"Comment lire avec un cerveau préhistorique" mardi 17 mai 19h Uni-Dufour

De nouvelles techniques comme l'IRMf apportent de nouvelles réponses à des questions classiques comme l’émergence du langage dans la perspective développementale et évolutive  - et en posent de nouvelles. De nouvelles recherches redessinent les frontières des disciplines autrefois bien distinctes : linguistique  psychologie et biologie.  Les incidences à envisager - peut-être - sur l'enseignement dans certains chapitres de la biologie est à inventer. Les potentielles incidences sur les diagnostics et thérapies ( logopédie ?) , sont à explorer...

Venez écouter un chercheur international donner son éclairage sur quelques unes de ces questions

Comment l'homme parvient-il à lire?

Laurent Cohen professeur de neurologie à la Salpêtrière, spécialiste en neurosciences cognitives
"Cerveau et culture: comment lire avec un cerveau préhistorique"

le mardi 17 mai, à 19h Uni Dufour
Entrée libre dans la limite des places disponibles

Le fonctionnement complexe de notre cerveau demeure encore mystérieux. Ses capacités d’apprentissages et de compensations sont au cœur des recherches scientifiques actuelles, notamment concernant la lecture. En effet, à la suite d’un accident cérébral, certains patients perdent totalement, mais uniquement, la capacité de lire. Ceci révèle que l’homme possède un système cérébral dédié exclusivement à la lecture, cette seule aptitude étant impactée par l’accident vasculaire. Pourtant, à la naissance, notre cerveau est semblable à celui de nos ancêtres d’il y a 10'000 ans, qui eux, ne savaient évidemment pas lire. Les mécanismes cérébraux spécialisés permettant la lecture se développent donc après la naissance de l’enfant. Mais d’où proviennent-ils ?

Afin d’apporter une réponse à cette question, le réseau langage et communication de l’Université de Genève (UNIGE) organise une conférence le 17 mai à 19h, à Uni Dufour. Intitulée « Cerveau et culture : comment lire avec un cerveau préhistorique », elle sera présentée par Laurent Cohen, professeur de neurologie à la Salpêtrière, spécialiste en neurosciences cognitives. Il abordera cette problématique en montrant la manière dont ces mécanismes cérébraux spécialisés émergent de l’évolution biologique des espèces, de l’évolution culturelle, ainsi que de l’histoire de l’éducation personnelle.

Pour situer le chercheur :  Site de Laurent Cohen ou

Vous pouvez vous préparer pour cette conférence - ou approfondir après - en consultant ces articles qu'il a sélectionnés pour vous

• Stanislas Dehaene, Laurent Cohen, José Morais, and Régine Kolinsky. Illiterate to literate: behavioural and cerebral changes induced by reading acquisition. Nat Rev Neurosci, 16(4):234--244, April 2015. [WWW] [PDF] [Abstract]
• R Kolinsky, J Morais, L Cohen, G Dehaene-Lambertz, and S Dehaene. L influence de l apprentissage du langage ecrit sur les aires du langage / The impact of literacy on the language brain areas. Rev Neuropsy, 6(3):173-81, 2014. [PDF] 
• Les membres Expériment@l peuvent accéder à ces texte

Fig 1: A pivotal role of the ventral occipito-temporal cortex in reading acquisition. [img] source Dehaene, L. et al .2015

Les ondes gravitationnelles : le couronnement d’un énorme travail et une fenêtre sur l'astrophysique du futur.

En lien avec la récente confirmation des ondes gravitationnelles, voici une contribution de Dr. Alice Gasparini; Collège Rousseau/UniGe

La première détection directe d'ondes gravitationnelles : le couronnement d'un énorme travail et une fenêtre sur l'astrophysique du futur. 

Alice Gasparini (Alice.Gasparini@unige.ch)[1]

En novembre 1915 Albert Einstein proposait une nouvelle vision de la gravité : la chute libre d'une masse m n'est pas le résultat d'une force d'attraction d'un astre massif sur m, mais plutôt une nouvelle inertie dans un espace-temps courbé par la présence de l'astre. Une conséquence remarquable des équations d'Einstein est la prévision que les modifications de la courbure de l'espace-temps (modifications dues à des distributions de masses dynamiques comme une collision d'objets compacts, ou l'explosion d'une supernova) engendrent des perturbations qui se propagent comme des ondes.

En effet, de même qu'un caillou lancé dans un lac d'eau calme produit des ondes à la surface de l'eau, ce type d'événements produisent des ondes de courbure de l'espace-temps : les ondes gravitationnelles[i]. La théorie d'Einstein date de 1915, mais la question de savoir si les solutions mathématiques correspondant aux ondes gravitationnelles avaient une réalité physique a été longuement débattue:

Einstein lui même, dans une première version d'un article écrit avec Nathan Rosen en 1937, en niait l'existence.

