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Calcite microcrystals in the pineal gland of the human brain: first physical and chemical studies - PubMed

28 mars 2025 à 07:36

Une nouvelle forme de biominéralisation a été étudiée dans la glande pinéale du cerveau humain. Il s'agit de petits cristaux d'une longueur inférieure à 20 micromètres, complètement différents des concrétions d'hydroxyapatite de type mûre souvent observées.

Une procédure spéciale a été mise au point pour isoler les cristaux de la matière organique de la glande pinéale. Des morphologies cubiques, hexagonales et cylindriques ont été identifiées à l'aide de la microscopie électronique à balayage. Les arêtes des cristaux étaient vives tandis que leurs surfaces étaient très rugueuses.

La spectroscopie à dispersion d'énergie a montré que les cristaux ne contenaient que les éléments calcium, carbone et oxygène. La diffraction électronique sur zone sélectionnée et la spectroscopie Raman dans le proche infrarouge ont permis d'établir que les cristaux étaient de la calcite.

À l'exception de la structure otoconia de l'oreille interne, il s'agit de la seule occurrence non pathologique connue de calcite dans le corps humain.

Les microcristaux de calcite sont probablement responsables de la génération de seconde harmonique observée précédemment dans les sections de tissu pinéal. La structure complexe des microcristaux peut entraîner une rupture de la symétrie cristallographique et une éventuelle piézoélectricité, comme c'est le cas avec les otoconies.

On pense que la présence de deux composés cristallins différents dans la glande pinéale est biologiquement significative, suggérant deux mécanismes de formation et fonctions biologiques entièrement différents. Des études visant à élucider la formation et les fonctions, ainsi que l'éventuelle interaction non thermique avec les champs électromagnétiques externes, sont actuellement en cours.


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Discovery of a big void in Khufu’s Pyramid by observation of cosmic-ray muons | Nature

26 mars 2025 à 20:52

La Grande Pyramide, ou Pyramide de Khéops, a été construite sur le plateau de Gizeh, en Égypte, au cours de la quatrième dynastie, par le pharaon Khéops1, qui a régné de 2509 à 2483 avant Jésus-Christ. Bien qu'il s'agisse de l'un des monuments les plus anciens et les plus grands de la planète, il n'existe pas de consensus sur la manière dont il a été construit2,3. Pour mieux comprendre sa structure interne, nous avons imagé la pyramide à l'aide de muons, des sous-produits des rayons cosmiques qui ne sont que partiellement absorbés par la pierre4,5,6.

La radiographie par muons cosmiques qui en résulte nous permet de visualiser les vides connus et inconnus de la pyramide de manière non invasive. Nous rapportons ici la découverte d'un grand vide (avec une section transversale similaire à celle de la Grande Galerie et une longueur minimale de 30 mètres) situé au-dessus de la Grande Galerie. Il s'agit de la première structure intérieure majeure découverte dans la Grande Pyramide depuis le XIXe siècle1.

Le vide, baptisé ScanPyramids' Big Void, a d'abord été observé avec des films à émulsion nucléaire7,8,9 installés dans la chambre de la Reine, puis confirmé avec des hodoscopes à scintillateur10,11 installés dans la même chambre et enfin re-confirmé avec des détecteurs de gaz12 à l'extérieur de la pyramide. Ce grand vide a donc été détecté avec une grande confiance par trois technologies différentes de détection des muons et trois analyses indépendantes. Ces résultats constituent une avancée pour la compréhension de la structure interne de la pyramide de Khéops. Bien qu'il n'y ait actuellement aucune information sur la fonction de ce vide, ces résultats montrent comment la physique des particules moderne peut apporter un nouvel éclairage sur le patrimoine archéologique mondial.


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[2007.05326] Monitoring of Critical Infrastructures by Micro-Motion Estimation: the Mosul Dam Destabilization

24 mars 2025 à 22:24

Dans cet article, les auteurs proposent une nouvelle procédure pour fournir un outil de surveillance des infrastructures critiques.

En particulier, grâce à l'analyse des données satellitaires COSMO-SkyMed, une étude détaillée et actualisée est fournie pour surveiller l'accélération du processus de déstabilisation du barrage de Mossoul, qui représente la plus grande installation hydraulique d'Irak et qui est situé sur le fleuve Tigre.

