Comprendre l'alerte à la grippe porcine

Quelques infos sur la grippe porcine

Vous le savez surement, au Mexique plus de 100 personnes sont décédées d'une forme de grippe porcine et plus de 1300 seraient atteintes. Les médias en ont beaucoup parlé cf p. ex. ici.
Il s'agit d'une souche A/H1N1 qui infecte normalement les porcs.
Occasionnellement de telles souches infectent l'homme. Il semble qu'elle puisse se transmettre d'humain à humain car certaines des personnes atteintes n'ont pas eu de contact avec des porcs. Cette transmission fait craindre une épidémie.
Le CDC répertorie les cas aux USA qui semblent liés à cette épidémie.
La souche est sensible à l'Oseltamvir vendu sous le nom de Tamiflu (Mode d'action: animation @ Roche) dont les autorités mexicaines disposent de bonnes réserves. (Tamiflu et neuraminidase @ prolune)
Selon le MMWR une immunité contre la grippe saisonnière ne protège probablement pas de cette souche.
La plupart de ces infos ont été trouvées à partir de ScienceInsider : des informations très à jour de la revue Science

Hemagglutinine et neuraminidase ?

On le sait ces 2 protéines définissent les souches et déterminent la dénomination HxNy.
Dans un article sur les leçons à tirer de l'épidémie de 1918 Belshe, Robert B. (2005) illustre la réorganisation possible pour la grippe aviaire du génome du virus en un schéma commenté

Figure 1 : Le virus de la grippe avec les hemagglutinines (dont le fameux H5 ou H1) et les neuraminidases (N1) L'hemagglutinine à la surface du virus de la grippe fusionne avec les membranes et lui permet d'entrer dans nos cellule. La neuraminidase permet la libération des virus achevés. Credit: Nature Structural & Molecular Biology, advance online publication (22 February 2009)

Entre panique et indifférence... comment réagir ?

Certains ont fait un peu facilement le rapprochement avec une épidémie en 1976 aux USA où une campagne de vaccination massive avait été déployée à la hâte et avait eu des effets secondaires importants.
La question de la pertinence des vaccins va sûrement être soulevée. Les médias adorent faire peur et faire mousser des positions polémiques - fondées ou non - fait vendre...
Aussi pour que chacun puisse se faire une opinion, une analyse de cette crise sur le site du CDC est une approche qui mérite aussi d'être lue, Sencer DJ, Millar JD. (2006) Reflections on the 1976 swine flu vaccination program.

Déployer trop vite une campagne de vaccination, c'est s'exposer au reproche d'une surréaction, aux effets secondaires, aux perturbations de la vie sociale et économique et aux coûts. Mais la déployer trop tard peut coûter beaucoup de vies.
Je crois que je n'aimerais pas être responsable des autorités sanitaires...

Que dit l'OMS de cette grippe porcine ?

L'OMS prône une surveillance mondiale

Fig 2: Pour l'OMS on en est à la phase 4 (Transmission humain-humain confirmée et foyers d'infections locaux) sur les 8 phases de l'évolution d'une pandémie.(Source)

L'OMS a édité une brochure de questions et réponses - Swine influenza questions and answers [pdf 79kb]

On y lit par exemple qu'il n'est pas dangereux de manger du porc correctement cuit et que le virus est détruit à des températures de cuisson de 70°C "Is it safe to eat pork and pork products? Yes. Swine influenza has not been shown to be transmissible to people through eating properly andled and prepared pork (pig meat) or other products derived from pigs. The swine influenza virus is killed by cooking temperatures of 160°F/70°C, corresponding to the general guidance for the preparation of pork and other meat. "
On craint surtout une recombinaison du virus de la grippe porcine avec d'autres souches humaines.

A Mexico ils ont pris des mesures énergiques. Pour le moment l'OMS recommande seulement aux autres pays une surveillance renforcée

Prédire l'évolution par le web ?

Savoir où en est la grippe est difficile et certains ont approché la question sous un angle inhabituel : en analysant les mots-clé que les gens tapent sur un moteur de recherche (Google), pour détecter des pics de requêtes comme "grippe" ou sur les symptômes comme "fièvre", ils ont pu prédire par région l'apparition de l'épidémie saisonnière 10 jours avant les méthodes habituelles basées sur les rapports des médecins.

• Butler, Declan. (2008). Web data predict flu.Nature News 19 November 2008 456, 287-288 (2008) | doi:10.1038/456287a
• Auteur inconnu, "Google détecte la grippe avant les médecins" Science et Vie I 09 | Intranet.

Cependant, comme cela révèle les préoccupation des internautes et non les réels cas d'infection, il est douteux que ce qui marche lors de la banale grippe saisonnière soit applicable à une situation de panique si elle se produisait.

Des espoirs de vaccin à large spectre sur le long terme ?

Le vaccin contre la grippe se heurte au problème qu'on trouve souvent de nouvelles variantes du virus avec des protéines de surface différentes, ce qui oblige les autorités sanitaires à tenter de prévoir quelle variante va se développer l’hiver à venir et à fabriquer de nouveaux vaccins chaque année. Depuis peu on sait (Russell, Colin A. & al., 2008: Une analyse de 13'000 virus par séquençage de masse et analyse bioinformatique) que les souches de la grippe saisonnière proviennent d'Asie de l'Est et du Sud-est puis tournent autour de la terre d'Est en Ouest. Cela permet de préparer le vaccin a temps pour la saison grippale en Europe et aux USA.

Le virus : un malin qui mute ses protéines de surface pour faire plus de tort ?

