Risque de démence pour des astronautes en mission vers Mars à cause du rayonnement cosmique

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Vous vous souvenez sans doute de ce que je vous avais raconté au sujet des rayons cosmiques qui existent dans le milieu interplanétaire (entre la Terre et Mars par exemple) et qui atteignent la surface de Mars, qui rendront extrêmement compliqué tout voyage et séjour sur la planète rouge pour des astronautes (voir ici et )

Je parlais alors avant tout des effets néfastes des particules chargées (protons et noyaux lourds et leurs particules secondaires) sur l’ADN des cellules des divers organes de nos chers astronautes.
Mais une nouvelle étude vient de paraître au sujet des effets des rayons cosmiques galactiques (GCR) sur des cellules très particulières, celles du cerveau, les neurones. Et les nouvelles ne sont toujours pas très réjouissantes… Cette étude, qui a été conduite sur des souris, montrent que les rayons cosmiques ont un effet étonnant : ils semblent provoquer une altération de la structure des neurones, ce qui peut avoir pour effet très indésirable, surtout pour des astronautes, de produire des troubles cognitifs sévères. 

Mars
L’étude, publiée dans Science Advances  a été menée sur des souris, car évidemment, il est très compliqué de faire ce type d’expérience sur des vrais astronautes à bord de l’ISS. Charles Limoli, biologiste moléculaire à l’Université de Californie et son équipe ont utilisé un accélérateur d’ions du NASA Space Radiation Laboratory pour bombarder des souris avec des ions d’oxygène-16 et de titane-48 accélérés à plusieurs GeV, mimant ainsi une dose de rayonnement de 50 à 300 mGy, niveaux sensiblement inférieurs à ceux potentiellement reçus par des astronautes en mission martienne par le rayonnement cosmique galactique.  

Les chercheurs ont ensuite laissé vivre tranquillement les souris durant 6 semaines, puis leur ont fait subir des tests cognitifs, comme par exemple un test de reconnaissance d’un objet familier (un jouet, en l’occurrence). Le groupe de souris qui a été exposé au faisceau de particules montre de graves défaillances par rapport à un groupe témoin n’ayant subit aucun rayonnement autre que le rayonnement naturel.
Les souris irradiées passaient autant de temps à explorer des nouveaux objets introduits dans leur cage que des objets déjà présents depuis longtemps, alors que les souris non exposées ne reniflaient que les nouveaux objets et très peu les anciens. Les souris irradiées semblaient ainsi ne plus pouvoir apprendre et se souvenir de nouvelles choses.

Limoli et ses collègues ont donc ensuite regardé de près le cerveau des rongeurs et ont découvert que les neurones avaient subi des altérations. Dans la région du cerveau appelée le cortex préfrontal, là où se situent les zones associées aux fonctions cognitives de haut niveau comme le raisonnement, la mémoire à court terme et la résolution de problèmes, les neurones montrent une réduction de 30 à 40% de leur nombre de dendrites, les “branches” qui reçoivent des signaux électriques venant d’autres neurones.
De tels modifications neuronales peuvent apparaître dans d’autres conditions qu’un environnement radiatif, comme le manque de stimulation environnementale, et il a pu être montré que des fonctions cognitives pouvaient dans ce cas être retrouvées grâce à un entrainement spécifique. Des études de plus long terme doivent être poursuivies pour savoir si dans le cas de l’irradiation, les déficits cognitifs chez la souris peuvent être résorbés ou non. Même si les chercheurs concluent que cela ne devrait pas constituer un point d’arrêt pour les missions humaines vers Mars ou ailleurs, ils notent néanmoins que cet effet devrait être très sérieusement pris en compte par la NASA, car il n’y a aucune raison que ce qui est observé chez la souris soit très différent de ce qui se passerait chez l’homme… C’est d’autant plus inquiétant que le cas d’une mission martienne implique pour les astronautes de nombreuses situations et environnements changeants et uniques qui compliquent les décisions à prendre, avec de plus une autonomie imposée par le délai des communications entre Mars et la Terre. Ils doivent avoir des capacités de raisonnement et de mémoire sans aucune faille pour accomplir ce type de mission.

La protection des astronautes contre les GCR devrait ainsi être une priorité absolue de toute mission lointaine, non seulement pour limiter le risque de cancer radio-induit mais aussi et peut-être surtout pour conserver des astronautes sachant réfléchir et comprendre ce qu’ils sont en train de faire. Or, aujourd’hui, la NASA ne possède pas de solution technologique efficace pour réduire drastiquement le flux des GCR. Mais les robots n’ont pas de neurones, eux…


Sources :

What happens to your brain on the way to Mars
V. Parihar et al.
Science Advances  Vol. 1 no. 4 (1 May 2015)

Space radiation may damage astronauts’ brains
Emily Underwood
Science News (1 May 2015)

http://drericsimon.blogspot.com
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La consommation de plantes à des fins thérapeutiques

