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Une innovation de l’Université de Tel-Aviv pour améliorer le traitement de l’infertilité

Le Dr. Natan Shaked du Département de génie biomédical de la Faculté d'ingénierie de l’Université de Tel-Aviv et le Dr. Miki Hifler, alors étudiant de maîtrise, en collaboration avec la clinique de fertilité masculine du Centre médical Sheba en Israël, ont mis au point une technologie innovante dans le domaine de la microscopie permettant l'identification rapide et efficace des spermatozoïdes les plus fertiles, augmentant ainsi le taux de succès de la fécondation assistée et diminuant les risques d’anomalies congénitales.

newmicroscopyLa recherche a été publiée récemment dans la revue américaine Fertility and Sterility.

Depuis une trentaine d'années, la médecine tente de venir en aide aux nombreux couples touchés par les troubles de la fertilité au moyen d’un ensemble de techniques dites "d’assistance médicale à la procréation" (AMP). Cependant leur coût, à la fois physique, émotionnel et financier, reste élevé en regard de leurs chances de succès relativement faible.

Une nouvelle technologie de microscopie innovante développée à l'Université de Tel-Aviv promet de faire évoluer cette situation en permettant aux médecins d'effectuer une analyse clinique du sperme rapide et efficace permettant d'évaluer sa qualité sans utiliser la coloration par fluorescence, qui affecte la viabilité des spermatozoïdes.

"Il existe aujourd'hui deux méthodes principales d’assistance médicale à la procréation" explique le Dr. Shaked, "la fécondation in vitro (FIV) et l'injection intra cytoplasmique de spermatozoïdes (ICSI). Dans le premier cas, la femme suit des traitements médicamenteux pour stimuler ses ovaires afin de leur faire produire simultanément plusieurs ovocytes, qui sont fécondés dans une boîte de Pétri par des spermatozoïdes, puis implantés dans l'utérus. Dans la deuxième méthode un spermatozoïde unique est injecté dans un ovule mature, transféré ensuite dans l'utérus. la technologie que nous avons développé est applicable aux deux méthodes, mais est particulièrement utile dans le cas de la seconde".

Une boite noire pour améliorer l'image

Le problème est que lorsqu'on les observe selon des techniques de microscopie standard, les spermatozoïdes apparaissent comme presque transparents, se confondant avec leur environnement. Or le procédé de coloration par fluorescence, généralement utilisé pour obtenir des images contrastées est inapplicable dans ce cas, car il peut affecter la viabilité des cellules de spermes, risquant d’endommager le futur fœtus. Le défi est donc d'identifier les "candidats" spermatozoïdes les plus fertiles et d'évaluer leur viabilité sans utiliser de coloration.

NatanTShaked«Jusqu'à présent, les cliniciens choisissaient le « meilleur » spermatozoïde selon sa vitesse, mais celle-ci n’est pas nécessairement un indicateur de la qualité de l'ADN » explique le Dr. Shaked. « Certains des « meilleurs candidats spermatozoïdes » peuvent être lents voire même immobiles. Si nous pouvons mieux déterminer la structure et la composition complète du sperme, le taux de succès des traitements de fécondation assisté sera plus élevé et les risques d’anomalies congénitales diminueront. Dans les cas où la coloration de l'échantillon est impossible, comme dans celui de la fécondation in vitro et l'ICSI, notre dispositif fournit une nouvelle direction prometteuse ».

Son nouvel appareil, une «boîte noire» attaché à un microscope existant, est plus petit, rentable et plus facile à utiliser que les méthodes conventionnelles d'imagerie interférométriques. Il est relié à un nouveau logiciel automatisé qui cartographie l'épaisseur de l'échantillon et d'autres paramètres physiques pour évaluer la viabilité du sperme en temps réel et, à un coût de seulement 1000 $, et peut être utilisé dans tout cabinet médical déjà équipé d'un microscope classique.