Par facilité de langage on dit facilement du virus qu'il "mute ses protéines de surface fréquemment", ce qui renforce la conception que le virus aurait une intention ou que les mutations découleraient du simple fait qu'elles présentent un avantage pour lui. Cette conception est un obstacle pour comprendre l'évolution. Si on l'emploie, on ne doit guère s'étonner si le chapitre de l'évolution est ensuite difficile à traiter !
Je pense qu'on parle surtout des gènes des protéines de surface parce que les mutations qui se produisent ailleurs ne donnent pas souvent des virus "mieux adaptés" qui échappent au système immunitaire des personnes immunisées, et on ne voit donc presque jamais ces innombrables virus qui ont muté sans succès (pour eux).

Une immunisation très durable même si on attrape la grippe chaque année ?

Fig. 4 : La Grippe de 1918 avait fait des millions de morts. Source : U.S. Naval Historical Center

On a récemment montré (Ledford, Heidi. 2008) que chez 94% des gens -agés de 91 à 101 ans- qui ont survécu à la terrible grippe de 1918 on trouve encore des anticorps qui le neutralisent et même qui sont capables de sauver des souris infectées par ce virus-là. On savait les cellules B mémoires durables, mais qu'elles produisent des anticorps en quantité après pas loin d'un siècle en a surpris plus d'un.

Des anticorps contre LES grippes ?

On a tout récemment (Sui et al. 2009) réussi à produire des anticorps qui atteignent un large éventail de la protéine H5. Leurs anticorps se fixent sur presque toutes les variantes de la protéine Hemagglutinine. Intrigués, les chercheurs ont essayé de voir pourquoi et ont trouvé qu’elle se fixe sur la partie de la protéine intégrée à la membrane qui varie moins.


Fig 2 L’hémagglutinine verticalement en bleu et vert au centre avec l’anticorps (orange et rouge en de part et d’autre sur fond grisé fixé dessus)
On peut voir la structure (3FKU) en 3-d sous tous ses angles ici

Selon les auteurs on peut espérer produire ainsi des anticorps pour faire un sérum antigrippal efficace immédiatement. Et à terme cela pourrait constituer un espoir pour réussir à produire un vaccin antigrippal durable.

L'évolution permet des prédictions pessimistes

Mais si la rareté des mutations observées sur cette partie de la protéine n'est que le résultat d'une sélection comme on l'a vu plus haut, on risque bien de voir ces mutations-là se révéler dès qu'on commence à appliquer ces anticorps ou ce vaccin...
Si un changement de cette partie profonde ne donne aucun avantage aux virus dans un environnement où ces anticorps nouveaux ne sont pas présents, on peut craindre que l'arrivée des anticorps révèle des mutations qu'on n'avait pas vu.
Et on dira que le virus "s'est mis à muter la partie profonde de l’hémagglutinine pour se défendre contre les attaques de la médecine " ?

J'espère que je me trompe ...

• Selection de liens sur la grippe pour l'enseignement

Références :

• Belshe, Robert B. (2005) The Origins of Pandemic Influenza -- Lessons from the 1918 Virus N Engl J Med 2005 353: 2209-2211
  
• Butler, Declan. (2008). Web data predict flu.Nature News 19 November 2008 456, 287-288 (2008) | doi:10.1038/456287a
• The Global Circulation of Seasonal Influenza A (H3N2) Viruses
  Colin A. Russell, T. & al. (2008) Science 320 (5874), 340. ] The Global Circulation of Seasonal Influenza A (H3N2) Viruses. | Abstract | Full Text | DOI: 10.1126/science.1154137
• Google détecte la grippe avant les médecins Science et Vie I 09 | Intranet
• Ledford, Heidi. (2008) Remembrance of viruses past | Nature News 18 August 2008 | doi:10.1038/news.2008.1045
  
• Morbidity and Mortality Weekly Report (MMWR) dispatch du CDC (U.S. Centers for Disease Control and Prevention)
• Sencer DJ, Millar JD. Reflections on the 1976 swine flu vaccination program. Emerg Infect Dis [serial on the Internet]. 2006 Jan [date cited]. Available from http://www.cdc.gov/ncidod/EID/vol12no01/05-1007.htm
• OMS (2009) Le point sur la grippe porcine
  
• ScienceInsider : des informations très à jour de la revue Science
• Sui, J. et al . (2009) Structural and functional bases for broad-spectrum neutralization of avian and human influenza A viruses Nature Struct. Mol. Biol. advance online publication, doi:10.1038/nsmb.1566 (2009).
• Tamiflu et neuraminidase @ prolune
• Tamiflu (Mode d'action: animation @ Roche

L' amour, poésie ou molécules ?

Fig 1 : L'amour est poétique ?Source : G. BECKER
Alors que le printemps explose dans nos contrées, que les oiseaux affichent leurs parades nuptiales, que dans la cour des écoles les élèves s'affichent tendrement enlacés... la question des bases biologiques de l'amour récemment découvertes vaut bien le détour...
Fig 1 : Combat ritualisés chez des foulques mâles, Calopteryx mâle défendant son territoire (une clairière), parade nuptiale chez les tritons alpestre (notez le mouvement de la queue du mâle à gauche), cygnes dans le soleil couchant : image romantique franchement anthropomorphique. (Photos F.Lombard)

Les neurosciences apportent de nouvelles données sur les liens entre l'ocytocine, les gènes et l'activation de certaines zones du cerveau !

Dans un Essay dans Nature, Young, Larry J., (2009) - spécialiste de la question - évoque ce qu'on sait sur les mécanismes de l'amour chez les humains. Que les recherches puissent expliquer l'amour par l'action de certaines molécules et l'activité de certains neurones, n'est pas forcément romantique, mais peut aider à comprendre l'un des moteurs de l'activité humaine, la sexualité. Il pourrait en résulter selon Young des substances destinées à augmenter ou réduire l'amour entre humains.