Crédit image: Blayne Heckel

C'est seulement en 1957 que la question a été définitivement résolue, au moins du point de vue théorique : lors de la conférence de Chapel Hill, Felix Pirani et Hermann Bondi montrèrent que l'effet d'une onde gravitationnelle traversant un cercle de masses en chute libre perpendiculairement au plan du cercle, est de déformer ce cercle, en étirant et en comprimant de manière alternée les deux directions perpendiculaires.

C'est à partir de cette date que le défi de la détection d'ondes gravitationnelles a été ouvert à la communauté scientifique. Comme pour d'autres prévisions de la RG, ce défi expérimental était au delà des technologies de l'époque, et à la limite de celles actuelles : la nature de l'interaction gravitationnelle étant très faible, ses effets sont extrêmement difficiles à détecter, et ce malgré le fait que les événements qui les génèrent soient les plus violents et les plus énergétiques de l'Univers. L'effet d'une onde générée par un de ces événements sur un détecteur placé sur Terre est une variation DL de la distance entre deux masses de l'ordre DL/L ~ 10^-21 , où L est la distance entre les deux masses. Il va sans dire qu'au cours du siècle dernier, ce chiffre fut à la base du pessimisme d'un grand nombre de scientifiques concernant la possibilité d'une détection de ces ondes. Pourtant, en 1974 Russel Hulse et Joseph Taylor découvrirent un système binaire PSR B1913+16 contenant un pulsar. La diminution de la période de rotation de cette binaire sur 27 ans de mesures - en parfait accord avec la prédiction de la relativité générale - fourni la première preuve expérimentale, mais indirecte, de l'existence des ondes gravitationnelles : le taux de perte d'énergie de rotation de ce système ne peut pas s'expliquer sans l'existence de ces ondes, et cette découverte a été couronnée par le prix Nobel en 1993.

Alors que Hulse et Taylor faisaient leur observation, d'autres physiciens cherchaient un moyen de parvenir à une détection directe. La première génération de détecteurs a été celle des barres métalliques résonnantes : la barre de Weber dans les années 1960, suivie par des réseaux de barres résonnantes cryogéniques, et de sphères cryogéniques. Mais cette technologie n'est jamais parvenue à des sensibilités suffisantes. Il fallait une autre direction : ce fut l'interféromètre de Michelson-Morley (le même qui, en ne mesurant pas de vent d'éther, avait montré le besoin d'une nouvelle théorie de la Relativité). Le développement des technologies nécessaires a permis, au début des années 2000, la construction des premiers grands interféromètres laser : TAMA 300 au Japon, GEO 600 en Allemagne, VIRGO en Italie et les deux LIGO aux Etats Unis : Hanford, (H1, Washington) et Livingston (L1. Louisiana). Il aura donc fallu attendre plus qu'un demi siècle de travail et d'étroite collaboration entre expérimentateurs et théoriciens de toute la planète, pour pouvoir annoncer une première détection directe, le 14 septembre 2015, pile 100 ans après la première publication de la théorie de la Relativité Genérale.

Les interféromètres terrestres peuvent mesurer les ondes gravitationnelles d'une fréquence entre la dizaine et le millier d'Hertz, générées par des collisions d'objets compacts stellaires (étoiles à neutrons ou trous noirs) ou des explosions de supernova. LIGO consiste en un faisceau laser d'un diamètre de 12 cm séparé par un miroir semi transparent en deux faisceaux dirigés dans deux directions perpendiculaires et réfléchis à une distance L =4 km pour les faire interférer. La variation des distances parcourues par les deux faisceaux (DL qui est donc de l'ordre de 10^-18m, soit un cent millionième de la taille d'un atome !) cause une différence de phase, et donc une variation de la figure d'interférence.

Pour que la sensibilité soit suffisante pour la détection d'une onde gravitationnelle, ces interféromètres ont été énormément améliorés par rapport à la version de Michelson Morley : par exemple, en « allongeant » L, la distance effective parcourue par chaque faisceau, (et donc aussi le DL) par une cavité résonnante dans chaque bras, qui multiplie les allers-retours de chaque faisceau avant l'interférence, et donc l'effet d'une onde sur le déphasage, d'un facteur 300. De plus un système de recyclage du faisceau permet d'avoir une puissance circulant dans chaque cavité de 100kW alors même que l'interféromètre n'est alimenté que par un laser de 20W. Le tout est entouré de nombreux dispositifs à haute technologie pour minimiser les multiples sources de bruit : sismique (à de basses fréquences), thermique (fréquences intermédiaires) et le « shot noise » des photons à hautes fréquences.

Mis à part la source du laser, toutes les composantes sont isolées en utilisant des technologies d'ultravide les plus avancée : ces détecteurs contiennent le plus grand volume de vide jamais construit. Impensables il y a encore dix ans, ces technologies  ont permis aux deux interféromètres LIGO d'atteindre la sensibilité souhaitée pour la première fois en 2015.

Crédit image : B. P. Abbott et al. PRL 116, 061102 (2016)

Leurs courbes de sensibilité sont reproduites dans le graphique ci-dessus.