Le potentiel destructeur de la vague qui serait générée en cas de destruction du barrage pourrait avoir de graves conséquences. Si le souci des vies humaines passe avant tout, celui de la protection du patrimoine culturel n'est pas négligeable, puisque plusieurs sites archéologiques sont situés autour du barrage de Mossoul.

La procédure proposée est une évaluation modale approfondie basée sur l'estimation des micro-mouvements, par le biais d'un suivi des sous-aptitudes Doppler et d'une analyse multi-chromatique (MCA).

La méthode est basée initialement sur l'interférométrie à diffuseurs persistants (PSI), qui est également discutée à des fins d'exhaustivité et de validation. L'analyse modale a détecté la présence de plusieurs zones de résonance qui pourraient signifier la présence de fissures, et les résultats ont montré que le barrage est encore fortement déstabilisé.

De plus, le barrage semble être divisé en deux parties : la partie nord accélère rapidement tandis que la partie sud décélère et une fissure principale a été trouvée dans cette jonction nord-sud. Les vitesses estimées par la technique PS-InSAR sont en bon accord avec les mesures GNSS in-situ, ce qui se traduit par un coefficient de corrélation très élevé et montre l'efficacité de la procédure proposée.

https://arxiv.org/pdf/2007.05326


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InAs-Al hybrid devices passing the topological gap protocol | Phys. Rev. B

17 mars 2025 à 22:55

Nous présentons des mesures et des simulations de dispositifs à hétérostructure semi-conductrice-supraconductrice qui sont compatibles avec l'observation de la supraconductivité topologique et des modes zéro de Majorana.

Les dispositifs sont fabriqués à partir de gaz d'électrons bidimensionnels à haute mobilité dans lesquels des fils quasi unidimensionnels sont définis par des portes électrostatiques.

Ces dispositifs permettent de mesurer les propriétés de transport local et non local et ont été optimisés par des simulations approfondies afin de garantir leur robustesse face à la non-uniformité et au désordre.

Notre principal résultat est que plusieurs dispositifs, fabriqués conformément aux spécifications techniques de la conception, ont passé le protocole de lacune topologique défini dans Pikulin et al. (arXiv:2103.12217). Ce protocole est un test rigoureux composé d'une séquence de mesures de transport local et non local à trois bornes effectuées en faisant varier le champ magnétique, la densité électronique du semi-conducteur et la transparence des jonctions.

La réussite du protocole indique une forte probabilité de détection d'une phase topologique hébergeant des modes zéro de Majorana, comme déterminé par des simulations de désordre à grande échelle. Nos résultats expérimentaux sont cohérents avec une transition de phase quantique vers une phase topologique supraconductrice qui s'étend sur plusieurs centaines de millitesla de champ magnétique et plusieurs millivolts de tension de grille, correspondant à environ cent microélectronvolts d'énergie Zeeman et de potentiel chimique dans le fil semi-conducteur.

Ces régions se caractérisent par une fermeture et une réouverture de la lacune globale, avec des pics de conductance à polarisation nulle simultanés aux deux extrémités des dispositifs qui résistent aux changements de transparence des jonctions. Les lacunes topologiques maximales extraites de nos dispositifs sont de 20 à 60 µeV. Cette démonstration est une condition préalable aux expériences impliquant la fusion et le tressage des modes zéro de Majorana.


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Chocolate Consumption, Cognitive Function, and Nobel Laureates - Chocolate consumption cognitive function and nobel laurates (NEJM).pdf

4 mars 2025 à 20:50

Les flavonoïdes alimentaires, abondants dans les aliments d'origine végétale, ont montré qu'ils amélioraient les fonctions cognitives.

Plus précisément, ils réduisent le risque de démence, une amélioration des performances lors de certains tests cognitifs, et l'amélioration de la fonction cognitive chez les patients âgés souffrant d'une légère déficience ont été associées à une consommation régulière de flavonoïdes.
1,2 Une sous-classe de flavonoïdes appelés flavanols, qui sont largement présents dans le cacao, le thé vert, le vin rouge et certains fruits.

Ils semblent être efficaces pour ralentir ou même inverser les réductions des performances cognitives qui surviennent avec le vieillissement.

