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Sciences et téchnologies

Top 7 des technologies pour améliorer notre cerveau

Chercheur en neurosciences à l'Inserm, Michel Le Van Quyen s'intéresse à la modélisation du fonctionnement du cerveau et se passionne pour le « neurofeedback », qui permet de prendre conscience de son propre état cérébral. Pour Futura, il a sélectionné une liste de sept appareils innovants conçus pour améliorer un peu le travail de notre cerveau.

Dans mes recherches, j'assiste actuellement à une véritable révolution où des technologies médicales utilisées dans des laboratoires de recherches commencent à sortir et se diffusent dans le grand public. En voici une sélection. Ces dispositifs portent les noms évocateurs de Melomind, Muse, Dreem, Muse, Thync, iWinks et Halo Sport.

Ils sont actuellement vendus au grand public ou sur le point de l'être. Ils proposent tous d'agir sur le cerveau pour en améliorer le fonctionnement, c'est-à-dire augmenter la concentration, le bien-être, le sommeil, les perceptions mais aussi le rêve ou l'humeur. Une vague d'innovations technologiques est sur le point de toucher notre quotidien.

Melomind, pour augmenter son bien-être

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Le casque Melomind diffuse de la musique, mais d'une manière subtile. © MyBrain Technologies (tous droits réservés)

Le casque Melomind diffuse de la musique, mais d'une manière subtile. © MyBrain Technologies (tous droits réservés) 

Le casque Melomind (dont le nom est l'association de melody et de mindmélodie et esprit) permet d'apprendre à se relaxer. Cette technologie de la startup française MyBrain Technologies se base sur une ancienne idée, le neurofeedback, inventé dans les années 1950.

D'apparence, le Melomind ressemble à un casque audio. Posez-le sur votre tête et il commence à produire de la musique. En revanche, la particularité est que cette musique est contrôlée par vos activités cérébrales enregistrées par de petites électrodes placées à l'arrière de la tête. Cette musique paramétrée sur la relaxation du cerveau, le système vous guidera ainsi vers un état de détente de plus en plus profond. À la manière d'un sportif entraînant ses muscles tous les jours, vous entraînez quotidiennement votre cerveau à se détendre.

Muse, l'appareil pour méditer

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Le bandeau connecté Muse sert à la méditation. © Flammarion (tous droits réservés)

Le bandeau connecté Muse sert à la méditation. © Flammarion (tous droits réservés) 

Le bandeau connecté Muse de la société canadienne InteraXon propose quelque chose d'inédit : aider à méditer ! L'application demande de déposer le téléphone et d'adopter une position confortable, épaules détendues, dos droit et yeux fermés. Puis elle invite à prendre conscience de sa respiration et à se concentrer sur l'expiration.

Ensuite, il s'agit de ne penser à rien d'autre qu'à la respiration. L'application émet des sons de ventet de vagues pour indiquer le niveau d'attention ; plus votre cerveau est distrait, plus les sons de vent et de vagues sont forts. Si vous entendez une mer calme et des gazouillis d'oiseaux, votre attention est alors focalisée. C'est l'état à maintenir durant toute la durée de la séance.

À la fin, le smartphone trace le déroulé de l'activité cérébrale sous forme d'une courbe afin que vous puissiez suivre à quel moment vous étiez attentif ou distrait. Au bout de plusieurs séances, vous allez peu à peu apprendre à ne plus se laisser distraire par des bruits et considérations parasites et vous allez améliorer durablement votre attention. Il est désormais établi que ce type d'entraînement a une action bénéfique sur le bien-être en et réduit le stress (et donc les effets dévastateurs sur le système cardiovasculaire ou sur les défenses immunitaires contre les infections et les inflammations.).

Dreem, pour mieux dormir

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Le bandeau Dreem améliore le sommeil profond. © Rythm (tous droits réservés)

Le bandeau Dreem améliore le sommeil profond. © Rythm (tous droits réservés) 

Le bandeau Dreem, de la startup française Rythm, permet d'améliorer le sommeil dit profond. Plus précisément, c'est une période particulière qui joue un rôle crucial dans la régénération de l'organisme. Ce sommeil profond occupe 20 % du temps total du sommeil. C'est la phase profonde qui est la plus réparatrice pour l'organisme et fait disparaître la fatigue. Des résultats récents montrent que cette phase permet l'évacuation des toxines qui s'accumulent dans le cerveau pendant la journée.

