Journal de Saclay n°21 - CEA Saclay

JUILLET 2003 > N°21
Centre CEA de Saclay
LE JOURNAL
DOSSIER
LES ANTENNES DU CENTRE CEA DE SACLAY
L’apprentissage du langage
chez les nourrissons
▲
Bionexis développe une molécule
pour détecter les cellules suicidaires

Éditorial
2
Éditeur
CEA (Commissariat
à l’énergie atomique)
Centre de Saclay
91191 Gif-sur-Yvette Cedex
Directeur
Jean-Pierre Pervès
Directeur de la publication
Yves Bourlat
Rédacteur en chef
Christophe Perrin
Rédactrice en chef adjointe
Sophie Astorg
Ont également participé
à ce numéro
Louisa Barré,
Edgardo D. Carosella,
Philippe Elias,
Gérard Frelat,
Nathalie Manaud,
Jean-Luc Martinot,
Irène Rio,
Nathalie Tzourio-Mazoyer.
Iconographie
Chantal Fuseau
Photos de couverture
Haut / gauche :
Expérience de biologie au Service
de recherche en hémato-immunologie
à l’hôpital Saint-Louis, à Paris
Bas / gauche :
Soudure laser au CLFA
( Coopération laser
franco-allemande), à Arcueil
LES « ANTENNES » DU CENTRE CEA DE SACLAY :
UN TOUR DE FRANCE EN 15 ÉTAPES
Conception graphique
Mazarine
2, square Villaret de Joyeuse
75017 Paris
Tél. : 01 58 05 49 25
Crédits photos
Sophie ASTORG
CEA
CEA/CNRS/INSERM
CEA / Cyceron
J. M. MIROUX / GANIL
CEA-GONIN
CEA-L.MEDARD
CNES / NASDA
M. DEPARDIEU © INSERM
C.DUPONT/CEA
Cyril FRÉSILLON /
Collège de France
Guillaume FUSAI
© INRA-Bertrand NICOLAS
UMR 6095 CNRS CEA
Université de Caen et Paris 5
Commission paritaire
N° ISSN 1276-2776
Centre CEA de Saclay
Droits de reproduction,
texte et illustrations
réservés pour tous pays
Haut / droit :
Imagerie cérébrale : rendu
tridimensionnel à partir d’images
IRM du cortex moteur et
des structures centrales ainsi que
des connexions qui les relient
Bas / droit :
Examen de viabilité
cardiaque par tomographie par
émission de positons au Service
hospitalier Frédéric Joliot, à Orsay
Sommaire n° 21
Éditorial. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . page 2
Dossier : les « antennes » du centre CEA de Saclay
Sciences du vivant . . . . . . . . . . . . . page 4
Enseignement. . . . . . . . . . . . . . . . page 13
Recherche technologique . . . . . . page 14
Energie nucléaire . . . . . . . . . . . . . page 15
L’apprentissage du langage
chez les nourrissons . . . . . . . . . . . . . . page 17
Du laboratoire à l’entreprise :
Bionexis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . page 18
Le saviez-vous ?
Le centre CEA
de Saclay a un don
bien méconnu,
celui d’ubiquité. Je
ne parle pas, bien
sûr, des deux sites
1
localisés sur le
plateau de Saclay, à savoir le site
principal (à cheval sur Saclay,
Saint-Aubin et Villiers-le-Bâcle) et
Cherbourg
Caen
Modane
Meyrin
Les « antennes » du centre CEA de Saclay
sont situées à : Arcueil (CLFA : Coopération
laser franco-allemande) ; Caen (GANIL :
Grand accélérateur national d’ions lourds,
CIRIL : Centre interdisciplinaire de recherche
ions laser, GIN : Groupe d’imagerie neurofonctionnelle
et GDM-TEP : Groupe de développements
méthodologiques pour la tomographie
par émission de positons, appartenant
tous les deux au centre Cyceron :
Centre d’imagerie cérébrale et de recherche
en neurosciences) ; Cherbourg (INSTN :
Institut national des sciences et techniques
nucléaires) ; Fontenay-aux-Roses (SAFAR :
celui de l’Orme des Merisiers,
mais de bien d’autres implantations
géographiques dont le centre
CEA et les unités de Saclay sont
responsables : ce sont ces « antennes
» du centre CEA de Saclay,
constituées d’équipes et de
moyens remarquables par leur
diversité, souvent en partenariat
avec d’autres organismes, qui font
l’objet de ce dossier.
Une culture de la mixité
Cette mission d’ensemencement de la
physique, de la biologie et de la médecine
a naturellement pris corps avec la
création d’unités communes avec
d’autres organismes de recherche nationaux,
hébergées le plus souvent par le
CEA, mais aussi quelquefois par l’organisme
partenaire, ou encore dans des
structures plus autonomes. La «mixité»
de ces unités montre bien l’interpénétration
et l’alliance des disciplines.
Des équipements partagés
Simultanément, la nécessité de mutualiser
les moyens expérimentaux en
physique fondamentale, pour poursuivre
les recherches au meilleur niveau, a
imposé de véritables partenariats.
Service d’assainissement de Fontenay-aux-
Roses) ; Gif-sur-Yvette (LSCE : Laboratoire
des sciences du climat et de l’environnement)
; Jouy-en-Josas (LREG : Laboratoire de
radiobiologie et d’étude du génome) ;
Meyrin (antenne CEA au CERN : Centre
européen pour la recherche nucléaire) ;
Modane (LSM : Laboratoire souterrain de
Modane) ; Orsay (LURE : Laboratoire pour
l’utilisation du rayonnement électromagnétique,
SHFJ : Service hospitalier Frédéric
Joliot) ; Palaiseau (LSI : Laboratoire des solides
irradiés) ; Paris (SRHI : Service de recherche
en hémato-immunologie).