Le désir et le coup de foudre

Il faut d'abord distinguer l'attirance sexuelle de l'attachement durable dont les mécanisme sont différents semble-il .


Fig 2: Le circuit du plaisir active la libération de dopamine. Source : Dubuc, Bruno.(2008)

L'attirance sexuelle est liée à l'activité des centres du plaisir cf Le cerveau à tous les niveaux et notamment aux voies dopaminergiques (=les neurones qui utilisent la dopamine comme neurotransmetteur) du circuit de la récompense. "Le plaisir est le moyen mis au point par l’évolution pour nous inciter à manger, à trouver un partenaire sexuel, à se protéger du froid, etc. " Dubuc, Bruno.(2008). On peut actuellement assez bien décrire les mécanismes neuronaux qui s'activent lors du "coup de foudre" (cf par exemple Peyrières, C., (2005) dans Science et Vie junior 192 septembre 2005 qui est bien illustré et accessible pour les ados) et comment la dopamine augmente dans les phases initiales de l'amour.... et baisse lors de la rupture. Extraits intranet : Amour Naissant, Accro , Largué

Figure 3: Les aires activées par la vue de l'être aimé (source Bartels & Zeki 2000)

L'attachement maternel et de couple : mêmes bases neurochimiques ?

Par contre on savait depuis pas mal de temps que l'attachement de couple et parental est lié chez plusieurs mammifères à l'ocytocine pour les femelles et à la vasopressine chez les mâles. Selon Olivier Postel-Vinay (2004) le lien entre l'attachement et l'ocytocine chez la femelle et avec la vasopressine chez le mâle est bien établi. Et chez l'homme sans doute aussi.

"Deux neurotransmetteurs, l'ocytocine et la vasopressine, jouent un rôle déterminant dans le réglage de ces conduites. Le lien maternel, le lien paternel et le lien filial dépendent non moins directement de ces deux peptides et des aires du cerveau dans lesquelles ils s'expriment. Or, ces mécanismes se retrouvent à des degrés divers chez d'autres mammifères. Ils sont même impliqués chez l'homme, comme en témoignent des études par imagerie cérébrale." (Postel-Vinay, Olivier. 2004)

L'ocytocine au féminin

Young montre comment l'ocytocine libérée lors de l'accouchement détermine l'attachement maternel au nouveau-né : une injection d'ocytocine a une brebis produit un attachement rapide à un agneau étranger. L'ocytocine libérée lors de l'accouplement chez certains campagnols des plaines du Middle West (Microtus ochrogaster) stimule l'attachement durable. Si on infuse le cerveau d'une femelle de cette espèce avec de l'ocytocine, elle s'attache au mâle le plus proche et cela active le circuit de la récompense à dopamine. La neuro-imagerie (cf figure 3 et 4 ci-contre ) confirme un très grande similitude de ces mécanismes chez l'humain : Bartels A, Zeki S., (2000) montrent combien l'attachement parental et en couple activent des aires similaires.

La vasopressine au masculin

Selon Young, chez les mâles, on observe des circuits très similaires mais impliquant la vasopressine (par ailleurs une hormone antidiurétique) : cette hormone active la cour, l'agression envers d'autres mâles, et les instincts paternels tels que s'occuper des petits dans le nid. Et l'attachement dans le couple. Par exemple, en activant l'expression d'un seul gène des chercheurs menés par Young (Lim, M. et al. (2004)) ont rendu fidèle les mâles d'une autre espèce de campagnols, Microtus pennsylvanicus, qui sont normalement volages "We show that a change in the expression of a single gene [...]can profoundly alter social behaviour, providing a potential molecular mechanism for the rapid evolution of complex social behaviour."

Une perspective évolutionniste du couple

Selon Young, le découplage de la sexualité et de la reproduction chez la femme aurait permis le recyclage du mécanisme d'attachement parental comme attachement dans le couple. En effet la stimulation des zones érogènes comme les mamelons et le col de l'utérus produisent de l'ocytocine dans le cerveau et pourraient renforcer le lien de couple. Cela donne du poids à une hypothèse avancée y a longtemps par Desmond Morris, selon laquelle le développement de la poitrine féminine au-delà du nécessaire pour la lactation contribuerait à pérenniser la présence du mâle nécessaire à élever les petits humains, qui restent très longtemps dépendants.

"La femelle du chimpanzé possède une poitrine plate en temps normal qui ne gonfle que dans les moments où elle allaite. Et la plupart des animaux fonctionnent de la même manière. La femme est le seul primate dont la poitrine demeure proéminente pendant près de cinquante ans. Les seins provoquent un stimulus érotique très puissant et c'est une erreur de vouloir les cantonner dans un rôle purement alimentaire. " source

Les apports de la Bio-informatique en classe.

Chez les campagnols, une région régulatrice (avpr1) du gène pour le récepteur à la Vasopressine prédit la probabilité d'un mâle à s'attacher à une femelle. Chez l'humain on a cherché et trouvé un gène homologue : AVPR1A : les hommes porteurs d'une variante de ce gène sont 2 fois plus enclins a rester célibataires, et si ils sont mariés, 2 fois plus enclins à déclarer une crise récente dans leur mariage. Leurs épouses déclarent aussi plus d'insatisfactions dans la relation. Or le polymorphisme de ce gène (laquelle des variantes l'individu possède) détermine la quantité de récepteurs à la vasopressine dans l'encéphale.
Or nous avons accès en classe à une information très riche et de qualité grâce à SwissProt:

• Voir cette protéine dans la base UniProt


• Sur son rôle, ils en disent prudemment "Has been involved in social behaviors, including affiliation and attachment"


• On y trouve un lien sur la structure dans PDB : on peut visusaliser en 3D et tourner la molécule


• On peut y faire le lien -en 2-3 clics de connaisseur - vers Mapviewer et localiser ce gène sur le chromosome 12


• On peut voir combien cette protéine est répandue chez de nombreux mammifères en sélectionnant plusieurs espèces et en les alignant (cf Cours BIST scénario 5)

Figure 4 : les aires désactivées par la vue de l'être aimé (source Bartels & Zeki 2000)

L'amour désactive le jugement ?

