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Phénomènes quantiques dans les organismes vivants


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7 réponses à ce sujet

#1 solito de solis

solito de solis

    Homo sapiens microscopicus

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Posté 10 février 2014 - 12:54

Un article publié ce mois-ci dans la revue "automates intelligents" (la lettre mensuelle est gratuite à recevoir par inscription)

Phénomènes quantiques dans les organismes vivants
Jean-Paul Baquiast - 19/01/2014


Nous avons plusieurs fois mentionné les hypothèses selon lesquelles des mécanismes fondamentaux du monde vivant ne se produiraient pas sans l'intervention de phénomènes quantiques. Ceux-ci, par leurs propriétés fondamentales (superposition d'état, non localité notamment) rempliraient dans le vivant des rôles essentiels, que les atomes et molécules du monde dit macroscopique ne pourraient pas assurer. On a souvent dit que le milieu biologique, chaud et humide, ne pouvait permettre aux particules quantiques de conserver leur "cohérence", c'est-à-dire de ne pas devenir des particules comme les autres au contact de la matière ordinaire. Mais un nombre croissant d'expériences confirme qu'il n'en est rien. La biologie quantique paraît une réalité dont aujourd'hui encore on n'étudierait qu'un nombre limité d'exemples. 

Deux séries d'expériences, ayant fait l'objet de publications, illustrent cette constatation. Elles ne concernent pas des phénomènes nouveaux, car les domaines en cause avaient été évoqués depuis quelques années. Il s'agit de la fonction chlorophyllienne dans les cellules végétales et des vibrations se produisant à l'intérieur des microtubules des neurones cervicaux, susceptible de jouer un rôle dans la production de la conscience. Ce sont les mécanismes quantiques supposés les produire qui se précisent aujourd'hui. 

La fonction chlorophyllienne

Les processus grâce auxquels les cellules végétales recueillent et utilisent la lumière afin de fabriquer les molécules de la chimie organique dont elles ont besoin semblent n'avoir pas d'équivalents dans la physique classique. Les macromolécules qui jouent ce rôle sont composées de chromophores (responsables de la couleur verte) attachés aux protéines de la cellule et constituant le premier stade de la photosynthèse. Elles capturent les photons de la lumière solaire et transfèrent l'énergie associée vers le reste de la cellule.

Aujourd'hui des chercheurs de l'University Collège London pensent avoir identifié des processus quantiques assurant l'efficacité de cette fonction, dont il n'existerait pas d'équivalents dans la physique classique. Selon leurs observations, les vibrations des chromophores responsables du transfert d'énergie ne pourraient pas se produire classiquement. Leur efficacité dépendrait de mécanismes quantiques. 
Les vibrations moléculaires résultent de mouvements périodiques des atomes dans une molécule. Quand deux chromophores vibrent à l'unisson, une résonance apparaît et des échanges efficaces d'énergie peuvent se produire. Dans certaines conditions que nous ne décrirons pas ici, des unités discrètes d'énergie, autrement dit des unités quantiques, sont échangées. Ceci en un très court temps (inférieur à la picoseconde) et à température ambiante.

Mais ne s'agit-il pas de processus de la physique classique ? Les chercheurs montrent qu'il n'en est rien. En physique classique les probabilités de trouver les chromophores dans certaines positions et impulsions seraient positives, autrement dit il serait possible de prévoir ces positions et impulsions. Or l'expérience montre que ceci n'est pas possible. Les chromophores ne peuvent être identifiés en position et impulsion que d'une façon probabiliste, autrement dit collective, ce qui rend impossibles les prédictions individuelles. Il s'agit donc bien d'un mécanisme quantique, correspondant à l'échange cohérent d'un quantum d'énergie. Une superposition d'états quantiques, non prédictible en physique classique, s'établit entre excitations et transfert de charge à l'intérieur du chromophore. 

D'autres processus quantiques proches ont été identifiés. Nous nous bornerons à les évoquer. Il s'agit des changements structurels qu'enregistrent les chromophores associés à la vision lors de l'absorption de photons ou de la reconnaissance d'une protéine par une autre lors de l'olfaction. Pour explorer plus en profondeur ces phénomènes indispensables au fonctionnement des organismes supérieurs, il faudrait examiner les dynamiques vibratoires associées. Elles constituent clairement, selon les chercheurs, des phénomènes non classiques, c'est-à-dire relevant de la physique quantique. Les théories proposées sont très complexes et ne peuvent être présentées et moins encore discutées ici. On se bornera à retenir la conclusion générale qui s'en dégage: les organismes biologiques trouvent leurs origines dans la physique quantique. Ceci pourrait contribuer à l'idée que la vie serait universelle dans l'univers, car cette physique n'est pas associée nécessairement aux conditions observées sur la Terre par des organismes comme les nôtres, qui se sont développées en exploitant les propriétés déterministes de la physique macroscopique. Elle pourrait dominer dans d'autres planètes.