La création du CERN, en 1954, près de
Genève, en est l’illustration emblématique
à l’échelle européenne.
Aujourd’hui encore, il constitue le plus
grand laboratoire de recherche en
physique des particules au monde. Sur
place, une équipe permanente du CEA
prête main forte aux physiciens de
Saclay de passage pour leurs expériences.
Autre exemple : à Caen, le Grand
accélérateur national d’ions lourds
(GANIL) est une installation d’envergure
dédiée à la physique nucléaire, financée
à parité par le CNRS et le CEA.
Le GANIL «cristallise» autour de lui
plusieurs laboratoires mixtes, tous
rattachés, comme lui, au centre CEA de
Saclay. Dans ces grands équipements
partagés s’est développée une culture
de l’accueil pour des scientifiques de
toutes nationalités.
Des localisations propices
Si ces unités « excentrées » se sont
fréquemment agrégées à des installations
préexistantes, certaines doivent
leur implantation géographique à une
forte implication des collectivités locales
- c’est le cas du GANIL - ou encore
à un site d’exception comme le tunnel
du Fréjus pour le Laboratoire souterrain
de Modane. Les 1 800 mètres de
roches surmontant le tunnel permettent
en effet d’isoler les expériences
des rayonnements cosmiques parasites
et de bénéficier d’excellentes
conditions de mesure.
Le CEA a aussi su fertiliser ses recherches
en rejoignant d’autres terres,
bénéficiant ainsi d’infrastructures et de
technologies, de sujets d’étude qu’il n’a
pas lui-même.
On peut citer, par exemple, notre
présence à l’INRA, à Jouy-en-Josas et
les services hospitaliers implantés à
Orsay et à l’hôpital Saint-Louis, à Paris.
Des liens étroits
Certains laboratoires appelés
«Laboratoires de recherche correspondants»
ont, avec le CEA, une relation
privilégiée qui remonte parfois à leur
création. C’est le cas notamment du
Laboratoire Jean-Maetz de
Villefranche-sur-mer. Ces laboratoires
accueillent quelquefois des salariés de
Saclay et il arrive que leurs programmes
de recherche soient définis en
concertation avec des unités de Saclay.
Ils n’ont cependant pas de lien statutaire
avec le centre CEA de Saclay et ne
seront donc pas présentés ici.
De la même façon, nous avons exclu
les organismes accueillant à titre individuel
des personnels détachés, comme
l’ANVAR 1 ou l’AIEA 2 et les grands équipements
américains, en physique des
particules notamment, qui accueillent
régulièrement des chercheurs de
Saclay et leurs expériences.
Ce numéro du journal de Saclay
présente les laboratoires extérieurs qui
dépendent des Directions des sciences
du vivant, de la recherche technologique,
de l’énergie nucléaire et de l’Institut
national des sciences et techniques
nucléaires. La seconde partie de ce
dossier, dans le prochain numéro du
journal, présentera les laboratoires qui
dépendent de la Direction des sciences
de la matière.
Il n’est évidemment pas possible de
présenter toutes les recherches menées
dans ces antennes, mais nous espérons
que les quelques exemples choisis
vous donneront l’envie d’en savoir plus.
Bon voyage !
Jean-Pierre Pervès
Directeur du centre CEA de Saclay
1
ANVAR : Agence nationale pour la valorisation
des actions de recherche
2
AIEA : Agence internationale de l’énergie
atomique
S'emmêler les crayons
Allons-nous plus vite que la musique (techno, bien
sûr) en mettant dans les réacteurs d'aujourd'hui un
des combustibles auxquels nous pourrions rêver
pour demain ? En effet, une erreur s'est glissée dans
la légende de la photo de la page 13 de notre
dossier spécial intitulé "Quelles énergies pour
demain?" : non, dans les centrales nucléaires, les
crayons de combustible ne sont pas constitués d'un
empilement de pastilles d'uranium métallique, mais
de pastilles d'oxyde d'uranium, entourées d'une
gaine en alliage de zirconium. C'est ce qu'un journal
satirique intitulerait s’emmêler les crayons!
1 Jean-Pierre Pervès
Le prochain numéro du «Journal du centre CEA de
Saclay» permettra d’achever notre «tour de France»
(photo : le GANIL, à Caen)
3

Sciences du vivant
Dans ce domaine, le premier axe de recherche du CEA concerne l’étude des effets des rayonnements
ionisants sur la matière vivante. Le second axe de recherche porte sur l’application de technologies
issues du nucléaire (développement de techniques de marquage et de nouveaux marqueurs) et sur
leurs utilisations en imagerie médicale, biologie structurale et ingénierie des protéines.
Orsay : Service hospitalier Frédéric Joliot
Caen : Centre d’imagerie cérébrale et de recherches
en neurosciences
Plusieurs équipes du CEA, au Service hospitalier
Frédéric Joliot à Orsay et au Centre d’imagerie cérébrale
et de recherches en neurosciences (Cyceron 1 ) à
Caen exploitent des systèmes d’imagerie médicale,
basés sur les propriétés de l’atome, pour explorer le
fonctionnement du corps humain et imaginer des
voies diagnostiques et thérapeutiques nouvelles.
La tomographie par émission de positons 2 (TEP) et
1
Cyceron : Centre d'Imagerie Cérébrale Et de Recherche en neurOscieNces
2
Les mots qui figurent en orange dans le texte sont expliqués page 9.
ORSAY
DES IMAGES POUR GUÉRIR
Le Service hospitalier Frédéric Joliot (SHFJ) se consacre
à la recherche médicale en utilisant les techniques
d’imagerie médicale les plus performantes.
> CARTE D’IDENTITÉ
l’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle
(IRMf) sont les deux techniques-phares pour l’étude
d’organes comme le cerveau ou le cœur. En plein
essor, ces techniques consistent à suivre «à la trace»
des molécules biologiques pour comprendre le fonctionnement
d’un organe. La variété de ces molécules
offre un champ d’expériences très ouvert pour la
recherche médicale.
NOM :
Service hospitalier Frédéric Joliot (SHFJ)
DIRECTEUR : André Syrota
COLLABORATIONS : INSERM 1 , CNRS 2 , Universités Pierre et
Marie Curie, Denis Diderot, Paris-Sud,
François Rabelais (Tours), Assistance
Publique - Hôpitaux de Paris, collaborations
internationales etc…
SIGNES PARTICULIERS : Composé de trois unités de recherche
CEA, une unité mixte CEA-CNRS, une
unité mixte CEA-INSERM et de deux
équipes CEA-INSERM
LOCALISATION : Centre hospitalier d’Orsay (91)
NÉ EN: 1958
EFFECTIF TOTAL : 150
1
Institut national de la santé et de la recherche médicale
2
Centre national de la recherche scientifique
1
4