Selon les chercheurs, ce nouveau procédé d'imagerie, qui exploite des méthodes d'imagerie de phase pour enregistrer le passage de la lumière à travers un échantillon pour évaluer son épaisseur, permet de quantifier la qualité du sperme utilisé, conduisant ainsi à des traitements plus réussis.

La nouvelle méthode a été développée avec le soutien de Ramot, la société de transfert de technologie de l'Université de Tel-Aviv. L'équipe a récemment fait breveté la technologie et sera prête à démarrer les essais cliniques sur des patients de FIV l'année prochaine en Israël.

 

Cet article a été publié sur Siliconwadi.fr sous le titre: "Infertilité: l'Université de Tel-Aviv à la pointe"

La robotique du futur d'après les chercheurs de l'Université de Tel-Aviv

A l'occasion de la sortie sur les écrans du septième film de la série Star Wars, dont les robots sont devenus des héros culturels, trois spécialistes de l'Université de Tel-Aviv expliquent comment l'avenir de la robotique va nous affecter nous, les humains.

starwars2Il y a près de 40 ans, apparaissaient pour la première fois sur les écrans de cinéma les films de la série "Star Wars" (anciennement "La guerre des étoiles"), un des plus grands succès cinématographique de l'histoire, dont l'action se déroule « il y a bien longtemps dans galaxie lointaine», dans laquelle humains, extra-terrestres et robots se livrent à une lutte entre les «bons» et les «méchants».

Les robots de Star Wars communiquent, possèdent une personnalité, prennent des décisions et ont même des sentiments qu'ils expriment. BB-8, notamment, la dernière- née, n'est pas une "marionnette" activée par un acteur mais bien un véritable robot, construit pour les besoins du film, qui vole presque la vedette aux comédiens humains. De tels robots dotés d'une personnalité, d'émotions et de capacités de réflexion pourront-ils dans un avenir proche devenir une réalité sur notre planète ?

Quand les robots auront des sentiments

Dans le Laboratoire d'Etudes sur la Curiosité du Dr. Goren Gordon à l'Université de Tel-Aviv, on met au point une nouvelle génération de robots curieux qui apprennent tout seuls comment se comporter, grâce à un modèle mathématique construit sur la compréhension du cerveau humain. "Il y a d'énormes progrès dans le domaine de la communication, comme la reconnaissance vocale et l'analyse du langage naturel, qui a déjà atteint un niveau très élevé. Il y a des exemples de robots qui utilisent déjà ces possibilités comme le merveilleux JIBO, sorte d'"assistant personnel" qui sait comprendre et répondre dans un langage courant, identifier ses opérateurs et la relation entre eux et apprendre comment répondre à leurs besoins. Mais nous devons nous rappeler que dans la communication humaine il existe de nombreux composants non verbaux, comme un changement de ton et de posture. Malgré les grands progrès, le chemin vers des robots qui comprennent un discours complexe, communiquent et ressentent est encore long ".

starwars3Qu'en est-il des sentiments? La raison qui fait que des millions de personnes aiment les robots de Star Wars est qu'ils sont heureux, enthousiastes ou vexés comme des personnages humains. Selon le Dr. Gordon, "il existe déjà des robots qui montrent leurs sentiments en adoptant différentes expressions, et apprennent même quels sont celles qui obtiennent des réactions des personnes qui communiquent avec eux. Par exemple, nous avons construit un robot dont le but était d'établir une interaction la plus longue possible avec des personnes, grâce à des expressions faciales imitant les expressions humaines. Le robot a découvert tout seul, sans être programmé pour cela, que les gens restaient près de lui le plus longtemps quand il pleurait ou faisait un visage triste. En fait c'est ainsi que les bébés apprennent que lorsqu'ils pleurent les adultes les prennent dans leurs bras et s'occupent d'eux, et qu'ils sont donc récompensés de cette forme de communication".