Le sommeil est donc une véritable douche qui lave notre cerveau. De plus, le sommeil joue un rôle majeur dans le bon fonctionnement de notre mémoire. En effet, c'est grâce aux périodes de sommeil profond que nous consolidons la mémoire de nos souvenirs récents, donc que nous pouvons stocker les souvenirs sur le long terme. Dans le cerveau, cette phase de sommeil est caractérisée par des ondes très lentes.

L'idée du système Dreem est d'augmenter ces ondes avec des petits bruits synchronisés avec elles. Le sommeil profond, réparateur, s'en trouve alors artificiellement renforcé, avec tous ses effets bénéfiques.

Thync, pour choisir son humeur

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Le casque Thync serait capable de modifier l'humeur de son porteur. © Aaron Muszalski (tous droits réservés)

Le casque Thync serait capable de modifier l'humeur de son porteur. © Aaron Muszalski (tous droits réservés) 

Le casque Thync propose de changer son humeur sur commande... À l'aide de deux électrodes qui viennent se placer sur le front et la nuque, ce système produit un effet calmant ou énergisant, à volonté. D'après les constructeurs, le premier effet est comparable à un verre de vin et le second à celui d'une tasse de café.

Une application dédiée sur téléphone portable ou tablette permet de gérer ces effets et d'ajuster l'intensité des stimulations à sa guise. L'effet se prolonge sur plusieurs heures après son utilisation. Même si les modes de fonctionnement du dispositif restent obscurs, l'appareil stimule, très probablement, le système nerveux sympathique et parasympathique par les nerfs du crâne.

Le bandeau iWinks : le rêve de contrôler ses rêves

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Le Songe de Tartini par Louis-Léopold Boilly (1761-1845). Illustration de l'anecdote légendaire sur l'origine de la Sonate des trilles du Diable de Giuseppe Tartini. © Bibliothèque nationale de France, domaine public

Le Songe de Tartini par Louis-Léopold Boilly (1761-1845). Illustration de l'anecdote légendaire sur l'origine de la Sonate des trilles du Diable de Giuseppe Tartini. © Bibliothèque nationale de France, domaine public 

L'impression d'être conscient dans le rêve que l'on est en train de vivre s'appelle un « rêve lucide ». Le rêveur a alors l'opportunité de mieux profiter des sensations qu'il procure, comme pendant un film ou une pièce de théâtre. Effectivement, tout ce qui vous fait peur dans la vie courante est ici sous contrôle. Tout devient possible et l'expérience est jubilatoire.

Mais le rêve lucide pourrait permettre d'aller encore plus loin car l'esprit peut explorer à loisir sa créativité. C'est ce qu'a fait le musicien italien Giusseppe Tartini du XVIIIe siècle. Son rêve est resté célèbre car il demanda au diable de l'aider à la composition d'une de ses plus belles sonates : celle des trilles du diable... En revanche, même si le rêve lucide apparaît spontanément chez certains dormeurs, c'est une expérience qui reste rare.

Le bandeau iWinks permet de faciliter l'induction de rêves lucides. Ce système indique par une petite lumière sur les yeux que le rêve a commencé. À la différence d'un réveil normal, ce dispositif détecte les mouvements oculaires et sonne au moment précis du rêve. Dans le rêve, le champ visuel se ponctue de taches lumineuses pour aider à entrer en état de lucidité sans se réveiller.

Halo Sport, pour augmenter ses forces

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Le casque Halo Sport amplifierait la stimulation des muscles. © Halo Neuroscience (tous droits réservés)

Le casque Halo Sport amplifierait la stimulation des muscles. © Halo Neuroscience (tous droits réservés) 

Le dispositif Halo Sport, développé par la startup californienne Halo Neuroscience, ne se distingue guère d'un casque audio banal. Sauf, sur sa face intérieure, par une brosse parsemée de petits picots en plastique souples qui se disposent sur le haut de la tête. Ce sont, en fait, de petites électrodes destinées à transmettre d'infimes impulsions électriques à travers le crâne dans le cortex moteur ; cette région du cerveau est cruciale car c'est elle qui contrôle la planification et les mouvements volontaires.

Stimulés par le dispositif, les neurones envoient des signaux amplifiés vers les muscles qui gagnent alors en énergie et en puissance. Néanmoins, même si cette technologie est séduisante, les effets à long terme sont inconnus. Et dans le domaine du sport, il s'agit d'une forme électronique de dopage, totalement indétectable après utilisation par les instances sportives. Donc, prudence avec cette nouvelle technologie...