Un plateau d’imagerie fonctionnelle
unique en Europe
Le SHFJ est la seule unité de recherche en Europe à regrouper
les différentes méthodes d’exploration fonctionnelle et
atraumatique chez l’homme (gammatomographie, TEP,
IRMf…), tout en disposant de laboratoires de recherche
fondamentale et d’une unité clinique en médecine nucléaire.
Des méthodologies d’imagerie
Les chercheurs y développent des «méthodologies d’imagerie»
pour les techniques de tomographie par émission
de simples photons (ou gammatomographie), TEP et
IRMf. Certaines d’entre elles nécessitent le recours à des
radio-isotopes qui sont ensuite incorporés à des molécules
biologiques grâce à des techniques de radiochimie.
Des travaux ont également mis en évidence, par IRMf, des
régions cérébrales sollicitées au cours de tâches d’apprentissage
inconscientes comme la perception d’images
subliminales.
Recherche fondamentale
L’imagerie médicale fonctionnelle permet d’appréhender la
complexité des processus neurodégénératifs à l’échelle
cellulaire (mort cellulaire, dysfonctionnements neuronaux…),
qui jouent un rôle prépondérant dans certaines
pathologies telles les maladies de Parkinson ou de
Huntington.
En cardiologie, la compréhension des mécanismes des
pathologies du myocarde permettra d’affiner les pronostics
et de proposer de nouveaux traitements.
Dossier
> les antennes du centre CEA de Saclay
Des images du cerveau
La fusion d’informations obtenues par différentes méthodologies
d’imagerie contribue à la transcription sous
forme de cartographies des grandes fonctions cérébrales.
L’objectif est d’identifier les réseaux neuronaux impliqués
dans le langage, le calcul et la conscience dans leur
dimension spatio-temporelle.
Zoom
L’IMAGERIE CÉRÉBRALE EN PSYCHIATRIE
Parmi les recherches menées au SHFJ, signalons que, depuis 1986, des chercheurs
psychiatres s’attachent à mettre en relation une maladie mentale et
certaines anomalies anatomiques, métaboliques ou neurochimiques du
cerveau.
Autisme
L’imagerie cérébrale révèle que le cerveau d’enfants autistes présente des
anomalies morphologiques impossibles à expliquer par des facteurs psychologiques,
dans des régions clefs pour l’établissement de rapports sociaux.
Schizophrénie
On observe des dysfonctionnements dans certaines régions du cerveau qui
se développent au cours de l’adolescence. La maturation cérébrale des
patients est alors spécifiquement prise en compte puisque ces affections
débutent chez l’enfant et le jeune.
Psychopharmacologie
Les psychiatres cherchent à optimiser les traitements médicamenteux à la
lumière des informations fournies par la TEP. Par exemple, le dosage permet
d’ajuster la cible du médicament : une forte dose pénètre plus en profondeur
à l’intérieur du cerveau. Une stratégie individualisée de traitement peut alors
être envisagée. Mieux encore : les régions
cérébrales déficientes pourraient être ciblées
encore plus précisément et traitées par stimulation
magnétique locale. Cette nouvelle
approche thérapeutique est en cours d’évaluation
pour les états dépressifs et les hallucinations
résistant aux traitements usuels,
fréquentes chez les schizophrènes.
Contact : martinot@shfj.cea.fr
2
3
1
2
3
Tomographie par émissions de positons au Service hospitalier
Frédéric Joliot
Dépression mélancolique : les images TEP et IRM sont ici
superposées, fusionnant données fonctionnelles (ici, l’activité
énergétique locale du cerveau) et informations anatomiques.
Des zones d’hypoactivité sont relevées individuellement.
Le nouveau cyclotron du SHFJ est placé dans une casemate
enterrée et étanche dont les parois sont en béton de haute
densité et d’épaisseur minimale de 1,20 mètre.
5

Sciences du vivant
De multiples applications cliniques
Que donne à «voir» l’imagerie fonctionnelle ? Comment
ces informations peuvent-elles être ensuite utilisées pour
lutter contre les maladies ?
Voir quoi ? Pour quoi faire ?
De nouvelles molécules élaborées par les radiochimistes Développer de nouveaux traceurs pour l‘étude (diagnostic et
traitement) des maladies neurodégénératives et du cancer
Des tumeurs et métastases cancéreuses
Diagnostiquer, guider le geste du chirurgien, suivre l’efficacité
d’une chimiothérapie ou d’une radiothérapie
Les zones du muscle cardiaque lésées,
Réaliser une autogreffe de cellules musculaires et évaluer de
siège d’une insuffisance cardiaque
nouveaux traitements
Le champ d’action des médicaments
Développer ou évaluer l’efficacité de médicaments pour des
maladies neurologiques (épilepsie, maladies d’Alzheimer
et de Parkinson), cardiaques et psychiatriques
Les substances participant aux échanges
Comprendre, diagnostiquer et évaluer des nouveaux traitements
entre neurones (neurotransmetteurs)
notamment contre les maladies neuro-dégénératives comme
la maladie de Parkinson, greffer des neurones fœtaux contre
la chorée de Huntington («danse de St-Guy») et contre
la maladie de Parkinson
Les zones cérébrales actives pour une tâche donnée
Mieux comprendre le fonctionnement cérébral, guider le geste
du chirurgien au cours de l’ablation d’une tumeur cérébrale ou
d’un foyer épileptique pour éviter de provoquer une paralysie,
améliorer la récupération de patients hémiplégiques par une
rééducation adaptée
L’activité des gènes
Ouvrir la voie à une thérapie génique pour la maladie de
Parkinson ou le cancer
2
Min.
Max.
1
1
2
Les positons émis par le traceur radioactif injecté au patient sont enregistrés
par le détecteur en anneau de la caméra TEP, ce qui permet, après analyse
informatique, de reconstituer une image tridimensionnelle de l’organe à
étudier. Cette technique est utilisée pour pratiquer des examens neurologiques,
cardiaques et oncologiques (cancérologie). L’acquisition des images
peut durer de 30 minutes en cardiologie à plus d’une heure, lorsque le corps
entier est examiné pour la recherche de métastases cancéreuses, par exemple.
Maladie de Huntington : deux ans après une greffe de neurones fœtaux, les
fonctions intellectuelles et motrices du patient, correspondant à la région
opérée (flèche blanche), sont restaurées.
6

