Voyage initiatique dans notre cerveau.
Mot(s) clés libre(s) : cellule nerveuse, cerveau, cortex, imagerie par résonance magnétique, influx nerveux, IRM, neurone, neuroscience, potentiel d'action, région cérébrale, sciences cognitives, synapse, système nerveux

Une conférence du cycle "le magnétisme aujourd’hui : du pigeon voyageur à la spintronique"Voyage dans le nanomonde des aimants vers une spintronique moléculaireWolfgang WernsdorferDirecteur de recherche CNRS, Institut Néel,CNRS GrenobleL’électronique moléculaire et l’électronique de spin (ou spintronique) sont deux domaines majeurs des nanosciences. Le premier domaine utilise depuis plusieurs années des molécules afin de réaliser des dispositifs à molécule unique pour des applications potentielles en électronique. Le second, en introduisant les effets liés au spin dans les propriétés de transport électronique, a généré les effets géants de magnéto-résistance qui sont à l’origine d’une révolution en électronique.La conférence montre comment le rapprochement des deux domaines peut émerger une "Spintronique Moléculaire" développant de nouveaux dispositifs qui manipuleront le spin et la charge d’une molécule-aimant unique [1] (Fig.1). L’expertise acquise par les chimistes pour moduler et contrôler les propriétés de ces molécules (spin, anisotropie, potentiel rédox, transitions induites par la lumière ou par le champ électrique…) permet de concevoir des dispositifs à propriétés modulables et à fonctionnalités nouvelles. On montrera les avantages de l’utilisation des systèmes moléculaires dans ce domaine La conférence présente un domaine émergent, peu exploré à ce jour. Les objectifs principaux relèvent essentiellement de la recherche fondamentale, mais des applications en électronique et information quantique sont envisageables à moyen terme, comme le démontrent les premiers résultats du nouveau groupe créé au sein de l’Institut Néel dans ce nouveau domaine [2,3].Fig. 1 : Schéma d'un dispositif de spintronique moléculaire. Une molécule magnétique est attachée au "canal" formé d'un nanotube de carbone suspendu et connecté aux électrodes de Pd. Le substrat de silicium dopé constitue une "grille" à potentiel ajustable.[1] L. Bogani & W. Wernsdorfer. Molecular spintronics using single-molecule magnets. Nature Mat. 7, 179 (2008).[2] Cleuziou, J.-P., Wernsdorfer, W., Bouchiat, V., Ondarçuhu, T. & Monthioux, M. Carbon nanotube superconducting quantum interference device. Nature Nanotech. 1, 53-59 (2006).[3] N. Roch, S. Florens, V. Bouchiat, W. Wernsdorfer & F. Balestro, Quantum phase transition in a single-molecule quantum dot. Nature 453, 633 (2008).
Mot(s) clés libre(s) : aimant, Magnétisme, nanotechnilogie

Les causes les plus fréquemment citées des extinctions en masse des espèces biologiques comprennent les impacts d'astéroides, les éruptions volcaniques massives (traps), les variations du niveau de la mer, les événements anoxiques (plus d'oxygène dans les eaux profondes des océans), et aussi des mécanismes purement biologiques liés a la dynamique des espèces. Cet exposé fera le point sur les résultats récents concernant l'âge des principaux traps continentaux et océaniques et montrera un nombre croissant de corrélations avec les extinctions et les événements anoxiques. Seule la limite Jurassique-Crétacé (145 millions d'années) ne semble pas correspondre à un trap et pourtant il en existe un, le Parana en Amérique du Sud, de quelques millions d'années plus jeune (coïncidence ou erreur de datation?). Une des prédictions récentes couronnée de succès est la coïncidence entre les traps d'Emeishan et la fin du Guadalupien (il y a 258 millions d'années), et les traps de la limite Frasnien-Famennien (360 millions d'années) viennent peut être d'être trouvés, étendant la corrélation pratiquement "sans faute" au moins jusqu'au début du Dévonien. En contraste, l'impact de la limite Crétacé-Tertiaire, dont l'existence n'est pas mise en cause, reste à ce jour le seul cas bien établi d'un impact coïncidant avec une limite. La question est alors de savoir quelle aurait été l'amplitude de l'extinction coïncidant avec l'impact si la biosphère n'avait pas ete préalablement stressée par le volcanisme qui se poursuivait alors depuis quelques centaines de milliers d'années. Les variations du niveau de la mer, qui ne peuvent evidemment être associeés aux impacts, peuvent très bien l'être aux traps. Il semble donc que ce soit des "pulsations internes" caractéristiques de la dynamique du globe qui soient responsables la plupart du temps au Phanérozoique de ces brefs épisodes où ce ne sont plus les mieux adaptés mais les plus chanceux qui survivent.
Mot(s) clés libre(s) : champ magnétique terrestre, disparition des dinosaures, éruption volcanique, évolution de la vie, extinction d'espèces, géologie, géophysique, lave, magma, météorite, tectonique des plaques, trapp, volcan, volcanologie

