ! Il suffit qu’elles se réveillent pour provoquer des dégâts considérables : elles sont notamment responsables de rechutes de tuberculose ou d’infections à staphylocoques dorés. D’où l’intérêt de l’approche développée par une équipe américaine : elle a identifié une molécule qui provoque l’auto­digestion de ces bactéries [1]. « La plupart des antibiotiques bloquent une étape du métabolisme des bactéries actives, qui croissent et se multiplient rapidement

dans l’organisme, explique Antoine Andremont, de l’hôpital Bichat-ClaudeBernard, à Paris. C’est pourquoi ils sont inefficaces contre les bactéries dormantes qui, elles, sont inactives. » L’équipe de Kim Lewis, de l’université Northeastern à Boston, a donc cherché un élément indispensable à la survie des bactéries, même quand elles sont en état de dormance. C’est le cas d’une enzyme nommée ClpP, présente dans toutes les bactéries, et qui régule la dégradation de plusieurs de leurs protéines. Un mécanisme normalement propice à leur survie, mais que les biologistes ont cherché à retourner contre elles. De précédents travaux avaient montré que cette enzyme pouvait être sur­ activée par une famille de molécules, les acyl-

© SPL/COSMOS

Pour la première fois, une molécule permet d’éliminer des bactéries dont le métabolisme ralenti est insensible aux antibiotiques.

Les bactéries (ici, des staphylocoques, grossis 2 800 fois) forment la plupart du temps une colonie qui adhère à un support. Dans une telle structure, les bactéries dormantes sont les plus difficiles à éradiquer.

­ epsipeptides (ADEP), qui d par ailleurs tuent certaines bactéries actives. L’équipe bostonienne a donc eu l’idée de tester l’effet d’une de ces molécules, ADEP4, contre une bactérie très pathogène, le s­ taphylocoque doré. Ils l’ont introduite dans une culture de staphylocoques en dormance. Au bout de 24 heures, ils ont analysé la composition en protéines de ces bactéries. Résultat,

© infographie sylvie dessert

adep4, plus efficace qu’un antibiotique classique L es antibiotiques classiques tuent les bactéries actives (en rouge), mais sont inefficaces contre les bactéries dormantes (en bleu). La molécule ADEP4, elle, agit dans les deux cas. Sa cible est une enzyme nommée ClpP, dont le rôle normal consiste à dégrader certaines protéines. ADEP4 la suractive, entraînant une dégradation fatale.

Enzyme ClpP suractivée

Cible Antibiotique

Sans effet

ADEP4

Protéine dégradée

Biofilm

Bactérie active

8 • La Recherche | janvier 2014 • nº 483

Bactéries Bactéries actives dormantes intactes tuées

Bactéries actives et dormantes tuées

plus de 400 protéines ­différentes avaient été dégradées. « ADEP4 force les staphylocoques à s’autodigérer », résume Antoine Andremont.

Efficace chez la souris.

Kim Lewis et ses collègues ont poursuivi les tests en laissant la molécule agir pendant deux jours. La majorité des bactéries ­dormantes a initialement été détruite. Toutefois, après trois jours, la population a recommencé à ­croître – probablement en raison de l’existence, dans la population initiale, de quelques individus résistants à ADEP4, qui se sont multipliés. Qu’à cela ne tienne : les microbiologistes ont reconduit l’expérience en ajoutant à cette molécule un antibiotique classique, la rifampicine. Cette fois, les ­bactéries ­dormantes ont été ­totalement éliminées. Ce résultat était, certes, encourageant, mais aussi


➜ Bref ➜ Physique

Résistance accrue

[1] B.P. Conlon et al., Nature, 503, 365, 2013.

Un traitement mécanique appliqué à un fil de nickel a créé en surface, sur une épaisseur d’environ 80 micromètres, une couche très dure. Elle supporte des pressions jusqu’à 6,4 gigapascals. Cette couche est aussi très stable : elle conserve sa structure jusqu’à une température de plus de 500 °C.

03_légende_PHoto  démarrage en cap jusqu’à la pierre, lourde de plusieurs tonnes, située au centre Alt F de l’allée menant au pavillon de l’Harmonie Suprême a été apportée à la Cité interdite sur une luge.