CAEN
Le Centre d’imagerie cérébrale et de recherches en
neurosciences (Cyceron) est une plate-forme technologique
qui, à l’origine, a développé ses activités à
partir d’équipements de TEP. Il compte au total 190
personnes, au sein de 4 groupes de recherche, dont
deux constituent des unités mixtes du CEA : le
Groupe d’imagerie neuro-fonctionnelle (GIN), spécialisé
dans les neurosciences, et le Groupe de développements
méthodologiques pour la tomographie par
émission de positons (GDM-TEP), qui étudie de
nouveaux traceurs pour la TEP. Le rattachement
d’équipes CEA à un centre de cette envergure offre la
possibilité de mutualiser les moyens d’imagerie et de
développer des collaborations diversifiées.
Observer l’état de conscience pure, l’esprit étant au repos,
n’est pas aussi facile qu’il y paraît : cet état peut être
«pollué» par la tâche effectuée juste avant. Pour s’affranchir
de cet écueil, il est nécessaire de tester un grand
nombre de personnes et de varier le protocole de test. Le
résultat obtenu (voir photo ci-dessous) conforte les théories
matérialistes de l’esprit puisque la conscience apparaît
comme une activité cérébrale particulière et non,
comme les héritiers de la pensée de Descartes le soutiennent,
une fonction détachée de tout substrat matériel.
Dossier
> les antennes du centre CEA de Saclay
> CARTE D’IDENTITÉ
NOM :
Groupe d’imagerie neuro-fonctionnelle
(GIN)
DIRECTEUR : Bernard Mazoyer
STATUT :
Unité mixte de recherche
PARTENAIRES : CEA, CNRS, Université de Caen,
Université René Descartes à Paris
LOCALISATION : Centre d’imagerie cérébrale et de recherches
en neurosciences à Caen (14)
NÉ EN: 2000
EFFECTIF TOTAL : 54
Apprendre à connaître
Issus du SHFJ, les chercheurs du GIN sont à l’origine des
travaux liant imagerie cérébrale et «cognition». Ce dernier
terme recouvre l’ensemble des processus d’acquisition
des connaissances, les plus étudiés étant l’attention visuospatiale,
l’imagerie mentale, le langage et le raisonnement.
Un exemple parmi d’autres des thèmes abordés par le
GIN : la conscience.
1
2
Cartographier nos activités mentales ?
Les travaux du GIN montrent que le cerveau fonctionne
comme un réseau dynamique, «câblé» ou interconnecté
avec de très nombreux va-et-vient.
A terme, la fusion des données issues des diverses techniques
d’imagerie fonctionnelle pourrait conduire à dresser
de véritables cartes cérébrales spatio-temporelles de
nos activités mentales ! Ces avancées renouvellent l’approche
du développement et du vieillissement cérébral, de
même qu’elles ouvrent des perspectives de traitement des
dysfonctionnements cognitifs.
1
Visualisation d’un cerveau en trois dimensions.
2 L’état de repos conscient active un réseau neuronal
(en rouge) : l’observation réalisée par TEP est superposée
à une vue tridimensionnelle du cerveau acquise par IRM.
Zoom
Logique et arithmétique : quelle stratégie le cerveau choisit-il ?
Selon des résultats obtenus très récemment par le GIN, le cerveau adulte choisit
les zones spécialisées dans le langage pour résoudre un problème de
logique alors que pour l’arithmétique, il préfère les régions liées à la vision et
au repérage spatial. Il est intéressant de noter que les situations d’erreur
logique correspondent au «mauvais» choix, celui de la région visuo-spatiale !
Ce résultat est cohérent avec des études comportementales montrant que les
singes comme les bébés de moins de deux ans sont capables d’une perception
arithmétique, et ce, avant l’apparition du langage, époque de l’évolution ou du
développement où dominent les formes visuelles et spatiales de l’intelligence.
Comment la mutation entre l’intelligence archaïque du bébé et celle de
l’adulte s’opère-t-elle ? De quelle manière entraîner le cerveau à effectuer le
«bon choix» ? Autant de questions fascinantes auxquelles le GIN s’efforce
d’apporter des réponses, qui pourraient féconder les sciences de 7l’éducation…
Contact : tzourio@cyceron.fr

Sciences du vivant
> CARTE D’IDENTITÉ
NOM :
Groupe de développements méthodologiques
pour la tomographie par
émission de positons (GDM-TEP)
DIRECTRICE : Louisa Barré
STATUT :
Unité mixte de recherche
PARTENAIRES : CEA, Université de Caen, CNRS
LOCALISATION : Centre d’imagerie cérébrale et de recherches
en neurosciences à Caen (14)
NÉ EN: 2000
EFFECTIF TOTAL : 16
De nouvelles utilisations de la TEP
A la croisée de la chimie et de la biologie, le GDM-TEP
développe de nouveaux traceurs pour la TEP et valide leur
utilisation grâce à des expérimentations sur le petit animal.
L’acquisition de nouveaux équipements par le Centre
d’imagerie cérébrale et de recherches en neurosciences
permet aujourd’hui au GDM-TEP de produire des traceurs
selon les normes pharmaceutiques. En particulier, l’accélérateur
du centre, qui est utilisé pour produire les
«marqueurs» radioactifs, a été remplacé l’an dernier par
un cyclotron de nouvelle génération.
2
De nouvelles molécules
pour la recherche clinique
Le GDM-TEP cherche à développer de nouvelles stratégies
de marquage facilitant l’incorporation des radioéléments
dans des structures chimiques complexes, notamment
en vue d’étudier in vivo les systèmes de neurotransmission.
Cette équipe vient de mettre en évidence chez
l’animal que l’association d’un traitement substitutif donné
aux toxicomanes à un psychotrope modifie la densité des
récepteurs impliqués. Une question se pose alors : quels
risques cardio-respiratoires ou d’aggravation de la dépendance
cette consommation multiple entraîne-t-elle ?
Contact : barre@cyceron.fr
1
1
2
Le cyclotron du Cycéron
Fabrication d’un traceur radioactif au SHFJ.
8

GLOSSAIRE
Cyclotron
Accélérateur de particules utilisé notamment
en médecine nucléaire pour produire les
atomes radioactifs des traceurs.
Gammatomographie
Elle consiste à administrer au patient, par
voie intraveineuse, un traceur radioactif, afin
d’observer le fonctionnement d’un organe,
par détection externe du rayonnement émis
par le traceur.
Imagerie par résonance magnétique
fonctionnelle (IRMf)
Ne pas confondre avec l’IRM anatomique
développée dans les années 1980,
aujourd’hui un équipement de diagnostic
courant dans les hôpitaux ! L’IRM classique
utilise les propriétés magnétiques des atomes
d’hydrogène, présents dans l’eau et les graisses
principalement. Les différents tissus sont,
de cette manière, bien différenciés.
L’IRM fonctionnelle peut s’adapter assez facilement
à un appareil d’IRM classique. Mise
au point durant les années 1990, l’IRMf
exploite, quant à elle, les bizarreries de l’hémoglobine,
la molécule du sang chargée de
distribuer l’oxygène dans l’organisme. Cette
molécule doit ses propriétés magnétiques à
l’existence en son sein d’un atome de fer,
propriétés qui changent en présence d’oxygène.
L’IRMf dresse ainsi une carte des variations
d’oxygénation sanguine, en temps réel.
Des variations caractéristiques constituent
une véritable signature de l’activité cérébrale,
qu’il faut ensuite «décoder» pour en extraire
l’information utile.
2
Neurotransmetteur
Substance chimique produite par l’organisme
permettant la transmission d’informations
d’une cellule nerveuse (ou neurone) à l’autre.
Radio-isotope
Les isotopes d’un même élément se distinguent
par la masse de leur noyau et ont les
mêmes propriétés chimiques. Un isotope qui
est radioactif est appelé radio-isotope, celui
qui n’est pas radioactif est dit «stable».
Tomographie par émission
de positons (TEP)
Née dans les années 1970, cette technique
permet d’analyser la répartition dans l’organisme
de molécules associées à des fonctions
biologiques, comme par exemple le
glucose consommé par les cellules.
Ces molécules sont auparavant «marquées»
par un atome radioactif, émetteur de positons,
puis injectées au patient. Dans l’organisme,
les positons émis se recombinent très
rapidement avec un électron de l’organisme.
Cette réaction s’accompagne d’un rayonnement,
qui est localisé par une couronne de
plusieurs milliers de détecteurs disposés
autour du patient.
Cet examen permet, en particulier, de dépister
avec une grande sensibilité les tumeurs et
métastases de certains cancers, dont les
cellules se distinguent des cellules saines par
une surconsommation de glucose.
La TEP est en train de quitter le terrain exclusif
de la recherche pour se mettre au service
de la lutte contre le cancer. Aujourd’hui équipée
d’environ 25 caméras TEP, la France a
entrepris récemment de rattraper son retard
et de disposer d’une soixantaine d’appareils
en 2005.
Dossier
> les antennes du centre CEA de Saclay
Positon
Particule semblable à l’électron à l’exception
de sa charge électrique qui est de signe
contraire (positive).
Traceur radioactif
Il s’agit de lier un atome radioactif à une
molécule choisie en fonction de son aptitude
à «marquer» un paramètre biologique
donné. Le trajet et le lieu de fixation du
traceur peuvent être suivis par détection
externe. Les atomes radioactifs choisis ont
une durée de vie très courte et permettent de
procéder à des examens en toute innocuité.
1
1
2
Examen de viabilité cardiaque au SHFJ.
Gammatomographie au SHFJ.
9