Malgré tous les efforts faits pour pousser la sensibilité des ces détecteurs au maximum, le bruit reste significatif par rapport au signal, tellement celui-ci est faible. Cependant, pour chaque type de source, on peut pré-calculer la forme des signaux sur la base de modèles théoriques combinés aux simulations numériques. Il devient alors possible, à l'aide d'une analyse statistique sophistiquée, d'extraire du bruit la forme du signal attendu. De plus, l'utilisation de réseaux de détecteurs permet de ne tenir compte que des événements enregistrés simultanément dans plusieurs détecteurs, ce qui écarte les « fausses alertes ». Il existe bien une probabilité d'avoir des coïncidences accidentelles (non dues à une onde gravitationnelle) entre deux détecteurs mais on peut quantifier cette probabilité en refaisant l'analyse après avoir artificiellement décalé le signal de l'un des détecteurs car, dans cette situations, les coïncidences sont toutes accidentelles. De manière générale, plus un signal se prolonge plus il devient facile de l'extraire du bruit. Il n'est donc pas étonnant que la toute première détection soit un signal correspondant à la phase finale de la collision entre deux objets compacts qui à pu être suivie, par les deux LIGO, sur une durée de 0,45s. Selon l'analyse statistique mentionnée ci dessus, cette observation coïncidente a un probabilité inférieure à 2×10^-7 d'être une fausse alerte (cela signifie qu'il faudrait prendre des mesures pour une durée de l'ordre de 200000 ans pour qu'une coïncidence accidentelle de ce type se produise en l'absence de signal !)

Crédit images : B. P. Abbott et al. PRL 116, 061102.        

Les caractéristiques du signal combinées au modèle relativiste ne laissent donc pas de doutes quant à la nature du système produisant la radiation. Il s'agit de la coalescence d'un système binaire formé de deux corps extrêmement compactes pesant chacun une trentaine de masses solaires orbitant l'un autour de l'autre à une distance de quelques centaines de km. On observe d'abord 8 périodes allant de 35Hz à 150Hz, où l'amplitude du signal atteint son maximum, ensuite la phase correspondant à la collision et la stabilisation du trou noir final, qui irradie dans ses modes « quasi-normaux ».

L'image ci-contre, en haut, montre le résultat des simulations du signal en utilisant la modèle relativiste avec les paramètres qui reproduisent le mieux le signal : deux corps de 29 et 36 masses solaires qui orbitent à une distance d'à peine 350km, à une distance de la Terre de 410Mpc (z = 0,09). L'image du bas montre la vitesse relative orbitale v/c en vert, ainsi que la distance entre les deux corps avec comme unité leur rayon de Schwarzschild. Le rayon de Schwarzschild 2GM/c2 de ce type d'objets étant de l'ordre de 200km, et au vu de la fréquence élevée du signal, il ne peut s'agir que d'un couple de trous noirs. On peut exclure que l'un des corps soit une étoile à neutrons, car celles-ci ne peuvent pas être plus massive que 3 fois la masse du Soleil.

Cette détection questionne les modèles astrophysiques de formation des trous noirs existants[ii] dans l'Univers : ces modèles prévoient une borne supérieure pour la masse de trous noirs d'origine stellaire de 15 masse solaires : la présence de trous noirs d'une trentaine de masses solaires reste donc à expliquer. De plus, la détection nous révèle que le trou noir final est de 62 masses solaires, ce qui signifie que, lors de cette collision, 3 masses solaires ont été converties en radiation : environ 5% de la masse de départ. À titre comparatif, lors des réaction nucléaires les plus énergétiques –comme  la fusion de l'hélium – ce taux de conversion est d'environ 0,005%, soit 3 ordres de grandeur plus petit. La coalescence durant moins qu'un demi seconde, cela se traduit par un pic de puissance radiative d'environ 200M_€c²/s ou 4×10⁴⁹ W, plus que toute la radiation lumineuse produite dans l'Univers observable !

On comprend donc pourquoi la capacité à détecter des événements de ce type a des conséquences extraordinaire pour le futur de la physique : contrairement aux mesures des ondes électromagnétiques et des neutrinos, la fenêtre des ondes gravitationnelles est la seule qui nous permet d'accéder à des événements aussi énergétiques, produits uniquement par de systèmes où la Relativité Générale domine, comme l'horizon des trous noirs, où le paramètre GM/c²R ~ 1. L'étude de ces événements, jusqu'ici observés uniquement de manière indirecte par le biais électromagnétique des rayons X, permet de tester la Relativité Générale, et de poser des contraintes sur le modèles théoriques qui vont au delà, comme les théories de cordes ou de gravité quantifiée.

Depuis la détection en septembre 2015, LIGO a encore été amélioré : pour l'année 2016 il pourra observer un volume 3 fois plus grand qu'en 2015. Un gain d'un facteur 10 dans la sensibilité de nos détecteurs correspond à une vision 10 fois plus loin dans l'espace, donc un volume 1000 fois plus grand et une augmentation de la fréquence de détection de tels événements. Lors des années à venir on attend donc d'autres détections de ce type qui enrichiront notre connaissance du cosmos.