Les pierres de la Cité interdite transportées en luge Mécanique 

X. C. Liu et al., Science, 342, 337, 2013.

➜ Chirurgie

Greffon renforcé

U

L’ajout de cellules souches adipeuses aux greffons de tissu graisseux utilisés en chirurgie plastique prolongerait leur durée de vie. Selon un essai mené chez 10 volontaires sains greffés dans le bras, un greffon enrichi conserve 80,9 % de son volume au bout de quatre mois, contre 16,3 % pour un g ­ reffon classique. S. F. Kølle et al., The Lancet, 382, 1113, 2013.

➜ Environnement

Rituels à adapter La quantité d’aérosols carbonés émis dans l’atmosphère par les activités humaines est mal connue en Asie du Sud. Une nouvelle source vient d’y être identifiée : les crémations funéraires, où le défunt est brûlé à ciel ouvert. Elles produiraient l’équivalent de 23 % des émissions liées aux carburants fossiles. R.K. Chakrabarty et al., Environ. Sci. Tech. Lett., doi:10.1021/ez4000669, 2013.

Indicateur

11

nouveaux gènes impliqués dans la maladie d’Alzheimer ont été découverts par un consortium international. Ils s’ajoutent aux 9 déjà connus. J.-C. Lambert et al., Nat. Genetic., doi:10.1038/ng.2802, 2013.

© PROF. JIANG LIU/SCHOOL OF MECHANICAL ENGINEERING/ UNIV. OF SCIENCE & TECHNOLOGY, BEIJING, CHINE

efficace fut-il in vitro, le traitement combinant ADEP4 et rifampicine le serait-il autant in vivo ? Pour le savoir, les biologistes l’ont testé chez des souris souffrant d’une infection chronique à staphylocoques dorés, similaire à celle dont peuvent être atteints des patients immunodéprimés. En analysant préalablement les tissus infectés, les chercheurs avaient repéré des colonies bactériennes appelées biofilms, composées essentiellement de bactéries dormantes. Or, après un traitement de 24 heures, les biofilms avaient disparu. Ce résultat est d’autant plus prometteur que les biofilms bactériens sont un fléau : on leur doit bon nombre d’infections nosocomiales. Ils se forment en effet sur des sondes, cathéters ou ­prothèses, entraînant des infections particulièrement difficiles à soigner. « On est parfois obligé de retirer le matériel médical infecté, précise Antoine Andremont. Au mieux, il faut traiter les patients avec des antibiotiques pendant plusieurs semaines voire plusieurs mois. ADEP4 pourrait permettre non seulement de guérir ces malades, mais aussi de réduire la durée du traitement antibiotique. Cela éviterait que les bactéries ne développent de nouvelles résistances. » Reste à tester cette molécule chez l’homme pour évaluer son efficacité et sa toxicité. n Jacques Abadie

n skieur ne dévale pas les p ­ istes uniquement en glissant sur la neige : une fine pellicule d’eau, qui se crée par frottement entre la neige et ses skis, sert de lubrifiant. Selon une équipe d’ingénieurs de Pékin, en Chine, et de Princeton, aux États-Unis, c’est sans doute en utilisant ce phénomène qu’aux XVe et XVIe siècles, les constructeurs de la Cité interdite, à Pékin, ont transporté des blocs de pierre de plusieurs tonnes [1]. Des textes historiques chinois rapportent la fabrication d’un chemin de glace, de la carrière au chantier, sur environ 70 kilomètres, grâce à des puits creusés tous les 500 mètres. Les blocs étaient posés sur des luges qu’il suffisait de tirer. Pour le vérifier, l’équipe sino-américaine a évalué le coefficient de friction selon différents critères, en prenant comme ­référence un bloc de la Cité interdite pesant 123 tonnes. Plus ce coefficient est bas, plus les p ­ ierres sont faciles à déplacer. Sur la glace, il est faible, mais l’étude montre qu’il aurait tout de même fallu 338 personnes pour tirer un bloc. En revanche, si l’on ajoute une pellicule d’eau sous la luge, le coefficient devient quasi nul et 46 tireurs suffisent. Reste que d’après le temps mis pour faire le trajet, il semble que le bloc était déplacé à moins de 300 mètres par heure. Or, à cette vitesse, le frottement entre la luge et la glace est insuffisant pour créer un film d’eau. Ce qui suggère que les puits auraient aussi servi à déverser constamment de l’eau devant la luge. n Rémi Canali [1] J. Li et al., PNAS, doi:10.1073/pnas.1309319110, 2013. nº 483 • janvier 2014 | La Recherche • 9


Palmarès

Le top

© illustration hervé pinel

L

des de

es abeilles sauvages qui occupent la première place de notre palmarès des découvertes de 2013 ne produisent pas de miel. Leur action pollinisatrice est toutefois vitale pour notre alimentation : sans elles, pas de fruits, pas de café, sans parler de chocolat ! Il est donc urgent d’enrayer leur déclin malheureusement bien réel. Aux places suivantes, découvrez l’écart minimal entre une infinité de paires de nombres premiers, les faux souvenirs créés chez des souris ou encore les performances améliorées des horloges atomiques. Autant de sujets pour lesquels de nouvelles perspectives viennent de s’ouvrir, et dont nous n’avons pas fini d’entendre parler.