Des humains modèles

Mais pourquoi nous obstinons-nous à produire des machines à notre image ? Pour le Dr. Carmel Weissman, chercheuse en culture numérique dans le cadre du  programme multidisciplinaire de  Sciences humaines, les attentes élevées que notre société projette sur les robots qui devraient travailler, soigner et être des compagnons meilleurs encore que leur modèle humain, proviennent probablement de nos sentiments complexes envers les êtres humains qui nous entourent. "Les machines sont prévisibles, gérables et vous pouvez les désactiver si elles vous défient, ce qui est évidemment difficile avec les gens. La technologie favorise en nous l'obsession du contrôle et nous en propose de nombreuses options. Les relations avec les robots peuvent nous permettre de vivre les sentiments qui existent dans la relation avec l'autre, mais sans la responsabilité ni la vulnérabilité qu'elle implique".

star-wars4Pour elle, l'interaction humaine avec des robots, même dans les variations relativement peu développées qui existent aujourd'hui, est l'occasion justement de nous comprendre un peu mieux nous-même et la façon dont nous fonctionnons. "Paradoxalement, ce sont justement les tâches que nous considérons comme simples et automatiques, comme plier la lessive ou lever un verre, qui se sont avérées très difficiles à enseigner à un robot car elles exigent le fonctionnement simultané de plusieurs sens. Nous ne savions pas combien elles étaient complexes jusqu'à ce que nous ayons tenté de les enseigner à des robots. Et étonnamment, justement dans les domaines pour lesquels que  nous pensions l'interaction humaine essentielle, comme les soins et le soutien affectif, les robots ont un succès surprenant, tout simplement par le fait qu'ils effectuent les gestes d'une personne qui écoute ".

"Je considère la robotique comme un reflet de l'état de la société humaine. Les développements dans ce domaine indiquent nos besoins, nos faiblesses et nos points forts. Si nous sommes très loin de la création d'une conscience robotique indépendante, c'est simplement parce que l'on n'a aucune idée de ce qu'est la conscience. En attendant, les robots s'amusent devant nous sur les écrans de Hollywood".

Nous vivrons parmi les robots

Le Prof. Matti Mintz, de l'Ecole de Psychologie et de l'École des neurosciences, nous présente, lui, une réalité futuriste dans laquelle nous vivrons parmi les robots, et où les frontières entre nous et eux seront floues. "Dans un projet auquel j'ai participé avec un groupe de chercheurs de l'ETH-Zurich, nous avons créé un espace interactif qui est en fait un robot qui communique, observe et réagit aux gens qui sont à l'intérieur. ADA, c'est le nom du robot, a été présenté à l'exposition nationale suisse de 2002 (voir la vidéo).

ProfMintzADA a pu communiquer, observer et créer différentes interactions avec les personnes à l'intérieur. Il a su traiter différemment les visiteurs qui ont exprimé une plus grande volonté de communiquer avec lui et se sont comportés vis-à-vis de lui d'une manière positive. Ceux-ci ont été  invités à jouer à des jeux divers et ont également eu droit à une salutation personnelle quand ils ont quitté le bâtiment. Il est intéressant de noter que les visiteurs ont  communiqué avec ADA tout naturellement, et qu'il ne leur a pas semblé trop étrange de «parler» à la pièce dans laquelle ils se trouvaient. La raison en est probablement que c'est tout simplement la seule méthode de communication que nous connaissons ".

"Je pense que dans le futur il n'y aura pas deux populations distinctes, humaine et robotique, vivant côte à côte, mais une seule population dans laquelle chaque individu présentera une composition spécifique d'organes humains et d'éléments synthétiques. Déjà aujourd'hui de nombreuses personnes possèdent des stimulateurs cardiaques, des implants dans le cerveau (pour les malades du Parkinson) ou des implants sensoriels qui aident les aveugles, par exemple. Dans un avenir plus lointain, des implants cérébraux qui permettront d'accroître la capacité de notre mémoire ou même notre créativité ne sont pas inconcevables "

L'avenir décrit par les chercheurs de l'UTA est encore lointain, et nombreuses sont les questions technologiques et éthiques qui devront être résolues avant. En attendant, les robots et nos interactions avec eux nous permettent d'apprendre beaucoup de choses nouvelles sur nous-mêmes.

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