Les flavanols alimentaires ont également montré qu'ils amélioraient la fonction endothéliale et de réduire la tension artérielle en provoquant une vasodilatation dans le système vasculaire périphérique et dans le cerveau.

L'administration d'un extrait polyphénolique de cacao a même été rapportée chez des rats Wistar-
Unilever.

DOI: 10.1056/NEJMon1211064

https://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMon1211064


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Long‐Term Temperature Impacts of the Hunga Volcanic Eruption in the Stratosphere and Above - Randel - 2024 - Geophysical Research Letters - Wiley Online Library

3 mars 2025 à 09:46

Les changements de la température moyenne globale de la haute atmosphère liés à l'éruption volcanique Hunga (janvier 2022) sont analysés sur la base de mesures satellitaires et comparés à des simulations de modèles chimie-climat.

Les résultats montrent un refroidissement stratosphérique de -0,5 à -1,0 K dans la moyenne et la haute stratosphère entre 2022 et le milieu de 2023, suivi d'un refroidissement plus important (-1,0 à -2,0 K) dans la mésosphère après le milieu de 2023.

Les schémas de refroidissement suivent les anomalies de vapeur d'eau (H2O) se propageant vers le haut à partir de Hunga, et un comportement similaire est constaté entre les observations et les simulations de modèles.

Alors que le refroidissement stratosphérique est principalement dû au refroidissement radiatif dû à l'augmentation de H2O, les changements de température mésosphérique résultent des pertes d'ozone dans la mésosphère, qui sont à leur tour entraînées par les radicaux HOx provenant de l'H2O de Hunga. Les comparaisons avec les données climatiques pluridécennales montrent que les effets du Hunga sur les températures stratosphériques sont d'une ampleur similaire, mais de signe opposé, aux effets sur les températures des grandes éruptions volcaniques El Chichón (1982) et Pinatubo (1991).


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Nanoscale imaging and control of altermagnetism in MnTe | Nature

31 janvier 2025 à 14:46

La détection et le contrôle de l'ordre magnétique à l'échelle nanométrique sont à la base d'un éventail de recherches sur la matière condensée et de fonctionnalités de dispositifs impliquant le magnétisme. Le principe clé est la rupture de la symétrie inversée dans le temps, qui est générée par une magnétisation interne dans les ferromagnétiques.

Cependant, la présence d'une magnétisation nette limite l'extensibilité des dispositifs et leur compatibilité avec des phases telles que les supraconducteurs et les isolants topologiques.

Récemment, l'altermagnétisme a été proposé comme solution à ces restrictions, car il partage la caractéristique de rupture de symétrie de renversement du temps du ferromagnétisme, combinée à une magnétisation nette de type antiferromagnétique qui s'évanouit 2,34. Jusqu'à présent, l'ordre altermagnétique a été déduit de sondes à moyenne spatiale4,5,6, 7,8,2,10,11, 12, 13,14,15, 16,17,18,19.

Nous démontrons ici l'imagerie à l'échelle nanométrique des états altermagnétiques, depuis les tourbillons et les parois de domaine à l'échelle du nanomètre jusqu'aux états de domaine unique à l'échelle du micromètre dans le tellurure de manganèse (MnTe)2,7,9,14,15,16,18,20,21,

Nous combinons la sensibilité à la rupture de symétrie inversée dans le temps du dichroïsme circulaire magnétique des rayons X avec le dichroïsme linéaire magnétique et la microscopie électronique à photoémission pour obtenir des cartes du vecteur d'ordonnancement altermagnétique local.

Une variété de configurations de spin est imposée en utilisant le modelage de la microstructure et le cyclage thermique dans des champs magnétiques. La détection démontrée et la formation contrôlée de configurations de spin altermagnétiques ouvrent la voie à de futures études expérimentales dans l'ensemble du paysage de recherche de l'altermagnétisme prévu par la théorie, y compris les phénomènes de polarisation de spin non conventionnels, l'interaction de l'altermagnétisme avec les phases supraconductrices et topologiques, et les dispositifs spintroniques numériques et neuromorphiques hautement évolutifs3,14,22,23,24,


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Neuronal wiring diagram of an adult brain - PubMed

13 janvier 2025 à 15:53

Les connexions entre les neurones peuvent être cartographiées par l'acquisition et l'analyse d'images cérébrales au microscope électronique (ME). Ces dernières années, cette approche a été appliquée à des morceaux de cerveau pour reconstruire des cartes de connectivité locale qui sont très informatives, mais inadéquates pour comprendre le fonctionnement du cerveau de manière plus globale.