Par la suite, un vrai réseau d'interféromètres sera opérationnel, incluant VIRGO, GEO et TAMA. Ces instruments, résultat des efforts théoriques et expérimentaux faits par les scientifiques du monde entier, devrait nous apporter de nouvelles connaissances et, qui sait, de nouvelles surprises. À cela s'ajoute le projet du lancement d'un interféromètre spatial : LISA, proposé actuellement pour 2034. En orbite, et donc affranchit des bruits sismiques, ce détecteur est conçu pour détecter des ondes gravitationnelles de plus basse fréquence, entre 10^-4 et 1 Hz, émises par des masses de l'ordre de 10⁶M€, comme les trous noirs supermassifs tapis dans le noyaux des galaxies.

2015 a été l'année du centenaire de la découverte de la Relativité Générale et celui de la détection directe des ondes gravitationnelles. Plus qu'une ligne d'arrivée, cette première détection marque le début d'une nouvelle astronomie qui traque les événements les plus violents du cosmos produit par les objets les plus compactes que l'on puissent imaginer : les trous noirs. Gardez un œil sur les ondes gravitationnelles : nous allons au devant de découvertes spectaculaires ! [iii]. 

 

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[1] Dr. Alice Gasparini, enseignante de physique et mathématique au Collège de Genève et collaboratrice scientifique dans un projet éducatif de SwissMAP (http://www.nccr-swissmap.ch/) avec l'équipe de Didactique de la Physique à l'UniGe.

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[i]                 Une vidéo sympathique illustrant l'effet des ondes gravitationnelles se trouve à l'adresse suivante : https://www.youtube.com/watch?v=s06_jRK939I

[ii]                Une liste de trous noirs observés par leur émission des rayons x est accessible à l'adresse suivante : http://www.johnstonsarchive.net/relativity/bhctable.html

[iii]               Et pourquoi pas partager cela avec le élèves : dans le cadre du projet pédagogique lancé par SwissMAP en occasion du centenaire, des activités pédagogiques d'introduction à la RG pour collégiens ont été créés et sont disponibles sur le site de SwissMAP (un cours complet d'introduction à la Cosmologie Moderne et huit séries d'exercices et activités). Contact :  Alice.Gasparini@unige.ch

A voir aussi :

- la contribution experiment@l par  F. Lombard et L. Weiss du 26/2/2016 et les références mentionnées :

https://experimental.unige.ch/2016/02/26/les-ondes-gravitationnelles-des-vagues-dans-les-medias-mais-des-infos-assez-vagues/

- la contribution dans « Nature » du 24/2/2016, http://www.nature.com/nature/journal/v531/n7592/full/nature17306.html

Duboule - Balmer - Siccard / éclairages croisés : Le mythe de Frankenstein, fiction ou prémonition?

L'image du savant fou et Frankenstein : un débat sur l'image de la science dans notre société ?

La plupart des lecteurs d'Expériment@l-Tremplins et Bio-Tremplins connaissent  Denis Duboule (professeur de génétique et génomique à l'UNIGE).
A l'occasion du bicentenaire de la création du personnage  de Frankenstein par Mary Shelley sur les bords du Léman - il débattra  avec le comédien Jean-François Balmer et Didier Sicard, (médecin et président d'honneur du Comité consultatif national d'éthique, France), sur "le questionnement du savant face aux progrès de la science et leurs conséquences, qui parfois le dépassent."

Le mythe de Frankenstein, fiction ou prémonition?

Soirée inaugurale du cycle de conférences fêtant les 200 ans de Frankenstein
le mercredi 11 mai 2016  Uni Dufour, 18h30
entrée libre dans la limite des places disponibles

Programme complet des événements se déroulant de mai à octobre sur www.frankenstein.ch

Un dossier complet dans le numéro de Campus de mars 2016
DOSSIER:
> Histoire d’un duo infernal et immortel
> La faute à Rousseau
> Les mille vies de Frankenstein
> Tambora 1815, la colère d’un géant
> Le volcan du sud qui enrhuma le nord
> Un été gris et froid provoque la famine
> De la science-fiction à la réalité

Voici déjà 200 ans que la créature de Frankenstein a été imaginée par Mary Shelley sur les bords du Léman. Dans le contexte des fantasmes, des craintes et des espoirs suscités par la médecine et la science du début du XIXe siècle, elle invente l'histoire du docteur Victor Frankenstein, donnant la vie à un cadavre au moyen d'une étincelle électrique.

Afin de fêter comme il se doit l'anniversaire de ce personnage littéraire devenu mythique, la Fondation Martin Bodmer et la Fondation Brocher organisent un cycle d'événements intitulé «Frankenstein aujourd'hui» faisant dialoguer littérature et science, en collaboration avec l'Université de Genève (UNIGE). Celui-ci débutera par une soirée inaugurale le mardi 11 mai à 18h30 à Uni Dufour.