L'imagerie par Résonance Magnétique (IRM) permet depuis une vingtaine d'année de produire des images de l'anatomie ‘statique' du cerveau, c'est-à-dire des coupes virtuelles montrant les détails des structures cérébrales (matière grise, matière blanche) avec une précision millimétrique. Cette imagerie ‘anatomique' est utilisée par les radiologues pour la détection et la localisation de lésions cérébrales. Plus récemment, l'IRM est aussi devenue ‘fonctionnelle' (IRMf), montrant l'activité des différentes structures qui composent notre cerveau. L'imagerie neurofonctionnelle par IRMf repose sur deux concepts fondamentaux. Le premier, soupçonné depuis l'Antiquité mais clairement mis en évidence au siècle dernier par les travaux du chirurgien français Paul Broca, est que le cerveau n'est pas un organe homogène, mais que chaque région est plus ou moins spécialisée dans sa fonction. Le deuxième, suggéré par l'anglais Sherrington à la fin du siècle dernier, est que les régions cérébrales actives à un moment donné voient leur débit sanguin augmenter. C'est cette augmentation locale et transitoire de débit sanguin, et non directement l'activité des neurones, qui peut être détectée par l'IRMf et par la caméra à émission de positons (autre méthode d'imagerie neurofonctionnelle). En pratique, il suffit donc d'acquérir des images représentant le débit sanguin en chaque point de notre cerveau quand il exécute une tâche particulière (motrice, sensorielle, cognitive,...) et dans une condition de référence neutre. A l'aide d'un traitement informatique de ces images, on peut extraire les régions cérébrales pour lesquelles le débit sanguin a changé entre la condition de contrôle et l'exécution de la tâche et en déduire que ces régions ont participé à cette tâche. Ces régions sont reportées en couleurs sur l'anatomie cérébrale sous-jacente. Bien que l'imagerie neurofonctionnelle, aujourd'hui, ne permette pas de descendre à l'échelle des neurones, les exemples rassemblés dans ces pages tendent à montrer que les circuits cérébraux utilisés par l'activité de ‘pensée' sont communs avec ceux utilisés par des processus de perception ou d'action réels. Ce résultat n'est pas surprenant a priori, si on considère que certaines formes de pensée (créer et voir une image mentale, imaginer une musique, inventer une histoire, évoquer des souvenirs...) ne sont autres que des simulations ou reproductions internes d'évènements que nous avons vécus ou que nous pourrions vivre. Au delà de l'identification des régions impliquées dans les processus cognitifs, des travaux en cours laissent présager qu'un jour nous pourrions peut-être même avoir accès en partie à la nature de l'information traitée par les différentes régions de notre cerveau, et donc, d'une certaine manière, à une petite fraction du contenu de nos pensées...
Mot(s) clés libre(s) : anatomie cérébrale, Broca, cerveau, fonction cognitive, imagerie cérébrale, imagerie médicale, imagerie par résonance magnétique, IRM, language, matière blanche, matière grise, motricité, neuroimagerie, neurone, neuroscience, pensée, région cérébrale, She