Nous présentons ici le premier schéma de câblage neuronal d'un cerveau adulte entier, contenant 5×107 synapses chimiques entre ~130 000 neurones reconstruits à partir d'une Drosophila melanogaster femelle.

La ressource comprend également des annotations sur les classes et les types de cellules, les nerfs, les hémilignages et des prédictions sur l'identité des neurotransmetteurs. Les produits de données sont disponibles par téléchargement, accès programmatique et navigation interactive et sont interopérables avec d'autres ressources de données sur les mouches. Nous montrons comment dériver un projectome, une carte des projections entre régions, à partir du connectome. Nous démontrons le traçage des voies synaptiques et l'analyse du flux d'informations des entrées (neurones sensoriels et ascendants) vers les sorties (neurones moteurs, endocriniens et descendants), à travers les deux hémisphères, et entre le cerveau central et les lobes optiques. Le fait de remonter d'un sous-ensemble de photorécepteurs jusqu'aux voies motrices descendantes illustre la manière dont la structure peut mettre en évidence des mécanismes de circuit putatifs sous-jacents aux comportements sensorimoteurs. Les technologies et l'écosystème ouvert du consortium FlyWire ouvrent la voie à de futurs projets de connectome à grande échelle chez d'autres espèces.


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Marked improvement in carbohydrate and lipid metabolism in diabetic Australian aborigines after temporary reversion to traditional lifestyle - PubMed

10 janvier 2025 à 20:13

La raison d'être de la présente étude était que l'inversion temporaire du processus d'urbanisation chez les Aborigènes diabétiques devrait améliorer tous les aspects de leur métabolisme glucidique et lipidique qui sont liés à la résistance à l'insuline. Dix aborigènes diabétiques de plein sang de la communauté de Mowanjum (Derby, Australie occidentale) ont accepté d'être testés avant et après avoir vécu pendant 7 semaines comme des chasseurs-cueilleurs dans leur pays traditionnel du nord-ouest de l'Australie.

Ils étaient d'âge moyen (53,9 +/- 1,8 ans) et en surpoids (81,9 +/- 3,4 kg), et tous ont perdu du poids régulièrement au cours de la période de 7 semaines (moyenne de 8 kg). Une analyse détaillée de l'apport alimentaire sur 2 semaines a révélé un apport énergétique faible (1200 kcal/personne/jour). Malgré la forte contribution des aliments d'origine animale à l'apport énergétique total (64 %), le régime alimentaire était pauvre en graisses totales (13 %) en raison de la très faible teneur en graisses des animaux sauvages.

Des tests de tolérance au glucose par voie orale (75 g de glucose) ont été effectués en milieu urbain et répétés après 7 semaines de mode de vie traditionnel. L'amélioration marquée de la glycémie était due à la fois à une baisse de la glycémie à jeun (11,6 +/- 1,2 mM avant, 6,6 +/- 0,8 mM après) et à une amélioration de la clairance postprandiale du glucose (aire incrémentale sous la courbe du glucose : 15,0 +/- 1,2 mmol/L/h avant, 11,7 +/- 1,2 mmol/L/h après). La concentration d'insuline plasmatique à jeun a diminué (23 +/- 2 mU/L avant, 12 +/- 1 mU/L après) et la réponse insulinique au glucose s'est améliorée (aire incrémentale sous la courbe d'insuline : 61 +/- 18 mU/L/h avant, 104 +/- 21 mU/L/h après).

La baisse marquée des triglycérides plasmatiques à jeun (4,0 +/- 0,5 mM avant, 1,2 +/- 0,1 mM après) était due en grande partie à la baisse de la concentration en triglycérides VLDL (2,31 +/- 0,31 mM avant, 0,20 +/- 0,03 mM après.(ABSTRACT TRONCÉ À 250 MOTS)


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Phonon heat transfer across a vacuum through quantum fluctuations | Nature

10 janvier 2025 à 15:27

Le transfert de chaleur dans les solides s'effectue généralement par l'intermédiaire d'électrons ou de vibrations atomiques appelées phonons.