Après une lecture de plusieurs extraits du roman de Mary Schelley par le comédien Jean-François Balmer, Denis Duboule, professeur de génétique et génomique à l'UNIGE, et Didier Sicard, médecin et président d'honneur du Comité consultatif national d'éthique (France), débattront sur le questionnement du savant face aux progrès de la science et leurs conséquences, qui parfois le dépassent. Ce débat sera introduit par David Spurr, professeur honoraire au département de langue et littérature anglaises de l'UNIGE et commissaire de l'exposition Frankenstein, créé des ténèbres, présentée à la Fondation Martin Bodmer, et Jean-Daniel Rainhorn, président du comité scientifique du programme Frankenstein de la Fondation Brocher. Isabelle Moncada, journaliste à la RTS, animera cette discussion qui sera suivie d'un apéritif.

Le cycle d'événements autour de Frankenstein se déroulera de mai à octobre en marge de l'exposition Frankenstein créé des ténèbres et réunira plus de trente humanistes et scientifiques, dont de nombreux professeurs et chercheurs de l'UNIGE, autour des thèmes de la technique dans les sciences médicales, du genre littéraire fantastique, de l'art contemporain, du clonage, de l'humain augmenté ou encore de la robotique. Retrouvez le programme complet ici. Un second cycle d'événements débutera dès octobre et proposera notamment un colloque international (du 7 au 10 décembre), une programmation cinématographique centrée sur le monstre mythique, ainsi qu'une expostion au Musée Rath. Le programme est à disposition sur ce lien.

Transit de Mercure // T'es ou ? // Une collégienne Genevoise brille au Concours la Science Appelle les Jeunes

Trois évènements qui pourront intéresser les lecteurs et les lectrices d'Expériment@l-Tremplins

Mercure sous le feu des projecteurs

L'UNIGE et Balexert vous invitent à observer le transit de mercure devant le Soleil, le 9 mai 2016.
"Les nouveaux mondes": exposition du 9 au 21 mai 2016
Centre commercial Balexert, Avenue Louis-Casai 27, 1211 Genève
Heures d'ouverture: 9:30-21:00  entrée libre

Cela ne se produit qu'une douzaine de fois par siècle. Le lundi 9 mai 2016, le Soleil, la Terre et Mercure seront parfaitement alignés. L'événement sera excpetionnel, car Mercure traversera le disque solaire en plein milieu et son parcours sera visible depuis la Suisse. Cette traversée lui prendra sept heures, ce qui en fera le plus long transit du siècle.

Pour marquer l'événement, le centre commercial Balexert et les astronomes de l'Observatoire de l'Université de Genève (UNIGE) vous invitent à profiter du spectacle en mettant à dispostion des télescopes installés sur le toit du centre commercial. Pour y assister, veuillez vous rendre dans le hall central de Balexert dès 13 heures. Les astronomes vous accueilleront alors pour monter sur le toit.

Le 9 mai 2016, Balexert inaugurera également son exposition «Les nouveaux mondes», consacrée aux exoplanètes et à Cheops, le premier satellite suisse. Maquettes, animations et explications vous seront présentées dans le hall central par des astronomes du pôle de recherche national sur les exoplanètes PlanetS. Ces professionnels vous feront voyager dans le monde fantastique des exoplanètes et de la recherche de la vie extraterrestre, du 9 au 21 mai, durant les heures d'ouverture du centre commercial.

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T'es où ? … Au musée d'histoire des sciences

Entendue ou prononcée plusieurs fois par jour, la phrase "T'es où?" rythme les conversations téléphoniques. A l'heure du GPS, on y répond facilement, mais comment faisait-on avant ? C'est à la découverte de cette aventure que cette exposition vous invite.

Fig 1: bla [img] source

La nouvelle exposition temporaire "T'es où?"  se tiendra  du 11 mai 2016 au 23 avril 2017 sur le site du Musée d'histoire des sciences de la Ville de Genève,

Nous avons le plaisir de vous informer que l'inauguration de la nouvelle exposition du site du Musée d'histoire des sciences T'es où ? aura lieu Mardi 10 mai à 18h

Exposition T'es où?, du 11 mai 2016 au 23 avril 2017

 
Un programme d'animations riche et varié accompagne l'exposition. cf pièce jointe
Entrée libre

Informations pratiques
Site du Musée d'histoire des sciences de la Ville de Genève
Parc de La Perle du Lac, Rue de Lausanne 128, 1202 Genève, Suisse
Entrée libre au Musée comme à l'exposition temporaire
Ouvert du mercredi au lundi, de 10h à 17h
T +41 22 418 50 60; museum-geneve@ville-ge.ch; www.museum-geneve.ch
Bibliothèque, boutique, buvette saisonnière
Bus 1-25 (arrêt Sécheron), bus 11-28 (arrêt Jardin botanique),
tram 15 (arrêts Butini & France), bateau Mouettes M4 (arrêt Châteaubriand)

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Les meilleurs élèves au concours scientifique sont des filles … un exemple pour aider nos élèves filles à se projeter dans ces rôles ?