22 • La Recherche | janvier 2014 • nº 483

© illustration rémi malingrey

2013


découvertes l’année La technologie de l’année

L’imprimante 3D recrée des tissus vivants par Denis Delbecq

p. 66 © WAKE FOREST INSTITUTE FOR REGENERATIVE MEDICINE

1 Les abeilles sauvages, butineuses menacées par Lise Barnéoud p. 24 2 Réduire l’écart entre les nombres premiers par Philippe Pajot p. 30 3 Les faux souvenirs ressemblent aux vrais par Anne Debroise p. 36 4 Curiosity découvre les traces des rivières martiennes par Julien Bourdet p. 41 5 Allaitement et VIH : vers un risque zéro de transmission par Philippe Van de Perre p. 46 6 Les horloges atomiques montent en fréquence par Antoine Cappelle p. 50 7 Alerte électrique chez les plantes  par Jean-Philippe Braly p. 54

8 Un temple dévoile le passé d’Angkor par Jacques Abadie p. 58 9 Un poisson fossile bouscule nos origines par Jean-Philippe Braly p. 62  Richard III, le « roi sous le parking » 

Images de science

L’album de l’année par Jacques Abadie

p. 70

par Rémi Canali p. 64 nº 483 • janvier 2014 | La Recherche • 23


Palmarès 2013

Mathématiques

2 Réduire l’écart entre Existe-t-il une infinité de paires de nombres premiers dont la différence est 2 ? On n’a pas encore la réponse à cette question, mais on s’en est rapproché à grands pas depuis quelques mois.

par Philippe journaliste.

Pajot,

E

n août, à Séoul, en Corée du Sud, Yitang Zhang sera invité à donner un exposé au congrès international des mathématiciens. Une telle invitation à officier lors de cette grandmesse qui a lieu tous les quatre ans est une consécration dans une carrière de mathématicien. Pourtant, il y a un an, personne n’aurait parié le moindre won* sur le nom d’Yitang Zhang, obscur enseignant à l’université du New Hampshire, aux États-Unis. Il doit cette notoriété à un exploit qui a surpris le monde des mathématiques. Dans les 50 pages d’un article accepté pour publication en mai 2013, il a démontré qu’il existe un entier n fini pour lequel on peut trouver une infinité de paires de nombres premiers dont la différence est n [1]. Ce théorème de Zhang, nouveau nom de ce qu’on appelait la « conjecture faible des nombres premiers jumeaux », a

déclenché une intense activité mathématique chez les théoriciens des nombres. Activité qui n’est pas encore retombée.

Briques élémentaires. Un nombre premier est, par définition, un entier qui a exactement deux diviseurs : 1 et lui-même. Nous en connaissons tous le début de la liste : 2, 3, 5, 7, 11, 13, etc. Les nombres premiers sont les « briques élémentaires » des nombres, car tous les entiers peuvent se décomposer de manière unique en un produit de nombres premiers. Bien qu’il existe des méthodes parfaitement déterministes pour obtenir les nombres premiers (la plus simple est la vérification que le nombre n’est pas multiple d’un nombre plus petit), leur répartition paraît erratique. Pourtant, lorsqu’on en regarde la liste, des motifs apparaissent. Par exemple, on constate qu’assez souvent les nombres premiers surviennent par paires :

L’essentiel >>Le théorème de Zhang prouve qu’il y a une infinité de paires de nombres premiers consécutifs dont la différence est inférieure à 70 millions. >>C’est le premier pas solide

vers la conjecture des nombres premiers jumeaux selon laquelle cette différence est égale à 2.

>>Au cours de l’été 2013,

un projet collaboratif aboutit à l’optimisation du résultat de Zhang, obtenant une différence de 4 680.