Dans le vide, on a longtemps pensé que la chaleur était transférée par rayonnement, mais pas par les phonons, en raison de l'absence de "milieu". Une théorie récente a cependant prédit que les fluctuations quantiques des champs électromagnétiques pourraient induire un couplage de phonons dans le vide et faciliter ainsi le transfert de chaleur.

La révélation expérimentale de cet effet quantique unique apporterait des connaissances fondamentales sur la thermodynamique quantique et des implications pratiques pour la gestion thermique dans les technologies à l'échelle du nanomètre.

Nous démontrons ici expérimentalement le transfert de chaleur induit par les fluctuations quantiques entre deux objets séparés par un vide. Nous utilisons des systèmes nanomécaniques pour réaliser un couplage fort des phonons à travers les fluctuations du vide, et nous observons l'échange d'énergie thermique entre les modes de phonons individuels.

L'observation expérimentale concorde bien avec nos calculs théoriques et se distingue sans ambiguïté d'autres effets tels que le rayonnement en champ proche et l'interaction électrostatique.

Notre découverte du transport de phonons par le biais de fluctuations quantiques représente un mécanisme de transfert de chaleur inconnu jusqu'à présent, qui s'ajoute à la conduction, à la convection et au rayonnement conventionnels. Elle ouvre la voie à l'exploitation du vide quantique dans le transport d'énergie à l'échelle nanométrique.


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Uncovering true significant trends in global greening - ScienceDirect

5 janvier 2025 à 13:46

Points forts

  • Nous présentons True Significant Trends (TST), un flux de travail intégré pour la détection des tendances.
  • Le flux de travail TST traite les corrélations temporelles et spatiales et gère les tests multiples dans les données maillées.
  • En utilisant TST, nous avons analysé 42 années de données AVHRR NDVI, révélant des tendances spatio-temporelles raffinées.
  • TST a identifié des tendances dans 38,16% de nos données, réduisant les faux positifs de 50,96% avec les méthodes conventionnelles.
  • La TST a montré que 76,07 % des zones présentaient un verdissement significatif et que 85,43 % des régions avaient un NDVI >0,15.

Résumé

La tendance mondiale au verdissement, marquée par des augmentations significatives de la couverture végétale dans les écorégions, a attiré l'attention du plus grand nombre.

Cependant, même les méthodes traditionnelles robustes, comme le test non paramétrique de Mann-Kendall, négligent souvent des facteurs cruciaux tels que la corrélation sérielle, l'autocorrélation spatiale et les tests multiples, en particulier dans le cas de données spatialement maillées. Cette négligence peut conduire à une exagération de l'importance des tendances spatio-temporelles détectées. Pour remédier à ces limitations, cette recherche introduit le flux de travail True Significant Trends (TST), qui améliore l'approche conventionnelle en incorporant un pré-blanchiment pour contrôler la corrélation sérielle, la pente de Theil-Sen (TS) pour une estimation robuste des tendances, le test Contextual Mann-Kendall (CMK) pour tenir compte de la corrélation spatiale et croisée, et la correction adaptative du taux de fausse découverte (FDR).

En utilisant les données AVHRR NDVI sur 42 ans (1982-2023), nous avons constaté que le flux de travail conventionnel identifiait jusqu'à 50,96 % de la surface terrestre de la Terre comme connaissant des tendances de végétation statistiquement significatives.

En revanche, le flux de travail TST a réduit ce chiffre à 38,16 %, en filtrant efficacement les tendances parasites et en fournissant une évaluation plus précise. Parmi les tendances significatives identifiées à l'aide du flux de travail TST, 76,07 % indiquaient un verdissement, tandis que 23,93 % indiquaient un brunissement. En particulier, si l'on considère les zones (pixels) dont les valeurs NDVI sont supérieures à 0,15, le verdissement représente 85,43 % des tendances significatives, le brunissement constituant les 14,57 % restants.

Ces résultats valident fortement le verdissement en cours de la végétation à l'échelle mondiale. Ils suggèrent également que l'incorporation de méthodes analytiques plus robustes, telles que l'approche True Significant Trends (TST), pourrait améliorer de manière significative la précision et la fiabilité des analyses des tendances spatio-temporelles.


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