Les réseaux neuronaux peuvent créer de fausses empreintes digitales pour tromper les scanners biométriques, tandis que d’autres chercheurs impriment des circuits électriques sur des tatouages temporaires. Cette semaine, toutes les découvertes les plus intéressantes à imprimer comprennent également un traitement prometteur contre la maladie de Parkinson, une meilleure détection de la contamination alimentaire et un projet de collecte de données qui plonge profondément dans les entrailles de l’intestin du monde.

Les cellules immatures pourraient devenir un traitement efficace contre la maladie de Parkinson

Œuvre informatique illustrant la division des cellules souches. Une cellule souche est un appel indifférencié qui peut se diviser indéfiniment en culture. Elle peut se différencier pour former des cellules spécialisées qui ont une fonction particulière, par exemple des globules rouges, ou elle peut se développer pour produire toutes les cellules d’un organe. Les cellules souches, en particulier celles qui proviennent de tissus foetaux, sont utilisées dans la recherche génétique.

Au Japon, des neurochirurgiens ont implanté des cellules « reprogrammées » dans le cerveau d’un patient atteint de la maladie de Parkinson qui pourraient atténuer les symptômes de la maladie.

Qu’est-ce que c’est ? Chez les patients atteints de la maladie de Parkinson, une perte de neurones producteurs de dopamine dans le cerveau entraîne des symptômes comme des tremblements, une raideur musculaire et des difficultés à marcher. Aujourd’hui, les neurochirurgiens japonais ont implanté des cellules « reprogrammées » dans le cerveau d’un patient atteint de la maladie de Parkinson, ce qui pourrait compenser la pénurie de neurones et atténuer les symptômes.

Pourquoi est-ce important ? C’est la première fois que ce type de thérapie, qui repose sur ce qu’on appelle des cellules souches pluripotentes induites, est essayé sur un patient atteint de la maladie de Parkinson.

Comment cela fonctionne-t-il ? Les scientifiques ont mis au point des cellules souches pluripotentes induites, ou cellules iPS, en prélevant des cellules adultes régulières, comme la peau ou les cellules sanguines, et en les « reprogrammant » pour qu’elles ressemblent à des cellules souches – des cellules indifférenciées qui peuvent se transformer en de nombreux types de cellules différentes dans le corps. Travaillant à l’hôpital universitaire de Kyoto, les scientifiques ont utilisé la technique « pour transformer les cellules iPS en précurseurs des neurones qui produisent le neurotransmetteur dopamine », selon un article de la revue Nature qui décrit la thérapie. En octobre, le neurochirurgien Takayuki Kikuchi a implanté 2,4 millions de cellules précurseurs de la dopamine dans le cerveau d’un patient atteint de la maladie de Parkinson dans la cinquantaine, visant spécifiquement 12 sites connus pour être des centres d’activité de la dopamine. L’équipe prévoit de tester la technique sur six autres patients d’ici 2020 ; si le traitement s’avère efficace, il pourrait être commercialisé dès 2023.

Électronique que vous pouvez porter comme un tatouage

Qu’est-ce que c’est ? Un partenariat entre des scientifiques de l’Université Carnegie Mellon et de l’Université portugaise de Coimbra a permis d’obtenir un circuit électrique ultra-fin qui peut être appliqué sur la peau comme un tatouage temporaire – car il est imprimé sur le même type de papier que les tatouages temporaires.

Pourquoi est-ce important ? Cette nouvelle technologie a été développée dans le cadre d’une collaboration plus large entre les deux universités. Le projet, appelé Stretchtronics, vise à trouver des moyens d’intégrer des appareils électroniques portables à faible coût sur des matériaux minces et souples qui peuvent être fixés à la peau, où ils pourraient surveiller des choses comme la fréquence cardiaque et l’activité musculaire.