L'IRMf a permis à Bartels A, Zeki S., (2000) de l'UniZH de mettre en évidence les zones activées et désactivées par la vue de l'être aimé : ils mettent en évidence la similitude des (in)activations causées par la vue de l'enfant par une mère et du partenaire amoureux plutôt qu'un ami.(cf figure 3 et 4) Entre autres ils interprètent la désactivation des aires du cortex préfrontal median (Cf. figure 4 a) impliquées dans le jugement critique.

"Autrement dit, du moins selon A. Bartels et S. Zeki, les jugements portés par la mère sur son enfant, par l'amoureux sur son amoureuse, jugements qui étonnent parfois leur entourage, seraient influencés par ces désactivations cérébrales." Postel-Vinay, Olivier (2004).

Ne dit-on pas "l'amour rend aveugle " ?

L'ocytocine et la confiance

L'ocytocine augmente le sentiment de familiarité des visages : des volontaires traités à l'ocytocine par inhalation ont répondu qu'ils voudraient s'approcher de 46% des visages montrés contre 36% pour le groupe témoin. Plusieurs expériences confirment que l'ocytocine peut aussi accroitre la confiance accordée : Baumgartner, T. et al. (2008) de l'UniZH ont montré que l'ocytocine augmente la confiance et même qu'elle peut restaurer la confiance qui a été trahie. Des essais cliniques sont en cours en Australie pour établir si l'ocytocine peut aider des thérapies de couple. Swissinfo en parle en des termes assez généraux : Commentaire général (An) et les journaux gratuits en font un thème à sensation (Un médic' contre les scènes de ménage ? 20-minutes 9 XII08 | Intranet.jpg)

Enjeux de société

Young prédit que des Philtres d'amour nouveaux seront bientôt sur le marché. Il semble qu'on trouve déjà de tels produits comme Enhanced Liquid Trust. Il ne serait pour Young pas plus utile qu'un placebo mais l'accroissement de la confiance en soi peut faire des miracles... I parait cependant possible qu'un jour proche on puisse glisser dans votre boisson un dosage adéquat de molécules qui vous rende amoureux immédiatement... Est-ce la promesse d'un bonheur ou d'un problème ? D'autre part Young suggère qu'on explore les effets des antidépresseurs et du Viagra sur le circuit de l'ocytocine... Enfin la possibilité de tester quelle variante d'un gène particulier possède un partenaire potentiel pour savoir s'il est volage ou déterminer sa propension à s'impliquer est troublante... Et de modifier le degré d'expression d'un gène pourrait modifier profondément la manière dont on choisit son partanaire.
Va-t-on bientôt voir des annonces dansa ce genre :

JH 43, bonne situation, sérieux (AVPR1A allèle stable), sportif, cherche JF mince, non-fumeuse, aimante, ....

Finalement: l'amour, poésie ou gènes et molécules, pourquoi opposer ?

Au fond pourquoi faut-il opposer une compréhension des mécanismes et la poésie ou la beauté ? Lever un voile sur le mystère est-ce forcément s'éloigner de la beauté ? L'ignorance est-elle plus belle que la compréhension ? Denis Duboule de l'UniGe sous-titrait un article dans Science Endless Forms Most Beautiful" (Duboule, D., 2005) D'abord, on pourrait argumenter que plus on connait, plus on se rend compte de ce qu'on ne sait pas... ( hoc unum sci me nihil scire Socrate trad. en latin) aussi le mystère s'accroit-il avec la connaissance ! D'un autre côté nombreux sont ceux qui voient une beauté en plus dans chaque étape vers la compréhension des mécanismes complexes qui vous permettent d'aimer...

"Au cours de notre voyage, nous avons pris conscience de l’immensité de ce qu’il nous reste à découvrir tout en apprenant à nous émerveiller de ce que nous savons et de ce que nous ne savons pas. "(UNESCO, 2001).

Pour en savoir plus...

• Liens sélectionnés sur l'amour et les neurosciences

Sources :

• Bartels A, Zeki S., (2000) The neural basis of romantic love. Neuroreport. 2000 Nov 27;11(17):3829-34. Intranet.pdf
• Bartels A, Zeki S., (2000)The neural correlates of maternal and romantic loveNeuroImageVol. 21(3), p. 1155-1166 (2004)
• Baumgartner, T., Heinrichs, M., Vonlanthen, A., Fischbacher, U., & Fehr, E. (2008). Oxytocin Shapes the Neural Circuitry of Trust and Trust Adaptation in Humans. 58(4), 639-650.
• Auteur inconnu,Un médic' contre les scènes de ménage ? 20-minutes 9 XII08 intranet.jpg
• Baumgartner,Thomas et Al.(2008). L'ocytocine rétablit la confiance meme après la trahison Oxytocin Shapes the Neural Circuitry of Trust and Trust Adaptation in Humans Neuron Vol 58, 639-650, 22 May 2008 | Intranet.pdf
• Ditzen, B., & al. Intranasal Oxytocin Increases Positive Communication and Reduces Cortisol Levels During Couple Conflict. Biological Psychiatry, In Press, Corrected Proof. Intranet.pdf
• Swissinfo : commentaire général (An)
• Duboule, D. (2005). Evolution and development: A Long and Winding Road. Science, 308(5724), 955-956.
• Morris, D. (1969). The naked ape: Dell.
• Peyrières, Carine, (2005) L'amour, cette étrange alchimie. Science et Vie junior 192 septembre 2005 .p 36 Dossier Extraits intranet : Amour Naissant, Accro , Largué
• Postel-Vinay, Olivier (2004). Le cerveau et l'amour La recherche Nov 04 | intranet.pdf
• Rimmele, Ulrike, et al. (2008), Oxytocin Makes a Face in Memory Familiar, J. Neurosci. 29: 38-42; doi:10.1523/JNEUROSCI.4260-08.2009
• Holden, Constance, (2009) Haven't I Seen You Before? ScienceNOW Daily News 6 January 2009Science Now
• UNESCO, (2001). La bioéthique un enjeu international Actes de la table ronde des ministres de la science, Paris, 22-23 octobre 2001
• Young, L. J. & Wang, Z. Nature Neurosci. 7, 1048–1054 (2004). | Article
• Zeki, S. FEBS Lett. 581, 2575–2579 (2007). | Article | PubMed