Sur une ligne horizontale matérialisant l’ensemble des entiers, on dessine côte à côte des cercles dont les rayons sont les nombres premiers. Ces derniers apparaissent alors comme des points noirs, où ne passe aucun cercle. 30 • La Recherche | janvier 2014 • nº 483

© CARLOS PARIS/WWW.SIEVESOFCHAOS.COM – WWW.YOUTUBE.COM/USER/CARLUCHOPARIS


les nombres premiers

*Le won est la monnaie coréenne. *ln note la fonction logarithme népérien.

lequel, quand x devient très grand, le nombre de nombres premiers plus petits que x se comporte comme x/ln x. Ainsi, la différence entre deux nombres premiers d’un millier de chiffres est en moyenne égale à 2 300 (2,3 fois le nombre de chiffres, ce que donne le calcul du logarithme).

Répartition inéquitable. Cette moyenne

Fig.1  La raréfaction des nombres La proportion de nombres premiers possédant un jumeau parmi les nombres premiers situés entre deux puissances de 10 diminue inexorablement, comme on le voit ici jusqu’à 108.

1 0,9 0,8

Proportion de jumeaux

3 et 5, 5 et 7, 11 et 13, 17 et 19, 29 et 31, 41 et 43, 59 et 61, etc. Cette structure de paires se répète-t-elle à l’infini ? Les mathématiciens pensent que la réponse à cette question est positive. Cette affirmation, baptisée « conjecture des nombres premiers jumeaux », a été énoncée pour la première fois par le Français Alphonse de Polignac en 1849. Mais jusqu’en 2013, personne n’avait de proposition précise pour en amorcer la démonstration. L’une des choses que l’on comprend sur la répartition des nombres premiers est leur raréfaction. Les nombres premiers sont abondants au début des entiers, puis de moins en moins nombreux à mesure que l’on approche des grands nombres. Par exemple, sur les dix premiers entiers, 40 % sont des nombres premiers (2, 3, 5, 7), mais parmi les nombres entiers qui comprennent 10 chiffres, on n’en trouve que 4 %. Et cette proportion continue de diminuer. Elle n’est toutefois jamais nulle : Euclide a montré dès l’Antiquité qu’il y a une infinité de nombres premiers. On sait même quantifier la diminution : la différence entre deux nombres premiers consécutifs, pn et pn + 1, est en moyenne égale à ln(pn)*. La démonstration repose sur le théorème des nombres premiers, établi en 1896, selon

0,7 0,6 0,5 0,4

source : BRUNO DUCHESNE

0,3 0,2

augmentant à mesure 0,1 que l’on se dirige vers des 0 nombres de plus en plus 0 1 grands, pourquoi penser que l’on trouvera sans interruption des nombres premiers dont l’écart est deux ? Parce qu’il ne s’agit que d’une moyenne. Les nombres premiers consécutifs sont souvent plus proches, ou beaucoup plus éloignés, que la moyenne : ils ne sont pas répartis équitablement parmi les entiers. La conjecture des nombres premiers jumeaux signifie qu’il y doit y avoir des exceptions, même du côté des très grands nombres premiers. Ainsi, même si les nombres premiers se raréfient, et si les nombres premiers jumeaux se raréfient encore plus, on devrait toujours trouver des exceptions [fig. 1]. Un argument probabiliste

Une démonstration probabiliste... mais fausse ! Partons d’un entier x fixé. Selon le théorème des nombres premiers, la probabilité qu’un entier n ≤ x soit premier est de l’ordre de 1/ln(x). La probabilité que le nombre n + 2 soit premier est de la même façon à peu près de 1/ln(x). Si l’on suppose ces événements indépendants, la probabilité que n et n + 2 soient tous deux premiers est de 1/(ln(x))2. Autrement dit, il y a environ x/(ln(x))2 paires de nombres premiers jumeaux plus petits que x. Comme x/(ln(x))2 tend vers l’infini quand x devient grand, il devrait y avoir une infinité de nombres premiers jumeaux. Malheureusement, cette « démonstration » n’en est pas une, parce que les événements « n premier » et « n + 2 premier » ne sont pas indépendants.