Comment cela fonctionne-t-il ? Les chercheurs utilisent une imprimante à jet d’encre pour imprimer des circuits de nanoparticules d’argent sur le papier à tatouer. Ils enduisent ces circuits avec un alliage métallique qui fusionne avec l’argent et augmente la conductivité et aide le circuit à s’étirer – en fait, l’extensibilité de ces circuits de tatouage est semblable à celle de la peau humaine. « Il s’agit d’une percée dans le domaine de l’électronique imprimée « , a déclaré Mahmoud Tavakoli de Coimbra, un chercheur du projet. Les tatouages peuvent être appliqués avec de l’eau. L’équipe a présenté ses conclusions dans Matériaux Avancés.

Scientifiques cherchant à promouvoir la biodiversité microbienne

Microbiome humain, illustration conceptuelle. Bactéries formant un corps humain.

Les bactéries sont une partie normale de la flore intestinale et beaucoup sont bénéfiques à la digestion. Crédit image : Getty Images.

Qu’est-ce que c’est ? Vous avez peut-être entendu parler du Svalbard Global Seed Vault, où des scientifiques désireux de protéger la biodiversité végétale et de se prémunir contre les catastrophes futures gardent une énorme banque de semences blottie dans le pergélisol norvégien. Un autre groupe de scientifiques – qui se lavent probablement les mains plus souvent – font le même genre de choses, mais avec des excréments humains.

Pourquoi est-ce important ? La Global Microbiome Conservancy a été fondée en 2016 par plusieurs microbiologistes du MIT qui ont observé qu’à mesure que les sociétés traditionnelles du monde entier adaptent leurs régimes alimentaires à l’influence occidentale (aliments transformés, antibiotiques), nous assistons à un déclin de la diversité des microbiomes humains – le monde riche des bactéries dans nos tripes. Ce déclin, à son tour, présente une menace pour la santé ; quelques études ont révélé l’absence de certaines maladies dans les sociétés où le microbiote intestinal est diversifié. Les microbiologistes ont entrepris de remédier à cette perte en rassemblant une collection mondiale diversifiée de microbiomes humains, le meilleur moyen d’y parvenir étant l’échantillonnage fécal. Comme le cofondateur de GMC, Eric Alm, l’a déclaré au magazine Science, les microbes pourraient aider les scientifiques à trouver des traitements pour les maladies intestinales et d’autres problèmes de santé comme l’asthme et l’obésité : « Je suis sûr à 100% qu’il existe des applications médicales pertinentes pour des centaines de souches que nous avons examinées et caractérisées. »

Comment cela fonctionne-t-il ? A l’ancienne. Les chercheurs parcourent le monde pour demander aux gens de faire leur travail dans un bol assigné, d’où les échantillons sont divisés en groupes : certains doivent être séchés et séquencés par l’ADN, d’autres doivent être expédiés congelés à Cambridge, où des souches bactériennes distinctes peuvent être isolées. Les scientifiques du MIT ont déjà découvert 55 genres de bactéries jusqu’alors inconnus à partir de 4 000 souches prélevées en Afrique et dans l’Arctique. D’un autre côté, ce type de collecte génétique peut poser des défis éthiques, que l‘article de Science explore.

L’IA crée des empreintes digitales qui peuvent être falsifiées

En haut et en haut : En plus d’être un point d’intrigue parfaitement adapté au prochain film « Mission Impossible », ce résultat devrait aider les experts en sécurité, de la même manière que les pirates peuvent aider les escadrons de cybersécurité – en identifiant les trous possibles qui doivent être réparés.

En haut : En plus d’être un point d’intrigue parfaitement adapté au prochain film « Mission Impossible », ce résultat devrait aider les experts en sécurité, de la même manière que les pirates peuvent aider les escadrons de cybersécurité – en identifiant les trous possibles qui doivent être réparés.

Qu’est-ce que c’est ? Des chercheurs de l’Université de New York ont annoncé qu’ils avaient utilisé un réseau neuronal pour générer des empreintes digitales artificielles qui pourraient tromper les systèmes d’identification biométrique. Décrites comme une « clé passe-partout » pour les systèmes d’identification d’empreintes digitales, ces « DeepMasterPrints » pourraient tromper ces systèmes environ une fois sur cinq, contre un taux d’erreur typique d’un sur mille.