Une veste pour ressentir les tweets

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Une veste connectée transmet par des pressions sur le corps des informations venues d'ailleurs. © Eagleman Laboratory, DR

Une veste connectée transmet par des pressions sur le corps des informations venues d'ailleurs. © Eagleman Laboratory, DR 

David Eagleman est un brillant scientifique du collège de médecine Baylor à Houston, au Texas. Durant une conférence TED, il a présenté une veste étonnante, portant de nombreux nodules convertissant des informations venues du Web en vibrations. En particulier, les messages Twitter, postés par les spectateurs durant sa conférence, lui étaient transmis sous forme de vibrations dont le motif variait selon le caractère positif ou négatif de la tonalité des messages.

Tout en parlant, il pouvait suivre en temps réel les opinions globalement favorables du public sous la forme d'un agréable massage de dos. D'après le chercheur, ces nouvelles formes de technologies vont, à terme, élargir les capacités sensorielles humaines... Ce dispositif VEST (Versatile extra-sensory transducer, ou Transducteur de variables extra-sensorielles, en français) a fait l'objet d'une campagne Kickstarter l'année dernière.

Découvrir le livre de l'auteur chez Flammarion : Améliorer son cerveau, oui, mais pas n'importe commentMémoire, concentration, humeur, sommeil : le vrai pouvoir des neurosciences.

 

http://www.futura-sciences.com/sante/actualites/medecine-top-7-technologies-ameliorer-notre-cerveau-66314/

Peut-on extraire des données de votre cerveau ?

 

Pourrait-on vous amener à divulguer votre code bancaire simplement en vous faisant penser à lui ? L'activité électrique de votre cerveau peut-elle trahir vos secrets ? C'est la démonstration qu'ont accomplie des chercheurs lors de la récente conférence sur la sécurité informatique Usenix. Pour cela, ils ont utilisé un simple casque EEG (type Emotiv, disponible dans le commerce pour 500 $), qui mesure l'activité électrique du cerveau, une technologie qui n'avait jamais été étudiée sous l'angle de ses implications en matière de sécurité, rapportent Extreme Tech et Cnet.

un cobaye en situation de reconnaître des cartes de créditsL'étude (.pdf) des chercheurs (présentation en vidéo) menés par Ivan Martinovic du département des sciences informatiques de l'université d'Oxford, a consisté à créer un programme personnalisé conçu dans le but de vous faire penser à des données sensibles telles que l'emplacement de votre maison, le code secret de votre carte de crédit ou votre mois de naissance. Les chercheurs ont testé leur programme sur 28 participants coopératifs (même s'ils ne connaissaient pas le but de l'expérience) et les résultats ont montré que la fuite d'information provenant de l'utilisateur (la mesure de "l'entropie de l'information") apportait une réponse supérieure de 15 % à 40 % à une méthode aléatoire.

Les chercheurs se sont appuyés sur les ondes P300, un tracé d'ondes très spécifique qui se produit lorsque vous reconnaissez quelque chose qui a un sens (visage d'une personne connue) ou quelque chose qui convient à ce que vous êtes en train de faire (voir un marteau quand vous bricolez) et qui commence à être pris en compte dans les détecteurs de mensonges. L'exercice pour les cobayes consistait à observer des séries de photos défilant rapidement sur un ordinateur (des visages, des cartes géographiques, des photos de cartes bancaires, la liste des mois de l'année...) tout en leur posant des questions spécifiques et pour les chercheurs à observer celles qui déclenchaient une réponse du capteur.

Pour les chercheurs, des développeurs malveillants pourraient utiliser cette technologie, utilisée dans de plus en plus de jeux, pour créer un "logiciel espion de cerveau", une application incitant les joueurs à réfléchir à des informations sensibles qu'ils pourraient donc voler. Bien sûr, les résultats obtenus sont encore trop bruyants. "Les dispositifs utilisés ne sont pas faits pour détecter ce type de modèles", a souligné Martinovic. Cependant, l'expérience a montré que les résultats étaient meilleurs qu'une supposition purement aléatoire. En améliorant le camouflage de l'interrogatoire pour rendre l'utilisateur plus coopératif et la qualité des appareils de mesure, le taux de réussite pourrait certainement être amélioré.