Sciences du vivant
Paris : Service de recherche en hémato-immunologie
DES ESPOIRS POUR LES MALADES
EN ATTENTE DE GREFFE
Spécialiste des mécanismes de rejet des greffes
au sein d’un grand centre anti-cancéreux parisien,
le Service de recherche en hémato-immunologie
a également une autre spécificité : il est
mobilisable en cas d’accident d’irradiation.
> CARTE D’IDENTITÉ
NOM :
Service de recherche en hématoimmunologie
(SRHI)
DIRECTEUR : Edgardo D. Carosella
LOCALISATION : Hôpital Saint-Louis à Paris (75)
NÉ EN: 1989
EFFECTIF TOTAL : 30
Premiers secours aux irradiés
Créé au lendemain de l’accident de Tchernobyl, ce service
est chargé d’une mission d’expertise et d’assistance aux
secours en cas d’accident ou d’attentat avec exposition
radiologique. Aux côtés du SAMU et des pompiers, il
anime une cellule d’urgence sur place pour orienter les
blessés vers les services compétents. Dans cette fonction
de «secouriste nucléaire», le Service d’hémato-immunologie
collabore étroitement avec l’hôpital militaire Percy de
Clamart et l’IRSN 1 .
Pourquoi dans un hôpital
de cancérologie ?
Fondée sur l’étude des mécanismes de rejet des greffes et
en particulier des si difficiles greffes de moelle, l’expertise
du laboratoire hospitalo-universitaire du Pr Edgardo D.
Carosella rejoint la recherche sur le cancer. La greffe de
moelle osseuse, indiquée aussi bien en cas d’irradiation
accidentelle massive que de leucémie, est en effet trop
souvent compromise par une sorte de rejet à l’envers : le
greffon rejette le receveur. Par ailleurs, les irradiations
thérapeutiques contre le cancer peuvent détruire des
tissus qu’il n’est alors possible de régénérer que par une
greffe d’organes. La localisation du SRHI à l’hôpital Saint-
1
Louis, centre anti-cancéreux renommé, est donc extrêmement
enrichissante, favorisant les échanges entre les
recherches fondamentale et clinique.
Une start-up «HLA-G Technologies» a été créée en
1998 pour développer et exploiter des applications
brevetées par le SRHI, notamment la production de la
molécule HLA-G.
10

2
Le saviez-vous?
La grossesse, une greffe étonnante
Tout au long de sa grossesse, la femme enceinte tolère
sans rejet son enfant. Pourtant, le fœtus porte la moitié
de l’identité génétique de son père, ce qui fait de lui un
être différent de sa mère. Après sa naissance, si les tissus
d’un nouveau-né étaient greffés sur sa mère, ils seraient
rejetés. Ce mystère a été résolu en 1992 par l’étude de la
molécule HLA-G, produite par le placenta maternel. Cette
protéine désarme les cellules « tueuses » du système
immunologique maternel.
HLA-G, une molécule anti-rejet
L’embryon, qui peut être considéré comme une
«greffe» 2 un peu particulière, a mis les chercheurs
sur la piste d’une protéine baptisée HLA-G 3 , capable
de neutraliser certaines cellules du système immunitaire.
Le SRHI a montré que, par le même mécanisme,
elle protège les cellules cancéreuses dans de
nombreux cas.
Greffer un foie
pour réussir une greffe de rein
En matière de greffes d’organes, la protéine HLA-G est
une précieuse alliée. Chez certains greffés cardiaques,
sa présence a pu être détectée dans les biopsies de
myocardes transplantés, sur une période assez longue.
A la différence des malades chez qui cette protéine n’a
pas été détectée, ces patients n’ont pas souffert de
rejets chroniques. Dans le cas d’une double greffe
foie / rein, si la présence de HLA-G est observée au
niveau du greffon hépatique, le greffon rénal bénéficie
d’une protection encore plus complète. Le foie, connu
pour être un organe tolérant en terme de compatibilité
de tissus, produit lui-même cette protéine qui permet
donc à une greffe de rein réalisée simultanément d’être
mieux tolérée.
Selon des expériences réalisées récemment sur des souris
recevant des greffes de peau, l’injection de protéine HLA-G
augmente les chances de survie du greffon. Prochaine
étape : l’expérimentation humaine, porteuse d’immenses
espoirs pour les malades en attente de greffes.
1
Institut de radioprotection et de sûreté nucléaire
2
Voir encadré « Une greffe étonnante »
3
HLA-G : Human leucocyte antigen
Contact : carosella@dsvidf.cea.fr
1 Expérience au Service de recherche en hémato-immunologie,
à l’hôpital Saint-Louis à Paris.
Dossier
> les antennes du centre CEA de Saclay
2
Embryon humain.
Ci-dessus : le Professeur Carosella accueille les Ministres Claudie Haigneré
et Jean-François Mattéi au Collège de France, le 8 juillet 2003.
La 3 ème Conférence internationale sur HLA-G, présidée par le
Professeur Edgardo D. Carosella, s’est tenue au Collège de France
à Paris les 7, 8, 9 juillet 2003.
Cette conférence coïncide avec le 50 ème anniversaire de la découverte du
« système HLA » 4 par le Professeur Jean Dausset, pour laquelle il reçoit en
1980 le Prix Nobel de Médecine.
Avec le concours d’admirables volontaires donneurs et receveurs, des greffes
de peau expérimentales conduisent Jean Dausset à établir une corrélation
entre la survie du greffon et le nombre des incompatibilités tissulaires :
c’est la loi qui gouverne la transplantation d’organes chez l’homme.
Au lendemain de l’accident de Tchernobyl, le CEA confie à Jean Dausset la
présidence d’un comité des sages, chargé d’une réflexion sur les greffes tissulaires
en cas d’accident radiologique, ce qui aboutira à la création du SRHI.
Sous le haut patronage de Jacques Chirac, Président de la République, en
présence de Jean-François Mattéi, Ministre de la santé, de la famille et des
personnes handicapées et de Claudie Haigneré, Ministre déléguée à la
recherche et aux nouvelles technologies, un hommage international lui a
été rendu.
4
Le système HLA constitue une carte d’identité des tissus chez l'homme.