Le projet  Plan d'action mathématiques et sciences de la nature (MSN) se met en place à Genève, notamment pour améliorer l'enseignement des sciences et corriger le déséquilibre d'attractivité des sciences. Une des lignes d'action et de donner aux filles des modèles pour les aider à envisager des carrières scientifiques.

Le succès d'une collégienne et d'un collégien genevois peut être un exemple à montrer. Et le concours la Science Appelle les Jeunes une belle opportunité  de valoriser ces cerveaux curieux et fascinés par les sciences …



  le Concours National  de La Science appelle les jeunes a

Jeunes Romands primés à un concours de science

La Genevoise Julia Gosse a été doublement récompensée d'un prix spécial et de la mention «excellent» pour le travail présenté.

Fig 1: Le projet de Julia Gosse sur le clonage d'un de ses gènes lui permettra de représenter la Suisse au concours international, à Londres.  [img] source :La Science appelle les jeunes

30.04.2016

Grâce à son projet de clonage d'un de ses gènes, une gymnasienne genevoise a impressionné samedi le jury du concours national de La Science appelle les jeunes. En plus de la mention «excellent», elle a reçu un prix spécial. Quatre autres Romands ont été primés.
La Genevoise Julia Gosse a cloné l'un de ses gènes afin d'explorer les enjeux éthiques et éducatifs d'une telle démarche. Son travail particulièrement novateur et original lui permettra de représenter la Suisse au London International Youth Science Forum (LIYSF), un événement scientifique prestigieux réunissant des jeunes de tous les continents, indique samedi la fondation La Science appelle les jeunes.
Julia Gosse fait partie des meilleurs jeunes primés samedi à la Haute Ecole d'ingénierie de Brugg-Windisch (AG), dans le cadre du 50e concours national de La Science appelle les jeunes. Les 93 talents en herbe, âgés entre 14 et 18 ans, y ont présenté au jury leurs travaux portant sur des sujets très variés et originaux.
Phagothérapie et sommeil
Parmi les autres participants romands, Dorian Garin, du collège Emilie Gourd à Genève, a quant à lui analysé des bactériophages de l'Arve. Il a démontré leur capacité à éliminer des bactéries résistantes aux antibiotiques. Son travail sur le potentiel de la phagothérapie lui a valu la mention «très bien».

Lire la suite...

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  le Concours National  de La Science appelle les jeunes  :

Mentions et prix

Sur les 93 jeunes, 24 ont obtenu la mention «bien», 45 la mention «très bien» et 24 la mention «excellent». En fonction de ces mentions, des prix en espèces ont été distribués, pour une valeur totale de CHF 66'000.
Les travaux les plus novateurs ont en outre été récompensés par des prix spéciaux. Ceux-ci permettent, entre autres, de participer à un camp scientifique de deux semaines à Londres, d'être invités à la cérémonie de remise des prix Nobel à Stockholm ou de participer à des concours de projet internationaux en Europe, en Asie ou aux Etats-Unis.
Aperçu des mentions et prix
Prix spéciaux 2015

Zika : une épidémie de microcéphalie au Brésil ? Une réduction dans la tête des médias ?

Les médias évoquent Zika, au Brésil comme une épidémie. Des chiffres alarmistes et impressionnants sur les cas de microcéphalie, un éclairage centré sur le Brésil - où aura lieu un évènement footballistique bientôt, parait-il ;-) sont de nature à émouvoir les lecteurs et à augmenter l'audimat... Une news récente monter pourquoi il est difficile d'affirmer le lien entre le virus Zika considéré comme anodin jusqu'à récemment et les cas de microcéphalie. Une publication dans une revue médicale affirme ce lien et justifie les actions des autorités sanitaires. La différence entre les certitudes nécessaires en médecine - parce que conduisant à l'action -  et la prudence des affirmations scientifiques - complexes parce qu'elles cherchent à expliquer un monde qui est complexe sera discutée à la lumière des implications pour l'enseignement et face aux simplifications médiatiques.

Zika et microcéphalie… qu'en est-il vraiment ?

Une news récente (mars) dans Nature,  Butler, D. (2016) fait le point et renvoie sur des références plus approfondies qui pourront nourrir la curiosité des abonnés à Bio et Expériment@l-Tremplins  et les membres Expériment@l peuvent accéder à ce texte 

Fig 1: Les cas de microcéphalie sont difficiles à dénombrer [img] sourceC : MARIO TAMA/GETTY IMAGES
Jusqu'en octobre 2015, les rares scientifiques connaissant le virus  Zika l'auraient qualifié d'essentiellement sans danger : "mostly harmless" , rapporte Butler, D. (2016).
Il nous apprend que le virus est diffusé principalement par le moustique Aedes aegypti, qu'il ne cause aucun ou de très légers symptôme chez la plupart des personnes infectées. Mais à partir d' octobre passé, une augmentation abrupte des nombres de cas de bébés nés avec une tête anormalement petite (microcéphalie) a été relevée au nord-est du  Brésil.  Une augmentation du nombre de cas de Zika s'étant produit quelques mois auparavant, de très nombreux chercheurs s'emploient à explorer les liens entre le virus et les lésions aux foetus.