Désaffectation des sciences et 450e

La désaffectation des sciences ?

Si l'on parle souvent de cette désaffectation, il semble que ce n'est pas vraiment l'image de la science elle-même qui soit en jeu. En effet la recherche a montré que cette image reste positive. Par exemple une étude sur les jeunes et la science a été réalisée par sondage auprès d'un échantillon représentatif de jeunes Français de quinze à vingt-cinq ans. Elle à montré que seulement 8% des jeunes français de 11 à 17 pensaient en 2002 que l'utilisation des recherches scientifiques "apporte plus de mal que de bien", et ce chiffre est inchangé depuis 1992 (Boy, 2002)
Cependant ceux qui estiment "qu'elles apportent plus de bien que de mal" ne sont en 2002 plus que 30% contre 40% en 1992.
Mais 89% des jeunes sont en accord avec l'affirmation que "Les chercheurs travaillent pour le bien de l'humanité" (Postel Vinay, 2002)
Une autre étude récente dans Science montre que les liens de la recherche scientifique avec les médias ne sont pas si mauvais qu'on le dit souvent (Peters et al., 2008).

Un desinvestissement face aux sciences à l'école ?

"Sommes-nous face à une crise idéologique des jeunes à l'égard de la science ou s'agit-il d'un désintérêt, voire d'une aversion pour les sciences scolaires ? " se demande Venturini (2007)
Pour lui on n'a en fait pas une crise, mais simplement une attitude plus critique des jeunes face aux sciences.

Par contre l'intérêt pour les sciences à l'école baisse avec la progression depuis l'école primaire vers le secondaire I et II .
Là, le constat est plus alarmant : "Ainsi, l'attitude envers les sciences à l'école n'est pas très bonne, spécialement la physique, pour laquelle la valeur des savoirs est purement instrumentale. L'attitude envers les sciences se détériore au fur et à mesure que l'élève avance dans son cursus scolaire, particulièrement après son entrée dans l'enseignement secondaire, en raison de l'abstraction croissante des contenus. L'enseignement des sciences est alors jugé peu attrayant, difficile, souvent théorique, trop fragmenté et décontextualisé."

"L'insatisfaction vis-à-vis de l'enseignement scientifique trouve certainement une partie de ses origines dans la différence entre les sciences attendues par les élèves et celles qui sont enseignées en classe. Les premières sont liées à leur perception des sciences dans la société, utiles, prestigieuses, fascinantes alors que les secondes apparaissent généralement théoriques et décontextualisées, difficiles et ennuyeuses"(Osborne et al. 2003).

Comment conserver la fascination pour le vivant des petits ?

Si les petits sont fascinés par une science "des petits oiseaux et des petites fleurs", ils perdent cette fascination au secondaire alors qu'on tente d'approfondir, de développer une rigueur, un formalisme qui fait la puissance de l'approche scientifique.
Evidement cela ne signifie pas qu'il faille poursuivre dans le secondaire une science uniquement descriptive, sans formalisation, faite d'émerveillement de surface uniquement.

Comment concilier l'intérêt des élèves et la rigueur ? ... la saveur des savoirs ?

J.P. Astolfi vient de publier La saveur des savoirs, où il réconcilie les recherches récentes en éducation et un apprentissage rigoureux de connaissances.
Il montre comment la force d'une discipline comme la biologie est sa capacité à révéler le monde au-delà du sens commun.
"On connaît la formule célèbre de Bernard de Chartres (XII" siècle), dit Sylvestre, rapportée par son disciple jean de Salisbury: « Nous sommes des nains juchés sur des épaules de géants. Si nous voyons plus de choses et plus lointaines qu'eux, ce n'est pas à cause de la perspicacité de notre vue ni de notre grandeur, c'est parce que nous sommes élevés par eux, soulevés et portés en haut par leur grandeur gigantesque ». Qui donc sont ces géants? je propose de filer cette métaphore médiévale, pour l'appliquer aux disciplines de la façon suivante. La maîtrise d'une discipline nous permet de nous hisser sur le dos d'un géant et de renouveler ainsi notre compréhension et notre interprétation du monde. Sans les ressources des disciplines, nous raisonnons au ras du sol, donc à trop courte vue, en nous cantonnant aux outils du sens commun et aux ressources de la logique."
Il montre ainsi comment donner aux élèves la maîtrise d'un outil puissant pour mieux comprendre le monde qui les entoure est bien un effort, mais procure la satisfaction de la Saveur des savoirs...
Je me délecte ... L'ouvrage vaut la lecture, même partielle ou en feuilletant le texte enrichi de résumés et de "points-clé" !

Cette semaine la science vient à la rencontre des jeunes et les appelle !