Sciences du vivant
Jouy-en-Josas : Laboratoire de radiobiologie et étude
du génome
CANCERS
ET RAYONNEMENTS IONISANTS
Doyen des laboratoires mixtes, le Laboratoire
CEA – INRA 1 de radiobiologie et étude du
génome inscrit ses travaux expérimentaux dans
les axes de recherches stratégiques du CEA et de
l’INRA : effets des rayonnements sur la matière
vivante et génomique des animaux d’élevage. Il
utilise le porc comme modèle.
> CARTE D’IDENTITÉ
NOM :
Laboratoire de radiobiologie et étude
du génome (LREG)
DIRECTEUR : Gérard Frelat
STATUT :
Unité mixte de recherche
PARTENAIRES: CEA, INRA
LOCALISATION : Jouy-en-Josas (78)
NÉ EN: 1962
EFFECTIF TOTAL : 25
Faibles doses : la piste
de la sensibilité « génétique »
individuelle au rayonnement
Les deux versants thématiques – radiobiologie ou effet
des rayonnements (CEA) et génomique porcine (INRA) –
se mêlent étroitement dans la voie de recherche choisie,
depuis 1997, par ce laboratoire. Quels sont les effets de
faibles doses de rayonnement chez les individus porteurs
de gènes de susceptibilité au cancer ? Avec quels gènes
interfèrent-ils pour provoquer l’apparition de tumeurs ?
Ces questions se posent pour l’homme, mais l’étude de
porcs prédisposés à développer spontanément des mélanomes
2 permet d’apporter des réponses pertinentes. Les
gènes de prédisposition au cancer se retrouvent dans
différents types de tumeurs qui peuvent être radio-induites.
Dans le cadre de la radiobiologie du tissu cutané, le
porc est, à la différence de la souris, un excellent modèle
de la peau humaine pour l’étude du mélanome.
1
Un centre de recherches de l’INRA
dédié aux animaux d’élevage
A l’origine, la création du laboratoire a favorisé la diffusion
des techniques de traceurs radioactifs pour l’étude du
métabolisme des grands mammifères d’élevage.
Récemment, l’INRA a chargé le LREG de gérer un
«conservatoire» du génome du porc pour la conservation
de milliers d’échantillons d’ADN congelés, correspondant
chacun à un gène isolé de porc. Une mission en cohérence
avec un grand programme destiné à poursuivre
l’amélioration de la sélection des espèces animales essentielles
pour l’alimentation des hommes, comme la vache,
le porc, le poulet et la truite. Ces ressources génétiques
porcines sont mises à la disposition de chercheurs intéressés
par une fonction biologique donnée (résistances au
rayonnement, aux maladies, reproduction). Elles se
présentent sous forme de puces à ADN, qui se prêtent à
des analyses en parallèle sur plusieurs milliers de gènes.
1
INRA : Institut national de la recherche agronomique
2
mélanome : cancer de la peau
Contact : gerard.frelat@cea.fr
12
1
Un réseau de 57 600 échantillons d’ADN, correspondant chacun à un gène
porcin, est déposé, grâce à des aiguilles motorisées, sur une membrane (carré
blanc). Cette membrane ou «macro-réseau» est l’équivalent, à plus basse
densité, d’une puce à ADN.

Enseignement
L’Institut national des sciences et techniques nucléaires, qui dépend du CEA, et dont l’établissement principal
est à Saclay, a un statut d’établissement d’enseignement supérieur. Outre une prestigieuse formation
en génie atomique, unique en France, il dispense des enseignements de haute spécialisation (DEA 1 ,
DESS 2 , masters) et de nombreuses autres formations initiales et continues. Il compte quatre « antennes »
à Cadarache, Grenoble, Marcoule et Cherbourg, cette dernière étant rattachée au centre CEA de Saclay.
Cherbourg : Institut national des sciences et techniques
nucléaires
UN ANCRAGE LOCAL RENFORCÉ
Dossier
> les antennes du centre CEA de Saclay
> CARTE D’IDENTITÉ
NOM :
Institut national des sciences et techniques
nucléaires (INSTN)
CHEF D’ANTENNE : Thierry Vial
LOCALISATION : Cherbourg (50)
NÉ EN: 1988
EFFECTIF : 5
Plus de 2 000 stagiaires par an
Former les personnels des entreprises participant au
démarrage de l’atelier de retraitement des combustibles
usés UP3 de COGEMA La Hague est la vocation initiale de
l’antenne de l’INSTN. Aujourd’hui, l’antenne accueille
chaque année entre 2000 et 2500 stagiaires pour leur
enseigner la radioprotection et les modalités d’intervention
en milieu nucléaire. En effet, toute personne qui va
travailler pour la première fois en zone contrôlée doit avoir
reçu une formation réglementaire.
Des formations au plus près du terrain
Depuis janvier 2002, l’antenne est implantée dans un bâtiment
flambant neuf. Pour ses sessions d’études ou ses
formations longues destinées à des professionnels de la
radioprotection, elle peut notamment s’appuyer sur les
interventions des spécialistes d’EDF ou de COGEMA et
rester ainsi au plus près des réalités de terrain. Sa collaboration
avec les établissements d’enseignement supérieur,
l’École d’ingénieurs de Cherbourg en particulier, se trouve
par ailleurs renforcée grâce à son ancrage dans le site
universitaire.
Des équipements sans équivalent en
France
Enseignants et stagiaires apprécient la qualité exceptionnelle
des équipements mis à leur disposition. Chaque
salle est la réplique d’une zone d’une centrale ou d’une
usine de retraitement où les stagiaires peuvent s’entraîner
à intervenir en tenue ventilée, gérer l’évacuation de
déchets ou optimiser les gestes d’une intervention en
zone «chaude». D’autres locaux sont aménagés pour la
gestion des sources radioactives et les mesures de
rayonnement en vraie grandeur.
1
Diplôme d’études approfondies
2
Diplôme d’études supérieures spécialisées
Contact : tvial@cea.fr
1
Manipulation en boîte à gants à l’INSTN à Cherbourg.
1
13