Depuis quelques années se développe aux Etats Unis et en Europe une nouvelle méthode non invasive pour étudier certaines pathologies des poumons. Elle est fondée sur l'imagerie par résonance magnétique (IRM) utilisant du gaz d'hélium 3 inhalé par le patient et préalablement polarisé par pompage optique. La polarisation nucléaire dans un gaz d'hélium 3 peut atteindre 80% avec les techniques existantes et les sources laser actuelles. Ceci correspond à une « hyperpolarisation » considérable, 105 fois plus grande que les polarisations thermiques obtenues dans les champs magnétiques élevés de l'IRM standard. Ce gaz hyperpolarisé peut être utilisé comme source de signaux de résonance magnétique nucléaire (RMN) avec un excellent rapport signal sur bruit. Parmi toutes les applications que ceci suggère dans des disciplines diverses, la possibilité de faire l'image des voies aériennes des poumons a immédiatement suscité un intérêt considérable. En effet l'IRM conventionnelle, fondée sur les protons des tissus, ne peut pas fournir d'image des espaces creux, ni même des tissus du parenchyme pulmonaire. L'hélium « hyperpolarisé » apparaît ainsi comme un outil clinique très prometteur. Il fournit des images de très bonne résolution et renseigne sur la ventilation des voies respiratoires : il donne accès à des images statiques pendant que le patient retient son souffle, à la dynamique de la ventilation pendant l'inspiration et l'expiration et aussi à l'imagerie fonctionnelle. Il permet des études sur l'asthme, l'emphysème, l'obstruction chronique des voies respiratoires, en particulier chez les grands fumeurs, et donne des informations précieuses en cas de chirurgie ou de greffe du poumon. Actuellement se déroulent simultanément des études cliniques sur des malades, des travaux sur des modèles animaux et des développements technologiques visant à adapter les méthodes optiques de polarisation du gaz à un environnement médical. Ces études très pluridisciplinaires associent étroitement physiciens, ingénieurs de la résonance magnétique, radiologues et médecins. Dans cette conférence on rappellera les principes de l'IRM conventionnelle, on expliquera la méthode du pompage optique pour l'hyperpolarisation nucléaire de l'hélium, on décrira les particularités de l'IRM avec hélium, on montrera des images pulmonaires statiques et dynamiques de volontaires sains et de patients atteints de diverses pathologies. Les potentialités cliniques futures seront enfin discutées.
Mot(s) clés libre(s) : hyperpolarisation de l'hélium, imagerie médicale, imagerie par résonance magnétique, IRM, pathologie des poumons, physique atomique, polarisation nucléaire, pompage optique

Discussion sur les avancées récentes dans le domaine de l'imagerie cérébrale et de la transplantation de cellules neuronales chez le singe.GénériqueAnne Hervé Minvielle, Philippe Hantraye, William Rostène
Mot(s) clés libre(s) : cerveau, imagerie cérébrale, imagerie médicale, imagerie par résonance magnétique, IRM, neuroscience, positon, sciences cognitives, système nerveux, TEP, tomographie

Simulation de la visualisation des champs électriques et magnétiques d'une charge en mouvement
Mot(s) clés libre(s) : champ électrique, charge électrique, champ magnétique, charge en mouvement

Un disque de cuivre ou de laiton est astreint à osciller dans son plan. Dès qu’on approche de lui un puissant aimant, les oscillations sont freinées. Est-ce parce que l’aimant attire le disque ? Non, car le cuivre n’est pas magnétique. Les courants de Foucault, peut-être ?
Mot(s) clés libre(s) : physique à main levée, tpe, flux magnétique, induction, loi de Lenz, tension induite

Turbulence et magnétohydrodynamique dans le Soleil : une conférence de François Rincon, chercheur au Department of Applied Mathematics and Theoretical Physics, de l'Université de Cambridge (UK).
Mot(s) clés libre(s) : soleil, tache solaire, turbulence, hydrodynamique, magnétohydrodynamique, héliosismologie, convection, dynamo, champ magnétique, flottabilité magnétique, plasma, simulation numérique, boucle coronale, zone radiative, zone convective, photosphère, tachocline, granulation, mésogranulation, supergranulation, Reynolds, Rayleigh, Prandtl

Un lien vers un article du site Géoconfluences consacré à l'impact du projet ITER (International tokamak experimental reactor) sur la région de Manosque et de façon plus large sur la région PACA. Le point de vue de géographes sur un projet qui n'est pas seulement une aventure scientifique et technique.
Mot(s) clés libre(s) : fusion, fusion nucléaire, fusion thermonucléaire, iter, fusion magnétique, tokamak, tritium, deutérium, tore magnétique, Manosque, Cadarache