Dans le cadre du 450ème de la fondation par Jean Calvin du Collège qui allait devenir l'université, deux manifestations vont un peu dans le sens de ces réflexions (voir plus bas pour les détails) :

-Le concours "la Science Appelle les Jeunes" présente les travaux primés à UniMail, 24 et 25 avril. Un vent rafraichissant d'enthousiasme y souffle en général. La Science Applle les Jeunes est aussi une opportunité pour les collégiens d'y présenter leurs Travaux de Maturité, de les poursuivre et de les valoriser. (cf plus bas)
-La science vient à la rencontre des jeunes avec un stand dans des centre commerciaux consacré aux différentes facettes du savoir avec l’EuroPhysicsFun, une manifestation qui regroupe des installations scientifiques venues de 14 pays européens.

Sources

• Astolfi, J. P. (2008). La saveur des savoirs. Disciplines et plaisir d'apprendre. Paris: ESF.
  
• Boy, D. (2002), . Les raisons de la désaffection des jeunes pour les études scientifiques. Intervention dans la table ronde " L'image de la science chez les jeunes ". Paper presented at Les études scientifiques en question, Villeneuve d'Asq.(28 février au 1er mars 2002.)
• Osborne, J., Simon, S. & Collins, S. (2003) Attitude toward science: a review of literature and its implications. International Journal of science Education, 25 (9), 1049-1079.
• Peters, H. P., Brossard, D., de Cheveigne, S., Dunwoody, S., Kallfass, M., Miller, S., et al. (2008). SCIENCE COMMUNICATION: Interactions with the Mass Media. Science, 321(5886), 204-205.
• Venturini, P. (2007). L’envie d’apprendre les sciences : motivation, attitudes, rapport aux savoirs. Paris: Fabert.
  
  

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Nous avons le plaisir de vous présenter les prochains événements de la commémoration du 450^e anniversaire de l'UNIGE.

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Café du 450^e
Maladies neurodégénératives, quels enjeux ?
jeudi 23 avril, de 18h30 à 20h, Uni Dufour

Un rendez-vous thématique avec le prof. Martial Van der Linden (Faculté de psychologie et des sciences de l’éducation, UNIGE), le prof. Margitta Seeck (Faculté de médecine, UNIGE, et Hôpitaux universitaires de Genève) et le D^r Florian von Raison (Merck Serono)
http://www.unige.ch/450/animations/cafes/maladie.html
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Samedi de l'UNIGE
Emotions, freins ou moteurs ?
Samedi 25 avril, de 14h à 17h, CMU

Table ronde
Jalousie, émotions: freins ou moteurs dans la carrière ?
de 11h30 à 13h, CMU

Les émotions sont parties intégrantes de notre quotidien. Quand elles nous envahissent sur notre lieu de travail ou à l’école, sont-elles alors des freins ou des moteurs à notre réussite?
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43^e Concours National
Les jeunes inventent la science
vendredi 24 et samedi 25 avril, Uni Mail

Exposition des travaux, présentation des projets et remise des prix
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Le savoir au centre
du 27 avril au 9 mai, Chavannes Centre

Un stand consacré aux différentes facettes du savoir
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Retrouvez l'intégralité du programme sur:
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Neurones miroir, CDZ et apprentissage par imitation.

Les neurones-miroir ?

Depuis une dizaine d'années on connait avec les travaux de Rizzolatti (Gallese, V., et al.1996) l'existence chez le macaque de neurones qui s'activent aussi bien quand le singe bouge que quand il voit quelqu'un bouger de manière similaire (cf Fig 1). On les a nommés neurones-miroir. On a pu aussi montrer par neuro-imagerie des résultats similaires chez l'Humain. Cette expression de neurones-miroir, très évocatrice a suscité un intérêt considérable : on y a - peut-être un peu vite - vu une base neuronale à l'imitation du sourire par exemple chez les nouveaux-nés, et la base de l'empathie par l'imitation des mimiques et des sentiments, et de l'amusante mimique des parents qui ouvrent la bouche en nourrissant les bébés à la cuillier. L'activité de ces neurones révèlerait une reconnaissance par une sorte de simulation chez l'observateur des gestes de l'acteur et même de ses intentions.





Fig 1 : En haut : L'activation d'un neurone miroir (dans l'aire F5) est similaire quand le singe saisit un objet et quand il voit quelqu'un saisir l'objet. (Source Rizzolatti, et al. 2009).(Abbreviations: AI, inferior arcuate sulcus; AIP, anterior intraparietal area; AS, superior arcuate sulcus; C, central sulcus; FEF, frontal eye field; IO, inferior occipital sulcus; IP, inferior precentral sulcus; L, lateral sulcus; LIP, lateral intraparietal area; Lu, lunate sulcus; MIP, medial intraparietal area; P, principal sulcus; STS, superior temporal sulcus; VIP, ventral intraparietal area. © Rizzolatti G and Fabbri-Destro M (2008) Curr Opin Neurobiol 18: 179–184. Source : Rizzolati et al. (2009))

Ne pas confondre avec l'hypothèse du neurone-grand-mère

Il ne faut pas confondre les neurones-miroir et l'hypothèse ironiquement décrite par l'expression du "neurone de la grand-mère" où il y aurait un neurone par item mémorisé. Et il y aurait le nuerrone qui représente la grand-mère et un autre pour le grand-père, etc. L'hypothèse dominante est plutôt connexionniste : que ce sont des circuits neuronaux qui codent la mémoire. Sans la remettre en question fondamentalement il me semble, un article récent (Quiroga, R. Quian, et al. 2005) conteste un peu cette hypothèse : on a trouvé -chez l'homme - des neurones qui s'activent quand on voit un personnage connu (Clinton, les Beatles, les Simpson's ou Jennifer Aniston ) même représentés très différemment, mais ne s'activent pas ou très peu pour d'autres personnes sous les mêmes angles ou d'autres objets connus.