2

3

4

5

6

7

8

Puissance de 10

– qui ne constitue pas une démonstration – permet de préciser cette intuition (lire « Une démonstration probabiliste… mais fausse ! », ci-dessous). « Avant le théorème de Zhang, il y avait seulement des indications calculatoires ou heuristiques que cette conjecture est vraie », raconte Andrew Granville, de l’université de Montréal, au Canada. Selon ce théorème, il existe donc un entier n pour lequel on trouve une infinité de paires de nombres premiers séparés de n. Dans son article, Yitang Zhang ne précise pas de valeur pour n, indiquant seulement qu’elle doit être inférieure à 70 millions. « Certes, de 70 millions à 2, le chemin à parcourir reste grand, mais le fait d’avoir démontré pour la première fois qu’il y avait un écart fini est déjà un pas énorme », explique Philippe Michel, de l’École polytechnique fédérale de Lausanne, en Suisse. Pour élaborer sa démonstration, Yitang Zhang s’est appuyé sur un article présenté en 2005 par Daniel Goldston, de l’université d’État de San José, aux ÉtatsUnis, János Pintz, de l’Institut Alfréd Rényi à Budapest en Hongrie, et Cem Yıldırım de l’université du Bosphore à Istanbul, en Turquie  [2]. Cet article >>> nº 483 • janvier 2014 | La Recherche • 31


Palmarès 2013

Neurobiologie

3 Les faux souvenirs ressemblent aux vrais Pour la première fois, des biologistes sont parvenus à implanter de faux souvenirs dans le cerveau d’un animal. Une avancée qui prouve que les bases neuronales des vrais et des faux souvenirs sont les mêmes. par Anne Debroise journaliste scientifique.

«

E

lle était en train de regarder la télévision quand un homme s’est introduit dans son appartement et l’a violée. Lorsqu’elle a repris connaissance, après l’agression, la victime était persuadée d’avoir reconnu son agresseur, un psychologue australien renommé. Mais celui-ci disposait d’un bon alibi : il passait en direct à la télévision au moment du crime. La femme, qui regardait alors son poste, l’a faussement associé au souvenir qu’elle avait formé lors du viol. » Le Prix Nobel de médecine Susumu Tonegawa cite souvent ce fait divers pour illustrer la précarité de la mémoire. Dans de tels cas, peut-on réellement parler de souvenirs ? Ne s’agit-il pas plutôt de confusion, ou de simples inventions auxquelles on veut croire ? Grâce à la créativité de Susumu Tonegawa,

du  MIT, aux États-Unis, les neurobiologistes disposent aujourd’hui d’une réponse à cette question. Avec son équipe, il a mis au point un modèle de souris victime de faux souvenirs. Et selon ce modèle, ceux-ci ont une base physiologique semblable à celle des vrais. Ce qui prouve que les faux souvenirs sont bien des souvenirs [1]. Un coup de maître, qui marque une étape importante dans la recherche sur les circuits cérébraux de la mémorisation.

Peur conditionnée. L’expérience doit beaucoup à la personnalité de Susumu Tonegawa. Formé à la biologie moléculaire dans son pays d’origine, le Japon, il a mis ses connaissances au service de disciplines variées, refusant de rester cloisonné dans un domaine pointu. Cette stratégie lui a réussi, puisqu’il a obtenu en 1987 le prix Nobel de médecine pour avoir dévoilé les mécanismes moléculaires qui permettent à l’organisme de répondre

Faux… et mémorables ! 1898

Le futur psychologue Jean Piaget a deux ans. Selon ses souvenirs, il a alors été victime d’une tentative d’enlèvement, au cours de laquelle sa nourrice l’a défendu. Il se souvient encore de détails de la scène… qui a été inventée de toutes pièces par la nourrice, comme il l’apprendra plus tard.

1980

Steve Titus, un jeune homme est accusé de viol à Seattle, aux États-Unis. Formellement reconnu par la victime, il est emprisonné. Il faudra l’acharnement d’un journaliste pour que le vrai coupable soit retrouvé, et qu’il avoue le crime.

36 • La Recherche | janvier 2014 • nº 483

1990

s­ pécifiquement à une grande variété d’attaques pathogènes. Mais celui qui clame que « la plus grande préoccupation d’un scientifique devrait être de ne jamais s’ennuyer », a abandonné l’immunologie dans les années 1990 pour se consacrer à la neurologie. Après avoir étudié la plasticité du système immunitaire, il allait étudier celle du système nerveux. En tirant parti, là aussi, de toutes les possibilités offertes par la transgenèse animale. Au cœur de l’expérience des faux souvenirs se trouvent en effet des souris, génétiquement modifiées de sorte que l’expérimentateur puisse faire rejaillir chez elles, à la demande, des souvenirs. Comme c’est souvent le cas dans les études sur la mémoire des rongeurs, les souvenirs en question sont produits par des expériences de peur conditionnée. Au cours de ces expériences, les animaux apprennent à associer un lieu à un souvenir déplaisant, par exemple un choc électrique délivré sur leurs ­pattes.