Butler et al. indiquent que le ministère de la santé brésilien annonce 6'398 cas "suspectés"  de microcéphalie et/ou malformations du système nerveux central depuis novembre 2015. Cependant  2,197 ont été analysés de manière approfondie : on a pu confirmer 854 cas de microcéphalie, et dans 97 cas des tests de laboratoire ont confirmé un lien avec le virus Zika. Ces chiffres sont peut-être moins susceptible de faire une manchette...
Ce que tout cela signifie est à ce moment-là (mars) encore difficile à établir, en particulier parce que le Brésil n'a pas de statistiques fiables des taux habituels de ces affections permettant d'établir une comparaison. Il semble probable que les cas de microcéphalie n'ont pas tous été enregistrés : les chiffres disponibles indiquent seulement  147 cas en 2014 soit environ  0.5 cas pour 10,000 naissances, mais les  experts disent qu'on pourrait s'attendre à environ dix fois ce nombre sur la base des fréquences observées ailleurs.

Une autorité médicale (CDC) déclare formellement que le virus Zika virus cause la microcéphalie

Le US Centers for Disease Control and Prevention (CDC) déclare le 13 avril formellement que le virus Zika virus cause la microcéphalie en se basant sur une publication dans New England journal of Medicine (NEJM) (Rasmussen, S. A., et al. 2016). Les membres Expériment@l peuvent accéder à ce texte 

On the basis of this review, we conclude that a causal relationship exists between prenatal Zika virus infection and microcephaly and other serious brain anomalies. Evidence that was used to support this causal relationship included Zika virus infection at times during prenatal development that were consistent with the defects observed; a specific, rare phenotype involving microcephaly and associated brain anomalies in fetuses or infants with presumed or confirmed congenital Zika virus infection; and data that strongly support biologic plausibility, including the identification of Zika virus in the brain tissue of affected fetuses and infants. (Rasmussen, S. A., et al. 2016)

Cette affirmation dans la  très médicale revue NEJM contraste avec la prudence de certains scientifiques, comme le dit Butler, D. (2016)  "Some scientists caution that the proof is not yet unequivocal, but that the CDC is justified in erring on the side of caution."

Même Rasmussen et al. (2016), s'ils affirment que la causalité est suffisamment établie pour justifier une action contre Zika sont assez prudents :

However, many questions that are critical to our prevention efforts remain, including the spectrum of defects caused by prenatal Zika virus infection, the degree of relative and absolute risks of adverse outcomes among fetuses whose mothers were infected at different times during pregnancy, and factors that might affect a woman's risk of adverse pregnancy or birth outcomes. (Rasmussen, S. A., et al. 2016). Les membres Expériment@l peuvent accéder à ce texte 

Une médecine faite de certitudes nécessaires à l'action, 
…une science où les affirmations sont prudentes quand les données ne sont pas indiscutables.

On voit bien dans ce casla  différence entre la médecine qui doit prendre position, transformer en décision les savoirs scientifiques, et la science où les affirmations ne sont pas plus certaines que les données et leur discussion ne le permettent.
J'entendais l'autre jour un collègue qui disait que "la science se contredit" parce que le traitement médical contre un cancer qu'a subi un proche  est maintenant abandonné. Il est très remonté parce qu'il a l'impression qu'on a donné un traitement inadapté à son parent - puisque maintenant on sait que ce traitement n'est pas le meilleur. 
Or les médecins avaient bien du prendre une décision : transformer les incertitudes scientifiques en  organigramme qui conduit à une décision binaire : ce traitement est ou n'est pas prescrit. Comment leur en vouloir ? 
Cette question rend parfois difficile le traitement en classe de biologie des questions de santé et de prévention... On risque d'y masquer certaines données puisqu'on cherche à modifier des comportements… 
La différence est ici manifeste entre la médecine, la prévention - qui doit décider, convaincre d'agir ou de changer  - et l'enseignement de la science qui vise à rendre les élèves capables de comprendre le monde vivant dans les nuances et la complexité - au delà du sens commun.
Mais la science progresse justement parce qu'on discute les affirmations, parce que les certitudes sont (tôt ou tard et avec un mélange très humain de générosité et de turpitudes Latour, 2001) )  remises en question, et surtout parce qu'on accepte de penser avec des incertitudes : des modèles.
Accepter de travailler avec des modèles qui sont utilisables dans leur domaine de validité - mais qui seront remis en question, affinés un jour - est un compétence cruciale pour les scientifiques... (cf D5 Table 1 : Hounsell, 2002).Les membres Expériment@l peuvent accéder à ce texte 

Le public -  en tous cas les médias le disent - veut de la simplicité... mais le monde est-il réellement simple ?

