10 Mai 2021

Publié par Jean-Pierre FORESTIER

40 000. Frontières. Notre mémoire protéique

Mémoire ferroélectrique

Quelles sont les frontières qui ont été dépassées dans mes articles sur Notre mémoire revisitée ? (parmi les 43 099 articles de Beauté, Biologie et Philosophie lus le 10 mai 2021.)

Les protéines assurent les supports de la mémoire. Comment ?

Par leurs propriétés ferroélectriques,

(... développées dans une annexe)

Voir aussi, à la fin de cet article, pour les applications : piézoélectricité et toucher

Comparé à la molécule d’eau, qui a un champ électrique important (1,85 Debye), ...

... celui des protéines peut être de plusieurs centaines de Debyes. ! et est très variable d'une protéine à l'autre.

C'est également par leur grande plasticité , que les protéines pourraient être des supports de la mémoire.
(Constituées de chaînes entropiques, les protéines sont qualifiées « d'intrinsèquement désordonnées »)

Remarque : une molécule comportant un champ électrique ne peut être ferroélectrique que si elle est "plastique".

L’influx nerveux peut être modifié par le champ électrique des protéines (de mémoire, schématisées ci-contre)

Et réciproquement, le champ électrique généré par les protéines peut être modifié par un champ électrique extérieur, par exemple par celui généré par l’influx nerveux.

En utilisant (une partie) de leur cycle d'hystérésis, les protéines de mémoire peuvent mettre ce champ électrique en mémoire.

Les protéines de mémoire seraient « fournies » par l’astrocyte (et non pas par les neurones).

Cette cellule gliale « placerait » les protéines de mémoire au contact de la synapse.

Selon un système de synthèse de protéines comparable à celui du système immunitaire acquis, la quasi infinie variété des protéines de mémoire permet la quasi infinie variété de la mémoire.

Le blob donne un exemple de mémoire sans neurone.

Des mémoires vectorielles
(6 dimensions, plus la dimension binaire du sens du vecteur champ électrique)
permettent un emmagasinement de la mémoire dans un volume aussi petit qu’un cerveau.

... et permettrait d'imaginer Une synapse biophysique inspirée de Notre Mémoire
Un ordinateur vectoriel ferroélectrique ? et même quantique ? ....

Notre mémoire probabiliste et … quantique ?

La complexité du cerveau nous projette dans l’étrangeté et le quantique.

Un probabilisme dans le cognitif a été suggérée dans les années soixante (puis abandonné !)

Un vecteur ferroélectrique serait-il « quantique » quelque soit le matériau qui forme ce vecteur? dans ce cas il serait « quantique » à la température de notre cerveau !

Faudra-t-il inventer une « physique du mnésique » ?
Plus généralement, la biologie se situerait-elle à la frontière entre la physique quantique et la physique classique ?

Une physique de la ferroélectricité sera-t-elle celle de notre mémoire ? comme pourrait le suggérer le « memcomputing » ?

Les protéines de mémoire sont-elles capables de « stabiliser » des spins électroniques intriqués, que le passage d’un influx nerveux suffirait à modifier ?

Les étranges superpositions dont notre cerveau est capable sont-elles quantiques ?

Toucher et piézoélectricité

Dans Pour la Science (et Nature), les auteurs demandent « Comment les cellules détectent-elles le contact et la pression mécanique pour ensuite transmettre la perception tactile vers le cerveau ? »

La réponse ne serait-il pas dans les propriétés ferroélectriques, donc également piézoélectrique,
des protéines.
Une pression sur les protéines Piezo peut fournir directement un signal électrique qui peut être envoyée au cerveau.

Voir aussi les propriétés générales de la ferroélectricité des protéines