Fig 3 : Un neurone de l'hippocampe qui réagit spécifiquement à des images de Jennifer Aniston (N° 4, 5, et 28-32 ) sous différents angles mais pas aux autres images (source) .

Il ne semble pas que cela remette fondamentalement en question le modèle connexionniste, mais c'est bigrement fascinant !

Plutôt des convergence–divergence zones' (CDZs) que des miroirs pour Damasio

Damasio (2008) proposait il y a une vingtaine d'années un modèle qui expliquerait ces données : plutôt que des aires-miroir il y aurait des 'convergence–divergence zones' (CDZs). Ces aires neuronales reçoivent des informations de plusieurs sources (convergence) et envoient des informations vers ces sources (divergence) . On sait en effet que les influx nerveux vont aussi vers les organes sensoriels, et pas seulement vers les centres depuis les sens.
Des zone CDZ rassembleraient des informations de diverses origines dont le motif particulier de stimulation simultanée identifierait une personne, une instance particulière de mémoire comme la photo de son propre mariage etc. Et cela reposerairt sur la réactivation des aires correspondantes
Ainsi, pour Damasio et Meyer, le bruit d'une cacahouète réactiverait dans les mêmes proportions les mêmes voies que celles activées lorsque le singe ouvrait l'arachide lui-même. Et les neurones de la CDZ ne seraient pas tant des miroirs que des marionnettistes qui commandent par ces ficelles que seraient les neurones divergents.

Fig 2 : Source D. PARKINS in Damasio, A., et al. (2008).

Cette vision plus active de ces neurones rend plus facile à comprendre comment on passe de l'observation à l'action et vice versa, alors que la métaphore du miroir est bien statique.
Les métaphores peuvent être évocatrices mais aussi contraindre ce qu'on arrive à imaginer.

Le mécanisme-miroir solidement étayé selon Rizzolati

Rizzolatti étaye son propos dans un article très complet que je vais juste effleurer (Rizzolatti, et al. 2009 intranet.pdf) de nombreuses expériences récentes. Il identifie(Cf figure 4) les aires homologues chez l'homme des aires miroirs chez le macaque.
En s'appuyant sur des expériences d'IRMf où la réponse de ces zones miroir est plus forte quand l'intention de l'acteur est explicite, il montre que ces aires réagissent à l'intention de mouvement perçue plus qu'au mouvement lui-même. Les données sont suffisantes dit-il pour fournir un nouveau cadre explicatif de nombreuses pathologies et pour proposer des thérapies. Par exemple il montre des données qui suggèrent que l'autisme est lié à un déficit de ces mécanismes, ou que la réhabilitation motrice après un accident vasculaire cérébral serait mieux expliquée si l'on prend en compte l'effet de ces neurones-miroirs.


Figure 4 : l'aire 44 serait l'homologue de la F5 chez le macaque. (source Rizzolatti, et al. (2009) ) Abbreviations: C, central sulcus; FEF, frontal eye field; IF, inferior frontal sulcus; IP, inferior precentral sulcus; PMd, dorsal premotor cortex; PMv, ventral premotor cortex; PrePMd, pre-dorsal premotor cortex; SF, superior frontal sulcus; SP, upper part of the superior precentral sulcus. Permission obtained from Elsevier Ltd © Rizzolatti G and Fabbri-Destro M (2008) Curr Opin Neurobiol 18: 179–184.

Selon Rizzolati les points-clé sont :

* Le mécanisme miroir est un système neural qui unifie la perception et l'exécution des actions
* Le mécanisme miroir est organisé en deux principaux réseaux corticaux, le premier est formé du lobe pariétal et du cortex prémoteur, le second, réside dans l'insula et le cortex antérieur cingulaire.
* Le rôle du mécanisme miroir est de fournir une compréhension directe des actions et emotions des autres sans médiation cognitive de haut niveau.[...]
* Un développement limité du mécanisme miroir semble déterminer certains des aspects centraux de l'autisme.
* Des protocoles de traitement basé sur l'action et l'observation pourraient être des stratégies de réhabilitation pour traiter les déficits moteurs après un accident vasculaire cérébral.

Le débat n'est pas clos. Est-ce grave ?

Sans pouvoir trancher entre Damasio et Rizzolati dans ce débat de spécialistes, il nous reste un fascinant mécanisme (miroir ou CDZ c'est égal... dans un premier temps). Nous pouvons probablement déjà mieux comprendre certains comportements avec une hypothèse qui les englobe les deux et vivre avec cette incertitude est le prix a payer pour une discipline qui est si dynamique notamment avec ce grand mouvement de développement des neurosciences ... !
Et passer d'une collection d'aires et de zones du système nerveux qu'il fallait apprendre par coeur à ces mécanismes d'imitation probables contribue à donner un sens aux apprentissages.

L'imitation comme modèle pédagogique ?

Ainsi le prof de gym qui fait une démonstration d'un mouvement est sans doute bien secondé par ce mécanisme neuronal remarquable pour aider à apprendre, par l'imitation.
Malheureusement ce mécanisme miroir n'aide pas forcément lorsqu'on démontre un théorème, ou lorsqu'on explique la méthode Sanger de séquençage...

Tous les enseignants ont-ils bien conscience de cette différence ?

Sources

• Damasio, A., & Meyer, K. (2008). Behind the looking-glass. Nature, 454(7201), 167-168. | Intranet.pdf | doi:10.1038/454167a; Published online 9 July 2008
• Damasio, A. R. Cognition 33, 25–62 (1989). | Article | PubMed
  
• Gallese, V., Fadiga, L., Fogassi, L. & Rizzolatti, G. Brain 119, 593–609 (1996). | Article | PubMed
• Quiroga, R. Quian, et al. (2005) Invariant visual representation by, single neurons in the human brain Nature 435, 1102-1107 (23 June 2005) | doi: 10.1038/nature03687
  
• Rizzolatti, G., Fabbri-Destro, M., & Cattaneo, L. (2009). Mirror neurons and their clinical relevance. Nat Clin Pract Neuro, 5(1), 24-34.|intranet.pdf

Comprendre mieux l'évolution, mieux en débattre face aux créationnistes de l'intelligent design.