Résumé de l'article publié par Nature Communications 

Advancing the debate on quantum effects in light-initiated reactions in biology requires clear identification of non-classical features that these processes can exhibit and utilize. Here we show that in prototype dimers present in a variety of photosynthetic antennae, efficient vibration-assisted energy transfer in the sub-picosecond timescale and at room temperature can manifest and benefit from non-classical fluctuations of collective pigment motions. Non-classicality of initially thermalized vibrations is induced via coherent exciton–vibration interactions and is unambiguously indicated by negativities in the phase–space quasi-probability distribution of the effective collective mode coupled to the electronic dynamics. These quantum effects can be prompted upon incoherent input of excitation. Our results therefore suggest that investigation of the non-classical properties of vibrational motions assisting excitation and charge transport, photoreception and chemical sensing processes could be a touchstone for revealing a role for non-trivial quantum phenomena in biology.


Reference:
Edward J. O’Reilly, Alexandra Olaya-Castro, "Non-classicality of the molecular vibrations assisting exciton energy transfer at room temperature", Nature Communications, 2014, DOI : 10.1038/ncomms4012 (open access)

 


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#2 Jean-Luc Bethmont (Picroformol)

Jean-Luc Bethmont (Picroformol)

    Purgatorius

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Posté 11 février 2014 - 09:49

Bonsoir Solito,

A la lecture de se sujet j' ai repensé au livre de Roger Penrose ( Les ombres de l' esprit : à la recherche d' une science de la conscience Intereditions. 1995) où il évoque (chapitre 7) les phénomènes quantiques dans les microtubules pour le fonctionnement du cerveau (la conscience) et propose que le cytosquelette de la paramécie lui servirait de "système nerveux"

Cordialement,
JL B
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#3 Tryphon T

Tryphon T

    oooOooo

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Posté 11 février 2014 - 10:09

Bonjour Jean-Luc,

 

Je ne connais pas cette hypothèse de Penrose, mais je comprends en gros ce qu'il veut dire.

La conscience serait un phénomène quantique et au niveau de la Paramécie (c'est un peu ce que je disais pour l'amibe) le cytosquelette serait en quelque sorte un système nerveux, à part entière, soit.

Je ferais deux remarques. 

Dans cette quête à l'explication ultime, on déplace toujours le problème dans des zones que l'on devine mais qu'on ne connait pas suffisamment pour prouver quoi que ce soit. Le domaine le plus mystérieux pour le moment est la physique quantique,et elle a, de ce fait, bon dos.

Deuxième remarque, la LUMIÈRE est un objet quantique que nous côtoyons tous les jours , si proche de nous, et si lointaine quand il s'agit de la comprendre

 

Amitiés..


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#4 Jean-Luc Bethmont (Picroformol)

Jean-Luc Bethmont (Picroformol)

    Purgatorius

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Posté 11 février 2014 - 10:45

Bonsoir Tryphon,

Il est difficile de résumer en quelques mots les idées exprimées dans ce livre de 450 pages ( soit dit en passant que j' ai lu plusieurs fois et n' est pas tout compris !)
Effectivement c' est un peu une fuite en avant dans les explications mais ce livre mérite d' être lu.
Cordialement,
JL b
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#5 Tryphon T

Tryphon T

    oooOooo

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Posté 30 novembre 2014 - 09:50

Bonjour,

 

Dans le droit fil de cet article parait un article dans Micscape qui fait référence à l'"intelligence" de la Paramécie.

 

 

 

Paramécie.JPG

Cliquez sur l'image pour lire l'article.

 

Bon, cet article est un peu "léger" et bien qu'il mêle la mécanique quantique pour expliquer ce qui est actuellement inexplicable , il y a une bonne part de vérité là dedans .

 

Voici la traduction de la citation de Penrose :

 

 

 

 

Il doit y avoir en effet un système complexe de contrôle régissant le comportement d'une paramécie - voire d'autres animaux unicellulaires comme l'amibe - mais ce ne est pas un système nerveux. Le système est apparemment responsable de partie de ce qu'on appelle le cytosquelette . Comme son nom l'indique, le cytosquelette fournit le cadre qui détient la cellule en forme, mais il fait plus. Les cils sont eux-mêmes des terminaisons des fibres du cytosquelette, mais semble également cytosquelette également à contenir le système de commande pour la cellule, en plus de fournir des «bandes transporteuses» pour le transport de molécules différentes d'un endroit à un autre. En bref, le cytosquelette semble jouer un rôle pour la cellule unique, un peu comme une combinaison de squelette, les systèmes musculaires, les jambes, le système circulatoire sanguin, et le système nerveux tout en un!