Peter Freyd, mathématicien américain, est accusé d’inceste par sa fille. Au cours d’une psychothérapie, elle aurait retrouvé des traces des souvenirs enfouis d’abus sexuels. Deux ans plus tard, il crée avec son épouse la Fondation du syndrome des faux souvenirs pour protéger les victimes de faux souvenirs induits par des thérapies mal menées.

2012

Pour la première fois en France, un psychothérapeute, Benoît Yang Ting, est inculpé après avoir créé chez deux de ses patientes des faux souvenirs. Au cours de ses séances, l’une a été persuadée d’avoir été violée par son père et l’autre d’avoir été maltraitée par ses parents.


© infographie sylvie dessert

Hippocampe

Les cellules rouges ci-contre sont des neurones qui renferment le souvenir d’un environnement particulier mémorisé par l’animal. Situées dans le gyrus denté de l’hippocampe (ci-dessus), elles sont visualisées grâce à une protéine fluorescente.

t-il. Mais ce n’est pas tout. Le but visé était en effet de repérer quel circuit de neurones était activé par une expérience donnée. Pas de repérer tous les neurones activés au cours de la vie de la souris.

© STEVE RAMIREZ AND XU LIU/ RIKEN-MASSACHUSETTS INSTITUTE OF TECHNOLOGY

À l’issue de cet apprentissage, elles s’immobilisent de peur dans le lieu où elles ont reçu un tel traitement, même en l’absence de ce dernier.

Mémoire épisodique. Le tour de force de l’équipe du MIT a été de réveiller chez elles cette peur, alors qu’elles étaient placées dans un lieu où elles n’avaient jamais subi d’expérience pénible, et sans qu’on leur fasse rien de particulier à ce moment-là. Le type de souvenirs concernés par cette expérience relève de la mémoire épisodique, la mémoire des expériences personnelles. Celles-ci sont codées de manière dispersée dans le cortex cérébral, la couche la plus externe du cerveau : les composantes visuelles du souvenir dans le cortex visuel, ses composantes auditives dans le cortex auditif, etc. Les signaux des neurones activés convergent ensuite vers l’hippocampe,

où ils sont traités. Puis, ils sont renvoyés aux aires corticales. Lors du rappel d’un souvenir, c’est tout ce ­circuit qui est réactivé. Pour mener à bien leurs travaux, Susumu Tonegawa et ses collègues se sont inspirés de ceux menés quelques années plus tôt par Mark Mayford, de l’institut de recherche Scripps, en Californie. Plus exactement, ils ont utilisé des souris transgéniques mises au point par ce dernier : des souris chez lesquelles les neurones activés lors de l’enregistrement d’un souvenir peuvent être visualisés. Pour parvenir à ce résultat, Mark Mayford a utilisé un témoin de l’activation neuronale : la protéine c-fos, produite naturellement par les neurones en activité. « Comme c-fos n’est pas directement visualisable, nous avons fait en sorte de coupler son expression à celle d’une protéine fluorescente », explique-

Neurones sous contrôle. Aussi l’équipe californienne a-t-elle associé un interrupteur au gène codant la protéine fluorescente. Un interrupteur commandé par un antibiotique ajouté à la nourriture de l’animal. Tant que l’antibiotique est présent, cet interrupteur est en position « off », et les neurones activés ne sont pas visualisables. Dès qu’on l’enlève, il passe en position >>>

L’essentiel >>chez une souris,  on sait

visualiser, depuis quelques années, les neurones correspondant au souvenir d’un environnement donné.

>>L’équipe de Susumu

Tonegawa a réussi à activer ces neurones lorsque la souris était placée dans un second environnement.

>>chez l’animal, cela a biaisé

le souvenir du premier environnement : on lui a implanté un « faux souvenir ».