Pourquoi est-ce important ? En plus d’être un point d’intrigue parfaitement adapté au prochain film « Mission Impossible », ce résultat devrait aider les experts en sécurité, de la même manière que les pirates peuvent aider les escadrons de cybersécurité – en identifiant les trous possibles qui doivent être réparés. Les chercheurs de l’Université de New York ont présenté un article sur leurs conclusions (PDF) lors d’une conférence sur la sécurité à Los Angeles.

Comment cela fonctionne-t-il ? En tirant parti de deux propriétés communes aux systèmes d’identification d’empreintes digitales, selon le Guardian : le fait que les scanners ne lisent généralement que des empreintes digitales partielles, par opposition à des empreintes entières, en comparant le balayage partiel aux enregistrements partiels existants ; et le fait que « certaines caractéristiques des empreintes digitales sont plus communes que d’autres ». Exploitant ces faiblesses, le réseau neuronal a utilisé une technique commune appelée « réseau accusatoire génératif » pour créer de fausses empreintes digitales qui ressemblaient suffisamment à des empreintes réelles ; comme le note le Guardian, la technique ne fonctionnerait pas pour cibler un compte spécifique, mais si elle était utilisée à grande échelle, les pirates pourraient être capables d’accéder à suffisamment de comptes pour que cela vaille la peine.

Les techniques d’usage courant pourraient aider à prévenir les maladies d’origine alimentaire

Les chercheurs du MIT Media Lab ont mis au point un système sans fil qui tire parti des étiquettes RFID bon marché déjà apposées sur des centaines de milliards de produits pour détecter une éventuelle contamination alimentaire. Légende : MIT News. Image reproduite avec l’aimable autorisation des chercheurs, sous la direction de MIT News.

Les chercheurs du MIT Media Lab ont mis au point un système sans fil qui tire parti des étiquettes RFID bon marché déjà apposées sur des centaines de milliards de produits pour détecter une éventuelle contamination alimentaire.

Qu’est-ce que c’est ? Les étiquettes d’identification par radiofréquence sont une technologie omniprésente utilisée pour suivre des milliards de produits de consommation. Aujourd’hui, les scientifiques du MIT pensent qu’ils pourraient utiliser des étiquettes RFID – sans modification matérielle nécessaire – pour détecter les signes de contamination dans les produits alimentaires.

Pourquoi est-ce important ? Si elle est utilisée à grande échelle, la technologie pourrait donner aux consommateurs le pouvoir de détecter la contamination des aliments et ainsi réduire la propagation des maladies d’origine alimentaire par les produits contaminés. Un communiqué de presse du MIT fait état de l’hospitalisation en Chine, en 2008, de 50 000 bébés qui avaient consommé du lait maternisé contaminé à la mélamine, et du décès plus récent de 100 personnes en Indonésie qui sont mortes en buvant de l’alcool enrichi de méthanol, une substance toxique. Dans leur étude, présentée à l’atelier de l’ACM sur les sujets d’actualité dans les réseaux, les chercheurs ont testé l’efficacité de la technologie sur les préparations pour nourrissons et l’alcool.

Comment cela fonctionne-t-il ? Lorsqu’elles sont collées à des produits de consommation, les étiquettes RFID s’allument et émettent des ondes électromagnétiques lorsqu’elles sont pointées par un lecteur sans fil. Les ondes qu’elles émettent, cependant, « voyagent et sont déformées par les molécules et les ions du contenu du conteneur », selon le MIT – de sorte que les changements dans le contenu seront reflétés dans les ondes émises. Par exemple, si un conteneur est vide, la RFID répondra à environ 950 mégahertz, mais si elle est remplie d’eau, qui absorbe une partie de la fréquence, la réponse de l’étiquette sera d’environ 720 mégahertz. Dans l’espoir d’exploiter ce type de différence, les chercheurs du MIT ont cherché à créer un modèle d’apprentissage machine qui pourrait signaler la contamination potentielle des produits – ce qu’ils ont fait dans les préparations pour nourrissons à base de mélamine avec une précision de 96 % et dans l’alcool méthanolisé avec une précision de 97 %.

Gereport

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