 

Ce est le rôle du cytosquelette comme «le système nerveux de la cellule »qui aura de l'importance ici. Pour nos propres neurones sont eux-mêmes des cellules individuelles, et chaque neurone a son propre cytosquelette! Est-ce que cela signifie qu'il y a un sens dans lequel chaque neurone peut avoir quelque chose se apparente à son propre «système nerveux personnel '? Ce est une question intrigante, et un certain nombre de scientifiques ont été à venir tour à l'idée que quelque chose de cette nature générale pourrait effectivement être vrai!

 

En effet, le cytosquelette semble jouer à la fois le rôle de système nerveux et de muscle  et cela ne nous dit pas si ce cytosquelette est lui même le "cerveau" de la Paramécie ou bien si le "cerveau" n'est pas dissimulé ailleurs, dans le code génétique par exemple ?

 

Seule la science et en l’occurrence la biochimie et la génétique moléculaire peuvent trancher scientifiquement cette énigme et non des vulgarisateurs  ou des philosophes ,qui ne sont pas les  acteurs de la science.

 

Je rajouterais que la Paramécie est prise en exemple, mais que l'énigme s'applique à TOUTES les formes de Vie unicellulaires !

 

A mon avis, les organismes dits supérieurs (pluricellulaires) ne font que reprendre grâce à  leurs organes, TOUTES les fonctions déjà contenues dans la cellule unique !

Il y a augmentation de l'efficacité (rendement) de la machine pluricellulaire par rapport à la cellule unique, mais la Vie, microscopique ou macroscopique est toujours la même .

 

C'est mon avis personnel.

 

Amicalement.


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#6 solito de solis

solito de solis

    Homo sapiens microscopicus

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Posté 30 novembre 2014 - 02:46

 

Seule la science et en l’occurrence la biochimie et la génétique moléculaire peuvent trancher scientifiquement cette énigme et non des vulgarisateurs  ou des philosophes ,qui ne sont pas les  acteurs de la science

 

C'est étrange comme le sieur Tryphon puisse avoir une telle aversion contre les philosophes...alors que c'est peut-être une voie parallèle tout aussi valable

Je ne vais pas te rappeler que Prigogine était philosophe, Varela bouddhiste, Eecles prix Nobel tout comme Christian de Duve, chrétien, Einstein et Heisenberg sont à relire dans leurs écrits un rien moins scientifiques

 et tant d'autres, tant d'autres, éminents scientifiques qui cultivent un mode de pensée que l'on doit considérer comme des philosophies

Il n'y a aucune raison que la philosophie n'utilise pas des procédés aussi drastiques que les sciences... il s'agit cependant d'autres procédure 

Tu fonctionnes par déduction, issue du mélange des deux systèmes de pensée, le rapide et le lent (S1 et S2 pour Kahneman, prix Nobel) et tu oublies que l'intuition... qui n'a rien à voir avec la pensée

existe tout autant... Si Einstein a pondu sa mécanique relativiste et sa théorie de la vitesse de la lumière, c'est bien et il te le confirmera si tu lui envoies un mail, parce qu'il a rêvé tout un tant qu'il était assis sur un rayon lumineux et que c'est son rêve qui lui a donné l'impulsion "scientifique"

 

Mais bon, ton texte est généreux

 

mais la Vie, microscopique ou macroscopique est toujours la même .

 

cela me fait plaisir... car je reste persuadé que les émotions "humaines" ont leur source dans les mouvements des unicellulaires.

 

D'autre part, je me permets d'ajouter que la vie ne se limite pas à ce qui est visible !!! (même avec le microscope)

mais à l'invisible qui en est sa plus grand part.

 

SDS


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#7 Tryphon T

Tryphon T

    oooOooo

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Posté 30 novembre 2014 - 03:27

Mon cher Solito,

Si un philosophe possède tout le matériel et les compétences en biochimie moléculaire et les Microscopes Électroniques adéquats, cela ne me pose aucun problème.

Il en serait de même pour un Jardinier.

Je n'ai rien contre les philosophes et les jardiniers, simplement ils n'ont pas les bons outils. (1)

 

Il verra son expérience avec l'oeil du scientifique et en plus avec celui du philosophe ou du jardinier.

Mais à ce niveau de recherche, je pense sincèrement que TOUT chercheur est AUSSI philosophe... et peut être un peu jardinier...

 

Par contre si un philosophe se contente de son crayon et le jardinier de son râteau pour spéculer sur l'âme des Paramécies (ou le sexe des anges) leur parole vaudra celle de n'importe quel autre spéculateur devant l'infini... Et il faudra bien un jour expérimenter pour trancher.