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Il y a quelques semaines j’ai assisté à une conférence passionnante sur la consommation de plantes à des fins thérapeutiques. Elle était présentée par F. Nessalany (Dr en toxicologie) à l’institut Pasteur de Lille. On a évidemment beaucoup parlé de… Read more → Continue reading

Notre horloge interne voit les couleurs du temps

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IMG_4543c.jpg Même sans avoir de montre, d’horloge ou de téléphone portable, notre corps sait quel est le moment du jour (ou de la nuit). Nous avons une “horloge interne“, qui permet de régler le rythme du sommeil, ainsi que d’autres effets physiologiques cycliques. Les animaux (humains inclus) utilisent les variations de la lumière pour ajuster leurs horloges internes, et aligner leurs comportements et leur physiologie avec le cycle solaire. On avait depuis longtemps constaté que les variations de luminosité influençaient cette fameuse “horloge”, informant notre corps qu’il était temps d’aller au lit.  Mais la découverte que viennent de réaliser des chercheurs de l’université de Manchester (Angleterre) apporte de nouveaux éléments à la relation intime que nous avons avec la lumière. En effet, comme ils l’expliquent dans un article paru dans la revue PLOS Biology, ces rythmes circadiens ne seraient pas seulement influencés par la quantité de lumière que nous percevons, mais aussi par sa qualité : sa couleur. Les teintes subtiles d’un crépuscule ne titilleraient donc pas seulement notre sens de l’esthétique : elles fourniraient à notre organisme une méthode plus fiable pour suivre la progression de la fin du jour que simplement en mesurant l’intensité lumineuse, en tout cas pour les mammifères qui disposent d’une vision en couleurs. En expérimentant sur des souris, l’équipe a pu constater que l’activité électrique de leurs cerveaux était plus sensible aux changements de couleur entre le bleu et le jaune qu’au changement de luminosité. Des couleurs qui varient pendant le crépuscule ou l’aube. En recréant artificiellement ces variations de couleurs, les scientifiques ont pu influencer le comportement des souris. “Ce qui est excitant à propos de notre étude c’est que ces résultats peuvent s’appliquer aux humains,” explique le Dr Timothy Brown, auteur principal de la recherche. “Donc en théorie, la couleur pourrait être utilisée pour manipuler notre horloge biologique, ce qui pourrait être utile pour les ouvriers qui travaillent en rotation, ou pour les voyageurs souffrant de décalage horaire”. Continue reading

Quand le chat n’est pas là, les souris chantent !

Les petits rongeurs si familiers ont un talent caché : ils peuvent rivaliser avec des oiseaux chanteurs.

On avait déjà découvert que chatouiller les rats pouvait les faire rire, aujourd’hui ce sont les souris mâles qui révèlent une capacité assez étonnante : tout comme certains oiseaux, ils peuvent chanter pour faire la cour à leur partenaire potentielle. Mais contrairement aux mésanges et autres rossignols, vous n’entendez pas le chant d’amour des souris car il est trop aigu pour vos oreilles : les vocalises de ces Caruso miniature se situent en effet dans les ultrasons. Pour les chercheurs spécialisés dans le sujet, la capacité des souris à chanter n’est pas une vraie nouvelle, ils le savent depuis une bonne cinquantaine d’années. Mais les recherches qui viennent d’être menées par une équipe de la Duke University (USA), et publiées dans le journal Frontiers in Behavioral Neuroscience, ont mis en évidence la manière dont les souris mâles peuvent élaborer des chants complexes en vue de séduire la femelle de leur choix. Ils ont ainsi développé une nouvelle approche, étudiant la dynamique des différentes syllabes utilisées, ainsi que le tempo de ces “chants d’amour”. Apparemment, les souris auraient un répertoire moins étendu que les oiseaux, mais ils exécuteraient leurs meilleures performances lorsque l’objet de leur attention n’est pas à portée de vue mais… d’odorat. “Les mâles chantent de manière plus complexe, et plus fort, lorsqu’ils sentent l’urine d’une femelle mais qu’ils ne la voient pas”, précisent les chercheurs, “en comparaison, les chants sont plus longs et plus simples lorsque les mâles chantent directement pour les femelles en leur présence”. “Nous pensons que cela est en rapport avec le fait que le chant complexe est une sorte de chant d’appel, et lorsqu’il voit la femelle, il passe alors à un chant plus simple pour économiser de l’énergie afin de la poursuivre et de la courtiser en même temps”, explique Erich Jarvis, professeur associé en neurobiologie à la Duke University. “J’ai été surpris par lles changements dans ces chants dans les différents contextes sociaux, alors que l’on pensait que les chants étaient innés”, ajoute-t-il. “Il est clair que la capacité de la souris à vocaliser est beaucoup plus limitée que pour un oiseau ou un humain, et pourtant il est remarquable de trouver toutes ces différences de complexité dans les chants”. Il y aurait ainsi un sens (pour les souris) à ces chants, qui suivraient des motifs spécifiques. Quant à la femelle, elle semble apprécier la sérénade : la plupart d’entre elles préfèrent passer du temps près des “chanteurs” qui exécutent les mélodies les plus complexes, ce qui, selon les scientifiques, renforce l’hypothèse que ces mélodies ont une signification. Malgré tout l’intérêt que peut représenter une comédie musicale façon Roméo et Juliette chez les souris, cette recherche a des buts plus profonds. Les neurologues espèrent en effet que la capacité des souris à modifier les motifs de leurs chants pourrait apporter des indices dans l’étude des troubles du spectre autistique, qui seraient caractérisés par des déficiences dans la communication sociale et, ils le pensent, dans les parties du cerveau qui contrôlent les comportements appris. “C’est pour cela que nous et d’autres scientifiques dans le monde entier étudions les souris, afin de tester les limites de l’apprentissage vocal et sa plasticité,” précise Erich Jarvis. Vidéo du chant des souris réalisée par Jonathan Chabout (Duke University)  Continue reading

