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Michael Levin

Scientifique à l’Université Tufts ; Mon laboratoire étudie la prise de décision anatomique et comportementale à plusieurs échelles de systèmes biologiques, artificiels et hybrides.

Michael Levin a reposté

Comme vous le savez, je suis obsédé par les lois de puissance en biologie, qui sont une conséquence biologique de principes fondamentaux, comme la conservation de l'énergie selon la première loi de la thermodynamique. Geoffrey West a montré comment des réseaux biologiques hautement optimisés—pensez aux vaisseaux sanguins ou aux systèmes respiratoires—mènent à un scaling allométrique. Plus précisément, la production d'énergie par unité de masse corporelle (taux métabolique spécifique à la masse) évolue comme la masse corporelle (M) à la puissance de -0,25. C'est ce qu'on appelle la loi de Kleiber (ou comme nous l'avons surnommée dans nos recherches, la loi Kleiber-West), où le taux métabolique basal du corps entier évolue comme M^{0,75}. C'est pourquoi les éléphants brûlent de l'énergie plus efficacement par gramme que les souris, mais les souris vivent vite et meurent jeunes. Ce qui est intéressant, c'est que ce même scaling apparaît dans quelque chose d'aussi quotidien que le sommeil. Chez les mammifères, la durée quotidienne de sommeil suit une loi de puissance similaire : elle diminue avec la taille corporelle comme environ M^{-0,25}. Les animaux plus petits comme les musaraignes peuvent dormir plus de 15 heures par jour, tandis que des géants comme les baleines se contentent de quelques heures. C'est un indice que le sommeil est profondément lié au métabolisme. Les systèmes nerveux sont des consommateurs d'énergie, absorbant jusqu'à 20 % de l'oxygène de notre corps malgré ne représenter que 2 % de notre masse. Chez les créatures plus petites, ces réseaux de distribution fractals livrent plus d'oxygène par cellule, permettant à leurs cerveaux de fonctionner "plus chaud" avec des taux de tir plus rapides et des demandes énergétiques plus élevées. Mais ce métabolisme accéléré épuise les ressources plus rapidement, créant des déficits énergétiques que le sommeil a probablement évolué pour corriger. Essentiellement, les mammifères plus petits brûlent leur carburant neural plus vite et ont besoin de plus de temps de repos pour se réapprovisionner. Dans cette optique, le sommeil n'est pas juste du repos—c'est une solution ancienne aux compromis énergétiques imposés par le scaling Kleiber-West, garantissant que les créatures à métabolisme élevé ne surchauffent pas leurs circuits. Bien sûr, le sommeil fait des choses sophistiquées aujourd'hui. Chez les humains et d'autres mammifères, il consolide les souvenirs en élaguant les synapses inutiles pendant les phases de sommeil paradoxal et élimine les toxines cérébrales via le système glymphatique, qui s'intensifie pendant le sommeil non paradoxal pour évacuer les déchets comme le bêta-amyloïde. La relation entre le sommeil et le métabolisme pourrait avoir des preuves dans l'histoire évolutive. L'émergence du métabolisme anaérobie pourrait être liée à l'événement de grande oxygénation, il y a 2 milliards d'années. Le prochain événement d'oxydation (l'événement d'oxygénation néoprotérozoïque, il y a 750 millions d'années) a préparé le terrain pour l'explosion cambrienne menant à l'émergence des systèmes neuronaux à travers les espèces. Et nous n'avons jamais eu assez d'oxygène depuis. Le lien vers un excellent article de Nature par @RafSarnataro et al., ainsi que certaines implications pratiques de cette étude, se trouvent dans le commentaire suivant. Comme d'habitude, merci de liker et de repartager - c'est une science fascinante (merci @Alexey_Kadet d'avoir soulevé ce point)

Je ne sais pas qui a besoin d'entendre cela, mais voilà. Je m'excuse auprès de tous ceux qui m'ont envoyé le fruit de leur travail de vie et n'ont pas reçu de réponse. Croyez-moi, je sais ce que c'est que de se consacrer à un ensemble d'idées et d'y mettre tout son sang, sa sueur et ses larmes. Je sais tout sur le fait d'avoir une histoire peu conventionnelle à raconter et de trouver difficile d'obtenir de l'adhésion de la part du grand public. Je connais ce sentiment lorsque l'idée vous SAISIT et exige que vous la fassiez avancer. Mais je reçois 500 à 700 nouveaux e-mails par jour. Je peux à peine répondre à ceux de mes post-docs, étudiants, collaborateurs, agents de programme, rédacteurs de revues et collègues - des personnes envers qui j'ai des engagements et des promesses à tenir. Il se passe beaucoup de choses et la recherche ainsi que la feuille de route biomédicale sont mes principales responsabilités. Je ne peux tout simplement pas voir la plupart de ce que m'envoient les gens avec leur Théorie du Tout préférée ou leur idée brillante (~20-30 de celles-ci par jour) ; c'est la même chose avec les Tweets ou les réponses - c'est totalement aléatoire si je les vois ou non. Si vous n'avez pas reçu de réponse, il est presque certain que je n'ai pas eu le temps de le voir. Ce n'est pas un reflet de la qualité du travail. En fait, je suis sûr qu'il y a probablement parmi les milliers de ces messages quelques véritables pépites. Mais je n'ai pas le temps de les trier. Et beaucoup sont de toute façon en dehors de mon domaine d'expertise - des exorcismes à la théorie quantique, la plupart n'ont rien à voir avec moi ou ma base de connaissances. Oh, et il y a aussi le fait que je ne suis pas autorisé (pour des raisons légales) à regarder quoi que ce soit d'non sollicité qui n'est pas une information publique (par exemple, un document et non un lien vers un préprint comme ceux hébergés par OSF Preprints). Mais quoi qu'il en soit, pour examiner votre grande idée, je devrais abandonner l'une des miennes ou de mes post-docs. C'est juste une simple question de mathématiques : 24 heures dans une journée. Je suis désolé ; j'aimerais que tout le monde ait l'opportunité d'avoir des yeux qualifiés sur le produit de leur travail acharné. Oh, et c'est un schéma amusant, cela se déroule en étapes... L'étape 1 est un joli e-mail initial - "J'aime votre travail, regardez ça, c'est important". L'étape 2 est encore agréable - "Je suis sûr que vous êtes occupé, mais celui-ci est vraiment bon, pas comme les autres, vous devez prendre le temps de le voir." L'étape 3 devient irritée : "Vous pensez que vous êtes trop important pour me parler ? Qu'est-ce qui vous donne le droit d'ignorer cela ?". L'étape 4 est pleine de jurons et d'insultes variées, mélangées à des offres de collaboration (ce sont mes préférées). L'étape 5 est des menaces à part entière (toutes n'atteignent pas l'étape 5, mais assez). Donc, pour ceux qui se sont arrêtés à l'étape 1 ou 2, merci d'être rationnels, je l'apprécie. Pour ceux qui ne l'ont pas fait, peut-être que je vous mettrai en contact les uns avec les autres et vous pourrez vous débrouiller sans mon intervention... De plus, si vous êtes à l'étape 4-5, continuez comme ça - vos e-mails sont sauvegardés pour un livre que je publierai un jour - pas besoin de commentaire de ma part, juste e-mail après e-mail, ils parlent d'eux-mêmes. J'imagine de grosses ventes pour celui-ci - c'est du matériel sauvage, sauvage. Peut-être que je ferai appel à un artiste pour les illustrer.

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