 

Quant à l'intuition d'un grand savant, elle ne surgit pas du néant, mais avant tout parce que c'est un grand savant préparé à la recevoir ! (2)

En fait ce sont ces sous-programmes qui travaillent pour lui pendant que sa pensée est ailleurs et quand la révélation se fait dans son esprit, il en est heureux mais pas surpris.

Reste ensuite a vérifier si cette centième "intuition" est enfin la bonne.(3)

Dans le cas où cette découverte "intuitive" se révèle être une avancée majeure, révolutionnaire, les 99 autres auront vite fait d'être oubliées...

Pierre de Fonbrune s'est vu en rêve aux commandes , un joystick à la main, de son micromanipulateur car son cerveau travaillait sur le sujet depuis très longtemps .

Je n'imagine pas que quelqu'un qui n'ait pas pour but de manipuler des outils microscopiques invente pour la première fois un tel outil , totalement éloigné de ses préoccupations.

 

Je m'endors souvent sur un problème et me réveille avec la solution, à moins que ce soit  la solution qui  me réveille en premier.

Mais la réalité est que je m'endors d'innombrables fois , parfois au cours de décennies avant que la solution arrive un jour .

Je ne crois pas du tout que l "intuition" soit une connaissance absolue venue d'une autre dimension et qui nous arrive comme on reçoit la lumière de dieu.

 

En fait je crois que depuis le début nous disons (en gros) la même chose, mais avec des mots, une culture, un vécu différent.

 

 

Amicalement.

 

 

(1)Spinoza ne taillait-il pas  des lentilles ? Probablement parce que son raisonnement pur, ne lui permettait pas de répondre à toutes ses questions sur l'optique et de voir ce que l'on ne peut pas voir sans elles.

(2) C'est l'histoire du savant se rendant à un congrès qui remarque sur la plaque minéralogique d'un véhicule, un nombre "magique" .(je ne sais plus lequel)

Ce nombre, il est le seul à l'avoir remarqué car il est le seul à le connaitre...

(3) C'est le cas des fameux rêves prémonitoires : Combien de mères ont rêvé et combien de fois, que leur fils se faisait tuer à la guerre? 

Le jour où cela arrive, cela devient un rêve prémonitoire. Et les autres, on les oublie.

 

 


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#8 solito de solis

solito de solis

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Posté 30 novembre 2014 - 05:51

Mon cher Tryphon

nous racontons peut-être la même chose depuis longtemps... c'est là une déduction

Nous ne nous entendrons jamais sur le fait que l'intuition est en dehors du système de pensée (des systèmes de pensée)

et qu'elle ne correspond pas du tout aux promesses des religions promettant le génie lorsqu'on est en contact avec la divinité du fidèle qui l'honore.

L'intuition est un saut quantique dans le monde de la pensée et peut recevoir bien entendu et à posteriori une interprétation de déduction.

Elle n'est pas une accumulation et une maturation dans "l'inconscient"

Pour rester cohérent, je te rappelle que je ne crois pas que la pensée soit inhérente au système qui l'utilise.

Une paramécie pense... comme toi tu penses, comme n'importe qui pense... puisque la pensée est une sensation comme une autre. 

les outils de la pensée (neurones, système, langage, mémoire) sont juste différents.

Il suffit de se pencher sur le phénomène de la raison et de sa valeur "scientifique" pour constater qu'elle est une croyance et un mélange de hasard, de biais collectifs et de sélection darwinienne

La flopée de résultats scientifiques qui reposent sur des flous est énorme et concerne vraisemblablement 90 % des publications et des résultats qui y sont attelés

 

tu peux lire en diagonale cette page qui explique pourquoi énormément de résultats dans le domaine des neurosciences sont faux !  http://neuroblog.stanford.edu/?p=3451 “Why most published neuroscience findings are false.” (2013)

 

Mais c'est sans doute ton intuition qui te fait croire qu'elle n'existe pas et que tout est repris dans les systèmes de la pensée

Si tu veux un truc: immobilise tes pensées... et alors seulement, tu verras naître l'intuition

ce qui dérange le plus... c'est que l'humain vit en général des comportements qu'il ne désire pas vivre et qu'il est obligé de vivre ou qu'il croit l'être

Il fonctionne par biais et pressions... S'il écoutait l'intuition il devrait admettre que ce qu'il vit est à côté de la plaque et qu'il ne peut pas faire marche arrière pour des questions d'amour-propre etc...

Une paramécie doit avoir bien plus d'intuition qu'un humain, tu peux me croire... on le prouvera un jour prochain.

Parce que si je te crois... il faut un système nerveux pour penser ?

Et la paramécie, n'en a pas...

Et nos neurones non plus

Alors ?

 

amicalement

SDS


Modifié par solito de solis, 30 novembre 2014 - 06:47 .

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