Alors que l'année Darwin bat son plein, savoir positionner un enseignement de l'évolution entre respect de la diversité des opinions et solide assise scientifique de l'évolution reste difficile pour beaucoup.

Les médias renforcent des conceptions erronées de l'évolution...

Avec cet anniversaire, de nouvelles opportunités nous sont offertes pour mieux comprendre les enjeux, et mettre en perspective les informations des médias exprimant souvent une mécompréhension de l'évolution ...
La Tribune de Genève publiait le février 09 un article d'Anne-Marie Brouet " les plus faibles sont-ils condamnés à disparaitre ? " illustré (Intranet.jpg) d'une série depuis proconsul à l'homme actuel qui renforce l'idée linéaire et finaliste dans laquelle l'évolution culminerait avec Homo sapiens ( d'ailleurs en général il est représenté par un mâle, blanc relevait S. J. Gould. Les femmes et ceux dont la peau a une autre couleur apprécieront, j'imagine...).
L'idée que ce serait la force qui permet la survie au cours de l'évolution "faibles… condamnés à disparaitre" est une conception courante dans les sociétés néolibérales, mais que l'évolution ne confirme pas : T. Rex s'est éteint des mammifères ressemblant à  des rats ont survécu, les babouins qui ont le plus de succès reproductif ne sont pas les plus forts, mais ceux qui ont l'intelligence sociale la plus développée.
Mieux adaptés, pas plus forts !

Contrairement à cette illustration, Darwin déjà avait compris que l'évolution n'est pas linéaire, mais buissonnante !

Un autre article par Ph. Dumartheray : Darwin et les religions : "je t'aime mon non plus ", de ce même numéro (intranet.jpg) était illustré d'un arbre qui sépare "2 grande familles" : les vertébrés et les invertébrés.

Presque un suisse sur trois doute de l'évolution de l'homme.

"Selon une étude internationale, presque un Suisse sur trois refuse d'admettre que l'homme s'est développé à partir d'espèces animales antérieures. Ce rejet des théories de Darwin par 28% de la population (plus 10% qui «ne sait pas») " selon une étude "Menée par Jon Miller, de l'Université d'Etat du Michigan, aux Etats-Unis, cette étude vient de faire l'objet d'une publication dans la fameuse revue Science. Ses auteurs ont interrogé plus de 34'000 personnes dans 32 pays d'Europe, au Japon et aux Etats-Unis. " Source :Swissinfo : Les Suisses plutôt réticents face à Darwin.

Comment baser ses cours et débats sur de solides connaissances ?

Face à cette abondance d'informations de qualité variable, aider les élèves à se faire une idée scientifiquement fondée sur les données disponibles et sur la résistance des idées à l'argumentation n'est pas très facile.

Le labo du Pr. Milinkovitch organise du 22 avril au 27 mai une série de conférences sur ce thème : c'est une occasion à ne pas rater d'entendre des spécialistes de haut vol, de mettre à jour nos connaissances et d'avoir l'éclairage de la recherche sur cette question. Les élèves y sont aussi bienvenus.
Voir plus bas la description détaillée.

Comment traiter rigoureusement l'évolution en classe  sans heurter les valeurs et appartenances religieuses

• S'agit-il de croire en l'évolution ou de savoir utiliser des modèles de l'évolution?

Exiger des élèves de savoir utiliser un modèle n'est pas les faire adhérer à une croyance.
Dans un cours de sciences on ne peut certainement pas exiger que les élèves partagent nos opinions et croyances (qui n'ont d'ailleurs pas leur place dans un cours de biologie), mais on peut exiger qu'ils sachent utiliser les modèles qui fondent cette science pour expliquer des phénomènes.

Références

• Miller, J. D., Scott, E. C.,& Okamoto, S. (2006). SCIENCE COMMUNICATION: Public Acceptance of Evolution. Science, 313(5788), 765-766.
• Gregory, T. (2009). Understanding Natural Selection: Essential Concepts and Common Misconceptions. [10.1007/s12052-009-0128-1]. Evolution: Education and Outreach, 2(2), 156-175.

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Série de six conférences en "Génétique & Evolution"

Six scientifiques de l'Université de Genève se penchent sur l'évolution de différentes fonctions biologiques dans le monde du vivant et expliquent les bases de la théorie de Darwin. Les raisons pour lesquelles la théorie de l'Intelligent Design est inconciliable avec les fondements de la méthode scientifique sont également détaillées.
Tous les détails sur le site du LANE (Laboratory of Artificial & Natural Evolution Michel C. Milinkovitch's lab)
 
 Ces conférences ont  déjà eu lieu : vidéo de la conférence

Conférence
"Intelligent Design": l'imposture du créationnisme scientifique
Prof. Michel Milinkovitch, Section de biologie, Université de Genève

Le «dessein intelligent» est une tentative récente pour introduire l'idéologie néo-créationniste dans la sphère scientifique. La justification centrale de ce concept repose sur l’idée que les mécanismes naturels seraient incapables de générer des êtres vivants complexes. Pourquoi cette thèse est-elle incorrecte et en quoi cette approche est-elle inconciliable avec les fondements de la méthode scientifique

24 mai 2011 à 18h30  Auditoire U600 Uni-Dufour  vidéo de la conférence

  Complété le  24 mai 2019 : lien sur une approche pédagogique et correction de liens d'images perdus