Recherche technologique
La Direction de la recherche technologique du CEA a pour ambition de renforcer la puissance industrielle
nationale dans les domaines des technologies innovantes de l’information et des énergies, des
matériaux et des biotechnologies. La priorité est donnée aux transferts des résultats obtenus en laboratoire
vers le monde industriel.
Arcueil : Coopération laser franco-allemande
INDUSTRIEUX LASERS INDUSTRIELS
Le Centre technique d’Arcueil de la DGA 1 abrite la
Coopération laser franco-allemande, une plateforme
technologique des applications du laser au
service des industriels du nucléaire, de l’aéronautique
et de l’automobile, jumelée avec l’établissement
d’Aix-la-Chapelle de l’Institut Fraunhofer.
L’acte de naissance du laboratoire coïncide avec la
deuxième vie d’un puissant laser à gaz de la DGA reconverti,
en 1988, à des applications industrielles. Une unité
mixte DGA-CNRS dédiée à l’étude de l’interaction lasermatière
voit alors le jour. Le laboratoire existe sous sa
forme actuelle depuis 1997, date à laquelle une équipe de
Saclay spécialisée dans le soudage laser déménage à
Arcueil avec ses lasers YAG 3 et CO 24
. Aujourd’hui réformé,
le premier laser CO 2 a cédé la place à un parc diversifié de
> CARTE D’IDENTITÉ
NOM :
Coopération laser franco-allemande
(CLFA)
DIRECTEUR : Philippe Elias
STATUT : Groupement d’intérêt public GERAILP 2
associé à l’Institut Fraunhofer
PARTENAIRES INSTITUTIONNELS :
CEA, DGA, CNRS, Institut Fraunhofer
INDUSTRIELS PARTENAIRES :
Snecma, Renault, EADS, Peugeot,
Areva, Air Liquide, Arcelor, Trumpf,
Roptim’axes, Ares, Quantel
LOCALISATION : Centre technique d’Arcueil à Arcueil (94)
NÉ EN: 1997
EFFECTIF TOTAL : 50
Une soudure rapide et précise
Une des missions du laboratoire est le développement de
sources laser YAG distribuées par fibres optiques à des
postes de travail spécialisés…
Que peut le laser ?
Les lasers s’acquittent de multiples tâches ciblées par des
clients-industriels, d’autant plus exigeants qu’ils financent
les études à parité avec les organismes institutionnels : ils
soudent, découpent, percent, nettoient, consolident, pratiquent
des micro-découpes, soudent ou chauffent des
plastiques, contrôlent la tenue mécanique de certains traitements
de surface…
1
DGA : Délégation générale pour l’armement
2
GERAILP : Groupement d’étude et de recherche pour les applications
industrielles des lasers de puissance
3
Laser YAG : laser à cristal de grenat d'yttrium-aluminium émettant
dans l’infra-rouge proche (à 1,06 µm)
4
Laser CO 2 : laser à gaz (gaz carbonique) émettant dans l’infra-rouge
lointain (à 10,6 µm)
techniques innovantes de soudage par laser, face à la
concurrence des arcs électriques. En Allemagne, les
cordons continus de soudure laser ont déjà supplanté les
quelque 3 000 soudures à la pince électrique nécessaires
à l’assemblage d’une «caisse en blanc» de voiture.
En France, on voit émerger des applications en aéronautique
et pour l’énergie nucléaire.
Un parc diversifié
14
1

Recherche technologique (suite)
Énergie nucléaire
En partenariat avec les industriels du secteur, les chercheurs
optimisent le fonctionnement des réacteurs actuels et élaborent les
nouveaux concepts de réacteurs qui verront le jour à l’horizon 2030.
Fontenay-aux-Roses :
Service d’assainissement
ASSAINIR
ET DÉMANTELER
Dossier
> les antennes du centre CEA de Saclay
Le centre CEA de Fontenay-aux-Roses étant destiné à ne plus
comporter d’installation nucléaire, il s’agit d’assainir et démanteler
celles qui sont arrêtées, ou qui vont l’être.
> CARTE D’IDENTITÉ
2
1
et
2
Soudure laser au CLFA.
NOM :
Service d’assainissement du centre
CEA de Fontenay-aux-Roses (SAFAR)
CHEF DE SERVICE : Laurence Piketty
LOCALISATION : Centre CEA de Fontenay-aux-Roses (92)
NÉ EN: 2001
EFFECTIF TOTAL : 57
Souder ou découper des pièces très épaisses en
un temps record
Le gain de temps apporté par la soudure laser sur des
pièces très épaisses séduit aussi bien les exploitants
nucléaires, qui doivent ouvrir et refermer des conteneurs
de déchets nucléaires très radioactifs, que les
concepteurs du réacteur prototype de fusion ITER 1 .
Disposant d’une puissance de plus de 11 000 watts
continus, le CLFA prépare l’assemblage de l’enceinte à
vide d’ITER et anticipe déjà les procédures de maintenance
par découpe partielle de pièces défectueuses et
soudage de pièces neuves.
1
ITER : International Thermonuclear Experimental
Reactor
Fabriquer rapidement des pièces prototypes
Pour l’aéronautique, le laser solidifie des poudres
métalliques, édifiant couche par couche une pièce de
forme et de composition quelconques. Cette technique
s’applique aussi à la réparation de pièces métalliques
de haute valeur.
Chauffer des plastiques sans danger
La mise en forme de plastiques n’est possible qu’à
haute température, typiquement 150°C. Le chauffage
laser assisté par un pyromètre remplace alors le poste
de travail traditionnel, dangereux en raison de l’utilisation
d’eau chaude sous pression.
Contact : www.clfa.fr
Chef du SAFAR, Laurence Piketty nous présente son service :
Journal de Saclay : Quelle est avant la fin de l’année 2003 et sera
l’activité de votre service ?
assorti d’une enquête d’utilité
LP : Le SAFAR est chargé d’assainir publique, justifiée par la modification
du périmètre des INB.
toutes les Installations nucléaires
«de base» (ou INB) de Fontenayaux-Roses.
Certaines d’entre elles, de Fontenay-aux-Roses devrait être
La «dénucléarisation» du centre CEA
les installations de traitement et accomplie dans les années 2010.
d’entreposage des déchets, sont
encore en exploitation. D’autres
sont entrées dans la phase d’assainissement
avec l’évacuation des
matières et matériels radioactifs.
Pour aller plus loin et s’attaquer aux
structures des bâtiments et aux
cellules blindées, il faut obtenir le
décret de «Mise à l’arrêt définitif»
auprès de l’Autorité de sûreté
nucléaire (ASN) : c’est le démantèlement
proprement dit. Le dossier ad
1
hoc devrait être transmis à l’ASN
1 L’installation de traitement des effluents liquides
radioactifs du centre CEA de Fontenay-aux-Roses,
avant démontage.