Les chercheurs ont noté dans leurs conclusions qu'il était possible de diminuer le taux de réponse que votre cerveau donne malgré vous en se concentrant sur autre chose, par exemple en comptant les visages qui ne vous sont pas familiers... A l'inverse, ces techniques permettraient aussi de développer de nouvelles méthodes de sécurité, vous permettant par exemple d'accéder à vos données simplement en présentant sous vos yeux l'image d'un de vos amis.

Hubert Guillaud

 

http://internetactu.blog.lemonde.fr/2012/10/31/peut-on-extraire-des-donnees-de-votre-cerveau/

Pourquoi manger du poisson augmente-t-il la mémoire ?

 

Manger du poisson serait bon pour le cerveau et plus particulièrement à l’amélioration de la mémoire. Cela serait du à l’acide docosahexanoïque (DHA), un acide gras de la famille des Oméga-3 retrouvé en grandes quantités dans le poisson. Des chercheurs canadiens propose une action possible du DHA sur la mémoire.

 

Mais quel est le rôle du DHA sur l’amélioration de la mémoire ? Des chercheurs canadiens1 ont découvert une explication possible de l’action du DHA sur la mémoire. Les résultats sont détaillés dans le journal Applied Physiology, Nutrition, and Metabolism2.

Ils ont découvert que les souris nourris avec un régime riche en DHA présentaient des niveaux de DHA de 30% plus importants dans la zone du cerveau dédiée à la mémoire, l’hippocampe, que les souris régulièrement nourris par une alimentation plus classique. Ils ont également réussi à montrer qu’une telle augmentation de DHA est associée à une amélioration de la transmission synaptique.

« Nous voulions déterminer comment l’absorption de poisson améliore la mémoire. Ce que nous avons découvert, c’est que les cellules de la mémoire dans l’hippocampe pourraient communiquer entre elles de manière plus efficace, et mieux relayer des messages quand les niveaux de DHA deviennent plus importants dans cette région du cerveau. Cela pourrait expliquer pourquoi la mémoire s’améliore avec un régime riche en DHA »,

explique Yves Sauvé, qui a dirigé cette étude.

Selon les auteurs, complémenter notre alimentation avec du DHA, en augmentant sa consommation de poisson ou en prenant des suppléments alimentaires, pourrait prévenir également la baisse des niveaux de DHA dans le cerveau avec l’âge3.

 

Notes et références

  1. Yves Sauvé, chercheur en médecine de l’Université d’Alberta à Edmonton, et son équipe. []
  2. DHA supplementation enhances high-frequency, stimulation-induced synaptic transmission in mouse hippocampus. Steve Connor, Gustavo Tenorio, Michael Tom Clandinin & Yves Sauvé. Physiologie appliquée, nutrition et métabolisme, 10.1139/h2012-062 []
  3. Source : bulletins électroniques []

 

http://vulgariz.com/medecine-sante/nutrition-aliments/pourquoi-manger-du-poisson-augmente-t-il-la-memoire/

comment la couche d’ozone nous protège t-elle ?

L’ozone est un gaz constitué de 3 atomes d’oxygène. C’est un gaz très minoritaire dans l’atmosphère : 6 à 8 molécules d’ozone au maximum sur 1 million de molécules d’air. Dans la stratosphère, ce gaz forme une couche autour de 20 km d’altitude, que l’on appelle la couche d’ozone. Attention !! Il ne faut pas confondre l’ozone présent dans la stratosphère, qui forme la couche d’ozone, et l’ozone au niveau du sol, pollution nocive pour l’homme induite par les activités humaines.

coupe de l'atmosphère avec visualisation de la couche d'ozone

Coupe de l'atmosphère


La couche d’ozone a un rôle primordial, car elle absorbe les rayons ultraviolets, essentiellement les rayons UV-B nocifs à toute forme de vie animale et végétale. En empêchant les rayons UV d’atteindre le sol, l’ozone protège ainsi tous les êtres vivants présents à la surface de la Terre.


La couche d’ozone nous protège des UV (UltraViolet)

La couche d’ozone filtre les rayons UV-B solaires (rayonnement solaire compris entre 280 et 320 nm), qui sont les plus dangereux. Les UV-A (320-400 nm) sont peu absorbés par la couche d’ozone.

Les UV-B ont un effet néfaste sur tous les organismes vivants, terrestres et aquatiques, car ils altèrent l’ADN des cellules. Des taux élevés de rayonnement UV-B réduisent la photosynthèse et la croissance de la végétation et des cultures. Chez l’homme, un accroissement du rayonnement UV-B augmente les risques de cancer de la peau, l’occurrence des cataractes et affaiblit le système immunitaire.