Comme si les choses dans ce monde étaient simplement vraies ou fausses, si le monde était noir ou blanc, les pays amis ou ennemis...

Accepter de penser avec des incertitudes n'est-il pas important aussi pour les citoyens ?  Les spécialistes parlent d'épistémologie sophistiquée (Bromme, R., 2008) pour une pensée qui accepte les incertitudes et les  points de vue, par opposition à une épistémologie naïve : une pensée dans laquelle les choses sont simplement vraies ou fausses et il y a des lieux où on apprend ce qui est vrai ( école, église, parti selon les cas). 

....'sophisticated' epistemological beliefs [are] that knowledge in a specific domain is complex (e.g., consists of interrelated and inseparable pieces) and tentative (e.g., could be changed by scientific discovery).(Bromme, R., 2008)

Une réduction de tête pour nos élèves ?

"Prise de tête" ... une expression qui écarte souvent toute pensée élaborée. Et maintient les élèves et les citoyens dans une épistémologie naïve. Prof A. Mauron avait bien montré la menace sur la démocratie que représentent cet éloge de l'ignorance dans son exposé Les idéologies antisciences aujourd'hui: un défi bioéthique et biopolitique.

Qui forme nos élèves à développer progressivement cette épistémologie sophistiquée ? Sûrement pas le 20 minutes.

Par ailleurs, un enseignement fait de certitudes et de vérités simples à apprendre n'est-il pas voué à disqualifier la science, l'école, les enseignants, le jour où les élèves découvrent que ce qu'on leur a appris n'est pas complètement juste et le monde est plus complexe ?  Quelle attitude avoir face à leur déception lorsque la recherche produit de nouvelles connaissances ? Lorsque cela changent profondément ce qu'on a pu enseigner (p. ex  ici ou ici ) ? Comment rectifier un enseignement passé qui avait été présenté comme définitif et vrai ?
Le risque d'une crise de confiance de la part des élèves et des parents est réel. 


Jonassen (2003), dit que le péché intellectuel le plus grave qu'un enseignant puisse commettre est de simplifier les idées enseignées aux élèves afin de faciliter leur transmission... Mais qui les prépare à affronter un monde qui est complexe ?

"The greatest intellectual sin that we educators commit is to oversimplify most ideas that we teach in order to make them more easily transmissible to learners. In addition to removing ideas from their natural contexts for teaching, we also strip ideas of their contextual cues and information and distill the idea to their "simplest" form so that students will more readily learn them. But what are they learning? That knowledge is divorced from reality, and that the world is a reliable and simple place.  But the world is not a reliable and simple place, and ideas rely on the contexts they occur in for meaning " Jonassen, D. H. (2003) p.8

Un enseignement basé sur des modèles (hypothétiques, modifiables, de portée et de certitude limitée (Martinand (1996)) offre une piste...   par exemple : S'agit-il de croire en l'évolution ou savoir utiliser des modèles de l'évolution?
Dire que le modèle actuel du déterminisme génétique permet d'expliquer plus de situations que le modèle de Mendel, c'est accepter qu'il est pertinent dans certaines situation, que sa puissance explicative est bien plus grande que les modèles naïfs, mais qu'on en sait plus actuellement et que là ou il ne fonctionne pas il n'est pas faux, mais il faut recourir à un modèle plus complexe.
Avec ça on agrandit la tête des élèves, plutôt que d'être réducteur...
Et les autorités sanitaire sont en train d'agir conte une maladie qui est probablement un risque réel.

Références

• Butler, D. (2016). Zika and birth defects: what we know and what we don't. Nature. http://doi.org/10.1038/nature.2016.19596
• Bromme, R., Pieschl, S., & Stahl, E. (2008). Epistemological beliefs are standards for adaptive learning: a functional theory about epistemological beliefs and metacognition. Metacognition and Learning, 7-26. doi: 10.1007/s11409-009-9053-5
  
• Ce qu'est la pensée et la pratique de la biologie original traduction D. Hounsell, V. Mc Cune, "Teaching-Learning Environments in Undergraduate Biology: Initial Perspectives and Findings " (Economic & Social Research Council, Department of Higher and Community Education, 2002).
• Jonassen, D. H. (2003). Learning to Solve Problems with Technology: A Constructivist Perspective. Upper Saddle River NJ USA: Merrill Prentice Hall.
  
• Latour, B., & Gille, D. (2001). L'espoir de Pandore: pour une version réaliste de l'activité scientifique: La Découverte, Paris.
• Martinand, J. L. (1996). Introduction à la modélisation. Paper presented at the Actes du séminaire de didactique des disciplines technologiques., Cachan  Paris
  
• Rasmussen, S. A., Jamieson, D. J., Honein, M. A., & Petersen, L. R. (2016). Zika Virus and Birth Defects — Reviewing the Evidence for Causality. New England Journal of Medicine. http://doi.org/10.1056/NEJMsr1604338

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