nº 483 • janvier 2014 | La Recherche • 37


Palmarès 2013

Archéologie

8 Un temple dévoile le passé d’Angkor par Jacques Abadie, journaliste.

«

S

ous la forêt, enfouis dans la digue, il y a un morceau de pierre sculptée et des briques », avait dit un vieux villageois de la région d’Angkor, au Cambodge. Ce témoignage a mis Christophe Pottier, de l’École française d’Extrême-Orient, sur la piste des restes d’un temple imposant, nommé Poy Ta Chap, construit entre la fin du VIIIe et le début du IXe siècle, juste avant la fondation de la capitale khmère. Avec ses collègues, il a commencé à dégager ce sanctuaire début 2013, dans le cadre d’une mission visant à mieux comprendre les origines d’Angkor. Son

appartenance à une cité créée au VIIe siècle, et détruite lors de la création d’un grand réservoir d’eau, éclaire en effet la transition entre cette ancienne ville et Angkor proprement dit. Les historiens situent la naissance d’Angkor au IXe siècle sous le règne de Jayavarman II. Ce dernier, après avoir unifié des territoires divisés, établit la capitale de son royaume à Hariharâlaya, dans le nord-ouest de l’actuel Cambodge. À partir de cette époque, différentes capitales se succèdent dans la zone, se superposant partiellement. De nombreux aménagements et constructions sont réalisés : temples, réservoirs d’eau (baray), bassins, chaussées, canaux. La région est alors occupée par une multitude de villages et par un

Fig.1  Plusieurs cités successives VIETNAM THAÏLANDE

LAOS ng Méko

Angkor

BARAY OCCIDENTAL

ANGKOR THOM

BARAY ORIENTAL

Ak Yum

Site de fouilles

CAMBODGE

Phnom Penh Golfe de Thaïlande

0

5 km

Bakong Trapéang Phong ROLUOS

La plus ancienne capitale de la région d’Angkor a été fondée au IXe siècle à ­Roluos, avec notamment les temples de Bakong et de Trapéang Phong. Postérieurement, la construction d’Angkor Thom, et notamment l’aménagement du réservoir du barray occidental a détruit une cité encore plus ancienne, édifiée au VIIe siècle autour du temple d’Ak Yum. Le nouveau temple est situé dans le même secteur. © légendes-cartographie 58 • La Recherche | janvier 2014 • nº 483

important réseau de bassins et de canaux servant à l’irrigation des rizières, dont une étude récente a révélé la complexité (lire « L’urbanisme révélé par le laser », p. 60). À son apogée,Angkor formait une mégalopole de 1 000 kilomètres carrés comptant près de 750 000 habitants. Au XVe ­siècle, l’empire khmer décline, et la capitale est progressivement abandonnée.

Temple pyramidal. Seule la plus récente ville de cet ensemble, Angkor Thom, érigée à la fin du XIIe siècle, est bien connue. Elle était protégée par un mur d’enceinte qui délimitait un carré parfait de 3 kilomètres de côté. Le centre était occupé par un grand temple pyramidal en pierre, le Bayon, et un palais royal en bois. Autour se trouvaient de nombreuses habitations privées construites en bois, qui s’étendaient à l’extérieur de l’enceinte. Mais avant même la fondation ­d’Hariharâlaya, la région abritait d’autres cités. Cette phase dite « pré-angkorienne », entre le VIe siècle et le début du IXe siècle, demeure mal connue. Christophe Pottier s’y consacre depuis le début des années 1990 : son objectif est de mieux comprendre comment est apparu et a évolué l’urbanisme des cités angkoriennes. Il a commencé par réaliser entre 1992 et 1999 une nouvelle cartographie de la région. « Nous l’avons limitée aux parties centrale et méridionale du site, qui correspondent aux berceaux des premières étapes de l’aménagement d’Angkor, précise-t-il. Nous avons découvert plusieurs centaines de sites inédits : essentiellement de petits sanctuaires non monumentaux construits

© PHOTOS EFEO/MAFKATA

Un sanctuaire brahmanique appartenant à une capitale khmère fondée au VIIe siècle a été découvert près d’Angkor, au Cambodge, sous la digue d’un immense réservoir d’eau.


Christophe Potttier et son équipe procèdent aux relevés de fin de fouilles du site de Poy Ta Chap (à gauche). Situé sur la digue d’un réservoir à l’ouest d’Angkor (flèche), il s’agit de vestiges d’une cité pré-angkorienne désormais sous l’eau. en matériaux périssables, parmi lesquels certains, bien plus anciens, avaient été rasés à la période angkorienne. » Beaucoup de ces sites ont été repérés par télédétection, à l’aide de photographies aériennes et d’images satellitaires. Ce moyen d’observation révèle en effet la géométrie d’implantations angkoriennes souvent

L’essentiel >>Un temple construit entre

la fin du VIIIe siècle et le début du IXe siècle a été découvert à l’ouest d’Angkor.

>>C’est l’un des rares

vestiges d’une ancienne capitale khmère fondée au VIIe siècle, avant l’extension d’Angkor proprement dit.