L’indice UV, crée par l’OMS, est une échelle de mesure de l’intensité du rayonnement UV. L’indice UV varie de 0 (la nuit) à 11… mais il peut atteindre la valeur de 18 au sommet de l’Himalaya en juin ! Lorsque le trou d’ozone est présent en Antarctique, l’indice UV peut dépasser le niveau 11, et les doses d’UV reçues dépassent alors celles reçues en Californie ou en Afrique du Nord en été.

 

http://www.ipsl.fr/Pour-tous/Les-dossiers-thematiques/La-couche-d-ozone-et-le-trou-d-ozone/La-couche-d-ozone-et-son-role

 

Pourquoi notre cerveau ressemble-t-il à une grosse noix ?

 

Dans une récente étude parue dans la revue Nature Physics et présentée sur le site de Harvard, les secrets de la formation des plis et replis du cerveau - ou circonvolutions cérébrales - nous sont révélés. Les chercheurs se sont penchés sur la manière dont notre cerveau prend cette forme si particulière. Comment se créent les multiples plis du cerveau humain ? Explication génétique ou mécanique ?

Les creux et les crêtes spécifiques du cerveau humain ne sont présents que chez une poignée d’espèces animales, comme les primates, les dauphins, les éléphants et les porcs. Le volume de notre crâne varie en moyenne de 1100 à 1700 cm3. Or si on défroissait notre cerveau, il s’étendrait sur une surface de 1 à 2 m2. La gyrification (le degré de plissement) est une caractéristique cérébrale importante, puisqu’elle permet ainsi de faire tenir un grand cortex dans un espace réduit.

Plusieurs hypothèses ont été émises jusqu’à présent pour expliquer l’apparition des plis et replis sur le cerveau. Les chercheurs de la John A. Paulson Ecole Harvard de génie et sciences appliquées, avec la collaboration de scientifiques finlandais et français, ont réussi à montrer que le pliage du cerveau résultait d’une compression mécanique de l’organe dans le crâne. Une compression utile dans la mesure où les plis permettent un rapprochement des neurones, favorisant des connexions plus courtes et plus rapides.

Pour valider leur hypothèse, l’équipe de recherche a collaboré avec des neuroanatomistes et des radiologues en France pour construire un modèle en 3D d’un cerveau de fœtus humain, à partir d’images IRM. Les observations ont montré que le cerveau du fœtus humain est lisse pendant les vingt premières semaines ; c’est à partir de la vingtième semaine de gestation du fœtus que le pliage commence. Elle se poursuit jusqu’à ce que l’enfant soit âgé d’environ 18 mois. Les scientifiques ont alors cherché à reproduire la croissance corticale pour comprendre ce phénomène. Ils ont appliqué sur la surface de leur modèle 3D une couche de gel en élastomère, puis ils l’ont immergé dans un solvant. En quelques minutes, les chercheurs observent que la couche de gel gonfle, ce qui crée des forces de compression mécaniques et provoque la formation de plis similaires en taille et en forme à ceux de vrais cerveaux.

Les auteurs de l’étude ont également construit des simulations numériques du cerveau modélisé comme un tissu doux et ont montré, à travers un parcours de développement réaliste, que là encore les circonvolutions apparaissaient. La géométrie du cerveau sert donc à orienter les plis dans certaines directions.

Cette découverte peut permettre de mieux comprendre la formation de certaines pathologies et avoir des répercussions sur les diagnostics et les traitements d’un certain nombre de troubles neurologiques. En effet, selon J.Y. Chung, co-auteur de l’étude : « Le cerveau n’est pas exactement le même d’un humain à l’autre, mais nous devrions tous avoir les mêmes grands plis afin d’être en bonne santé. Notre recherche montre que si une partie du cerveau ne se développe pas correctement, ou si la géométrie globale est perturbée, nous n’avons peut-être pas les grands plis au bon endroit, ce qui peut provoquer un dysfonctionnement dans le cerveau. »

 

Source : Tuomas Tallinen, Jun Young Chung, François Rousseau, Nadine Girard, Julien Lefèvre et Lakshminarayanan Mahadevan. On the growth and form of cortical convolutions. Nature physics, février 2016.

 

http://www.happyneuron.fr/actualite-scientifique/pourquoi-notre-cerveau-ressemble-t-il-a-une-grosse-noix

 

 

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