Le sixième sens artificiel du rat aveugle

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88992_web.jpgCertains animaux arrivent à se diriger grâce leur perception du champ magnétique terrestre : c’est le cas notamment des chauve-souris. Le rat, en revanche, n’est pas doté de telles capacités. Pourtant, des chercheurs de l’université de Tokyo (Japon) viennent de changer cela en dotant des rats aveugles d’un équipement leur permettant de “voir” avec cette sorte de “sixième sens”. Yuji Ikegaya et Hiroaki Norimoto ont pu greffer un appareillage comprenant une sorte de boussole géomagnétique au cerveau de rats aveugles. Après des dizaines d’essais, ces rats sont parvenus à interpréter les signaux de l’appareil, arrivant même à égaler les performances de leurs congénères voyants dans des tests de circulation dans des labyrinthes. Les deux chercheurs ont voulu non pas rendre la vue aux animaux, mais leur restituer les perceptions nécessaires pour qu’ils puissent connaître la position de leur corps dans leur environnement. Le senseur géomagnétique implanté sur les rats détecte en effet la position de leur tête, et génère des impulsions électriques indiquant à l’animal la direction à laquelle ils font face. “Nous avons été surpris de voir que les rats peuvent comprendre un nouveau sens qui n’avait jamais été expérimenté ni “expliqué par personne”, et peuvent apprendre à l’utiliser en seulement deux ou trois jours”, déclarait Yuji Ikegaya.

Un espoir pour les mal voyants ?

En démontrant ainsi “l’incroyable flexibilité du cerveau des mammifères”, cette expérience ouvre des perspectives assez importantes. Pour les personnes atteintes de déficiences visuelles, tout d’abord : elles pourraient éventuellement être équipées de “prothèses neuronales” reliées à des équipements leur permettant de se situer dans l’espace de la même manière que les rats de l’expérience japonaise. Les deux chercheurs espèrent également que les humains puissent étendre le spectre de leurs perceptions, devenant peut-être un jour capables d’interpréter non seulement les courants magnétiques, mais aussi pourquoi pas les rayonnements ultraviolets, les ultrasons ou même les ondes radio… “Peut-être que vous n’utilisez pas encore complètement votre cerveau”, explique Yuji Ikegaya. “Cette limitation ne provient pas de l’absence d’efforts de votre part, mais des organes sensoriels limités de votre corps. Le monde sensoriel réel pourrait être bien plus “coloré” que ce que vous pouvez percevoir actuellement”. Les deux scientifiques viennent de publier les résultats de leur recherche dans la revue Current Biology. Crédit photo : rat muni d’un appareil géomagnétique (Norimoto et Ikegaya) Continue reading

En bref (mars 2015, partie I) : variabilité immunitaire et vaccin HPV

Une sélection parmi mes lectures des derniers mois: – adaptabilité du système immunitaire, ou comment notre système immunitaire est plus largement façonné par notre environnement et les microbes que l’on rencontre que par nos gènes, – profil de sécurité du … Lire la suite

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9 astuces pour mettre KO vos angoisses nocturnes

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Les insomnies peuvent survenir à la suite d’une accumulation des problèmes de vos journées.  Jour après jour, les soucis peuvent se succéder, s’accumuler et engendrer du stress, de l’anxiété, voire sur le long terme de la dépression. Alors, vous pouvez vous … Lire la suite 9 astuces pour mettre KO vos angoisses nocturnes is a post from: Les secrets du sommeil Continue reading

Après Ebola… La rougeole ? Vers un désastre sanitaire que la vaccination peut éviter

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C’est un appel à la mobilisation générale qui a été lancé par une équipe d’épidémiologistes le 13 mars, dans un article de la revue Science. Alors que l’épidémie due au virus Ebola reflue nettement, un nouveau désastre sanitaire se profile, … Continue reading

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Comment narguer l’alarme de son réveil tous les matins ?

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Faites-vous parti de ces gens qui doivent se réveiller tôt le matin pour ne pas être en retard au travail, sortir le chien, nourrir le chat, vous assurer que vos enfants soient prêts pour l’école  ? Vous pensez peut-être que ce … Lire la suite Comment narguer l’alarme de son réveil tous les matins ? is a post from: Les secrets du sommeil Continue reading