>>L’étude de ce temple et des

vestiges environnants permettra de mieux connaître la genèse de l’urbanisme de la capitale khmère.

masquées au sol par la végétation. Mais, comme on l’a vu, quelques sites ont également été découverts grâce aux indications des villageois.

Une ville sous le réservoir. Entre 2000 et 2004, Christophe Pottier et son équipe ont commencé à fouiller quelques-uns de ces sites, près du temple pyramidal d’Ak Yum, à l’ouest d’­Angkor. Découvert en 1934, ce sanctuaire était le centre d’une capitale des VIIe et VIIIe siècles. Cette ville se trouvait à l’emplacement actuel d’un immense réservoir d’eau de 8 kilomètres de long et 2 kilomètres de large, construit au XIe siècle, et qui existe toujours [fig. 1]. Ce réservoir, le baray occidental, ­recouvre l’essentiel de la ville ancienne. Mais des vestiges ont subsisté à ses abords, notamment dans la digue qui fut édifiée pour le contenir. En examinant plusieurs sites autour d’Ak Yum, Christophe Pottier et ses collègues ont trouvé des informations sur l’urbanisme de l’époque pré-angkorienne [1]. Des éléments si épars et si altérés par des aménagements de l’époque classique d’An-

gkor qu’il était difficile de les interpréter sans autres éléments de comparaison. À partir de 2004, les archéologues ont donc concentré leurs recherches dans le secteur de Roluos, au sud-est d’Angkor, où avait été édifiée Hariharâlaya. Ils souhaitaient ainsi étudier deux sites un peu plus récents et mieux préservés : le temple de Trapéang Phong, du début du IXe siècle, et le grand temple pyramidal de Bakong, de la fin du IXe siècle. « Hariharâlaya a été bien moins altérée à l’époque angkorienne que Ak Yum, explique Christophe Pottier. Nous y avons mené des fouilles pendant cinq ans. Cela nous a permis de mieux comprendre comment s’organisait la ville à cette époque charnière du IXe siècle. Nous avons ainsi mis au point une grille de lecture pour analyser des sites plus anciens et moins bien conservés. » Autour du temple de Trapéang Phong, les archéologues ont retrouvé les traces d’habitations installées sur une série de petits terre-pleins rectangulaires, correspondant peut-être à des villages  [2]. Autour du temple de Bakong,leurs fouilles ont confirmé l’existence d’un vaste >>> nº 483 • janvier 2014 | La Recherche • 59


2013

Images de science

L’album de l’année Insolites ou intrigantes, les images de sciences du cru 2013 viennent compléter notre palmarès de découvertes. Un album à feuilleter à l’envi. par Jacques Abadie journaliste.

Des bulles de gaz de quelques dizaines de micromètres de diamètre, emprisonnées dans une coque formée de lipides, amélioreraient, en se dilatant, le contraste des images obtenues par échographie. Mais avant d’utiliser ces microvésicules, il faut bien caractériser leurs propriétés physiques. Une équipe britannique a étudié leur viscosité à l’aide d’une molécule fluorescente qui se fixe à leur surface et dont la réponse lumineuse dépend de la viscosité de son environnement. Résultat : ce paramètre est variable d’une vésicule à l’autre, et il ne dépend pas de leur taille. N. A. Hosny et al., PNAS, 23, 9225, 2013.

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© Image courtesy of Neveen A. Hosny and Graciela Mohamedi / PNAS, 4 juin 2013

Réponse lumineuse


© Leah Byrne, University of California, Berkeley

Réparateur de rétine La couleur verte, émise par une protéine fluorescente, provient de cellules d’une rétine de macaque modifiées génétiquement (ici en coupe, et grossie environ 400 fois). Elle prouve que le gène codant la protéine a été inséré dans le noyau des cellules et y est actif. Une équipe américaine a utilisé pour cela un virus baptisé « 7m8 », qu’elle a injecté dans l’humeur vitrée, située à l’avant de l’œil.

Ce virus, sélectionné parmi 100 millions de variants créés en laboratoire, pourrait transporter vers la rétine d’autres gènes, destinés à remplacer des gènes défectueux responsables de pathologies. Cela améliorerait la thérapie génique qui nécessite une injection dans la rétine, avec les risques de lésions que cela comporte. D. Dalkara et al., Sci. Transl. Med., 189, 189ra76, 2013.

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La Recherche n°483 - Le top 10 des découvertes de l'année