11. Notre mémoire, la compartimentation et l’écho ferroélectrique
L’écho qui apparaît dans un cylindre d’un matériau ferroélectrique (du nobiate de lithium) met en évidence l’importance de la compartimentation en domaines comme celle sépare chaque protéine de mémoire.
L’ensemble des protéines de mémoire serait comparable à un orchestre.
La perte de mémoire du cylindre par une augmentation de température est-elle semblable aux modifications biologiques qui peuvent modifier l’agencement des protéines de mémoire ?
Les observations d’Igor Ostrovskii et ses collègues de l'Université du Mississippi confirment l’exotisme de la ferroélectricité.
Le niobate de lithium, est un matériau ferroélectrique, donc piézoélectrique, couramment utilisé dans les lasers,
les téléphones portables et plus généralement comme transducteur optoélectroniques.
En travaillant sur des cylindres de nobiate de lithium de « grande dimension » (plusieurs centimètres aussi bien pour le diamètre que pour la hauteur), Igor Ostrovskii et ses collègues eurent la surprise d’entendre un écho.
En envoyant des ultrasons (entre 16 et 26 mégahertz) sur une face, celles-ci modifient la structure spatiale des ions du nobiate de lithium. Par effet microphone, son initial,puis haut-parleur, son transmis, le cylindre renvoi un ultrason.
L’exotique, l’inattendu est que « quelque 70 microsecondes plus tard, il a recommencé à émettre et a restitué un son de même fréquence que celle qu'il avait reçue ! Tout se passe comme si le cristal mémorisait le son avant de le réémettre, »
en écho.
(citation et figure ci-dessus d'après Pour la Science)
écho d'Alexandre Cabanel
De plus « quand la température augmente, les mailles se déforment et le phénomène s'atténue : le cristal perd la mémoire. »
« L'équipe ... soupçonne que la fréquence des échos retardés produits par le cristal est liée à la taille de ces domaines ». Philip Ball ajoute, dans ses commentaires dans Nature, que ces « tailles des domaines » ... « déterminent l'adéquation du matériau à diverses applications ».
(Igor Ostrovskii et Andriy Nadtochiy ont d’ailleurs publié un article spécifique aux domaines dans les transducteurs)
Autrement dit : un matériau ferroélectrique « utile » ne doit pas être homogène.
L’existence d'une compartimentation en domaines indépendants (très schématisés au centre de la figure jointe par différentes couleurs, gris, vert, bordeaux, .. = anisotropie ?) est primordiale, s'il était isotrope tout le cylindre de nobiate de lithium parlerait « d’une seule voix », sans écho.
Même si tous les domaines sont, presque, identiques entre eux, chaque domaine a …
- ses propres barycentres de charges positives et négatives, donc sa propre polarisation, son propre champ électrique permanent
- sa propre plasticité,
- sa propre position dans l’ensemble du cylindre, en particulier pour les domaines qui constituent les parois.
Cette différenciation des domaines du cylindre à écho permet une certaine analogie avec chaque protéine de mémoire en contact avec la synapse.
Chaque protéine peut être considérée comme un domaine, un compartiment ferroélectrique.
Chacune a sa structure, sa polarisation, sa plasticité,
mais l’union de leurs champs électriques module le signal neuronal.
Cette compartimentation conforte l’analogie avec un orchestre de violons, voire un orchestre symphonique qui a déjà été faite dans 04. Enregistrement de notre mémoire
Comme le rappelle Karol Beffa, dans Philosopher avec Mozart (Les chemins de la philosophie de France Culture)
« Tous les sentiments sont transmis par la musique »
La musique pourrait donc bien être une image (directe) de la mémoire et de tout ce qui se passe dans le cerveau.
La « perte de mémoire » du cylindre par une augmentation de température qui change la conformation des domaines, permet une extrapolation vers les protéines de mémoire dont le changement de conformation spatiale peut être provoquée par bien d'autres facteurs qu'un changement de température (celle-ci décroît pendant le sommeil), mais aussi par différents agents extérieurs
- comme ceux du métabolisme de l’astrocyte, des flux calciques, etc.
- comme des translocations depuis le cytosol vers la membrane de l’astrocyte, et réciproquement.
- comme le potentiel d’action neuronal.
- etc.
Il faut également retenir des travaux de l'Université du Mississippi que nous avons encore beaucoup d’exotismes à découvrir au pays de la ferroélectricité, y compris celle des protéines de mémoire
Nous allons en voir quelques uns dans les articles suivants.
Pour finalement proposer un modèle permettant d’entrer dans Intelligence Biophysique
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Après un rappel des propriétés ferroélectrique, y compris la piézoélectricité, je reprends à mon compte les
« élucubrations » de Mathias Mink pour associer ses « haut-parleurs » et « microphones » à la ferroélectricité aux protéines de mémoire.
Plusieurs matériaux biologiques ont été reconnus comme possédant des propriétés bio-ferroélectriques.
Le bois (d’un piano, d'un violon) et l’os (d’un tibia) sont des matériaux ferroélectriques.
Les os du crane sont les microphones pour l’ouïe, les os de la mâchoire, des haut-parleurs pour des chanteurs lyriques.
Des polymères synthétiques comme les nylons, sont d’excellents matériaux ferroélectriques