Énergie nucléaire
JdS : Pourquoi votre service est-il
rattaché à Saclay ?
LP : En 2001, toutes les INB de Saclay
et Fontenay-aux-Roses, liées aux réacteurs,
au traitement et à l’entreposage
de déchets et à l’assainissement, ont
été regroupées au sein d’un même
département de Saclay, le
Département réacteurs et services
nucléaires. Cette organisation favorise
les échanges et la mise en commun
des retours d’expérience.
JdS : Quelle place laissez-vous à
l’innovation ?
LP : Nous nous apprêtons à tester la
technique de décontamination par laser
mise au point par nos collègues saclaysiens
du Département de physicochimie.
Nous utilisons aussi des modèles
développés à Pierrelatte pour optimiser
l’intervention des opérateurs sur
des équipements irradiants et peu
accessibles.
Quelle est la destination des déchets nucléaires de Fontenay-aux-Roses et
quel est leur conditionnement ?
> Les déchets de faible activité, dits de type A, sont conditionnés dans des caissons de
5 à 10 m 3 pour les pièces de grande taille et dans des fûts de 200 litres pour les autres ;
tous sont acheminés vers le centre de stockage de l’Aube de l’ANDRA 1 , et stockés, après
compactage à la presse des fûts et injection de mortier dans les caissons.
1
ANDRA : Agence nationale pour la gestion des déchets radioactifs
> Les déchets de moyenne et haute activités, dits de type B, dont le contenu en radioéléments
à vie longue dépasse le seuil autorisé pour le centre de stockage de l’Aube, sont
conditionnés en fûts de 100 litres puis compactés au centre CEA de Cadarache dans des
colis de 870 ou 500 litres, suivant leur activité, et sont gardés sur place, dans des entrepôts
ou dans des fosses, en attendant l’ouverture du futur centre de stockage de
l’ANDRA, dans le cadre de la loi de décembre 1991.
> Les effluents liquides sont envoyés pour traitement à Cadarache, pour y être minéralisés
et entreposés, à l’exception des effluents à haute activité qui sont vitrifiés à l’Atelier
de vitrification de Marcoule de COGEMA, et entreposés sur place, dans l’attente d’une
décision qui sera prise dans le cadre de la loi de décembre 1991.
JdS : Considérez-vous votre métier
comme dangereux ?
LP : Non, vraiment pas ! Les éléments
irradiants et contaminés sont pris en
charge là où ils se trouvent, dans des
cellules blindées, où ils sont conditionnés
avec des télémanipulateurs derrière
des verres au plomb, pour être évacués
par la suite. Une fois vides, ces cellules
ne présenteront qu’un faible risque
radiologique, traité dans un second
temps. Exceptionnellement, certaines
opérations très spécifiques peuvent se
révéler plus délicates. Il faut alors préparer
l’intervention pour minimiser sa
durée ou utiliser des moyens téléopérés.
Contact : laurence.piketty@cea.fr
2
2 L’installation de traitement des effluents liquides radioactifs du
centre CEA de Fontenay-aux-Roses, en cours de démontage.
Le prochain numéro du « Journal du centre CEA de Saclay » permettra de
présenter les antennes du centre CEA de Saclay appartenant à la Direction
des sciences de la matière.
16

Actualités
L’APPRENTISSAGE DU LANGAGE
CHEZ LES NOURRISSONS
Véritable miroir du cerveau en
fonctionnement, l’imagerie par
résonance magnétique « fonctionnelle
» dévoile comment le
langage s’imprime dans le cerveau
d’un nourrisson de deux mois.
« Il était une fois… »
Vingt bébés de 2 à 3 mois ont participé à
une expérience exceptionnelle, conduite
en collaboration entre l’hôpital Necker
Enfants-malades, le Service hospitalier
Frédéric Joliot du CEA (voir aussi
page 4), le CNRS et l’INSERM. Allongés
sagement dans l’appareil d’imagerie
cérébrale pendant une quinzaine de
minutes, ils ont écouté des enregistrements
de 20 secondes d’une histoire lue
par une femme, en alternance avec des
silences de la même durée. Ainsi bercés,
certains bébés se sont endormis.
Un cerveau
prêt à l’emploi
Plus précisément, les aires cérébrales
impliquées dans le langage sont localisées
de manière asymétrique, dans
l’hémisphère gauche. On retrouve chez
le nourrisson l’organisation en réseau
du cerveau adulte. Cette observation
plaide en faveur d’une origine génétique
de ce réseau. Singularité riche de sens :
l’écoute de phrases mobilise chez le
nourrisson une région supplémentaire
(frontale), réservée chez l’adulte à des
tâches complexes. Il faut y lire les
efforts d’attention à l’œuvre pour la
construction du langage.
A l’avenir, c’est la genèse d’autres fonctions
cérébrales comme la vision, l’audition
ou la motricité qui pourrait être
explorée…
Contact : dehaene@shfj.cea.fr
Une première en France
C’était la première fois en France que 14 filles et 6
garçons âgés de 2 à 3 mois et en bonne santé ont
été soumis à un examen de ce type. Cette expérience
s’est déroulée dans le respect de la loi
Huriet de 1988, destinée à protéger les personnes
qui se prêtent à des recherches biomédicales. Pour
les mineurs, elle exige le consentement éclairé des
parents. Les chercheurs doivent également prouver
l’innocuité de l’expérience, faire valoir les progrès
décisifs attendus et montrer qu’ils ne peuvent pas
être obtenus par une autre méthode. Pour l’occasion,
des casques anti-bruit adaptés aux nourrissons
ont été conçus et un jeu de miroirs a été
installé pour que les bébés immobilisés durant
quelques minutes puissent contempler un mobile…
Une histoire à l’endroit,
une histoire à l’envers
Trait particulier de l’expérience : la
bande enregistrée est tantôt lue dans le
sens normal, tantôt dans le sens inverse.
La lecture à l’envers dénature le langage
au point que les enfants ne peuvent plus
en reconnaître les sons caractéristiques.
La comparaison des régions cérébrales
activées dans ces deux situations
permet de déceler si certaines de ces
régions sont spécialisées dans la reconnaissance
de la langue maternelle. Les
enfants restés éveillés se sont révélés
sensibles à la mélodie particulière de la
langue bien avant l’âge de pouvoir se
souvenir d’un mot (7 mois).
BRÈVES
> LIVRES
Les tactiques de Chronos, Etienne Klein, éd. Flammarion.
Au-delà de l'espace et du temps, la nouvelle physique, Marc Lachièze-Rey, éd. Le Pommier.
Enfants du ciel, entre vide, lumière, matière, Michel Cassé, Edgar Morin, Ed. Odile Jacob.
La Force, Roland Lehoucq, Marc Lévy, éd. EDP Sciences, collection “Mot à Mot”.
Nucléaire, bienheureuse insécurité, Alain Moreau, éd. L’Harmattan, collection Questions contemporaines.
Des lasers au service des chercheurs européens
Le Département de recherche sur l’état condensé, les atomes
et les molécules (DRECAM) dispose de quatre serveurs laser à
impulsions ultra- brèves de très haute technologie qui ont reçu
le label de «grande infrastructure européenne» le 1 er janvier
2003. Ce statut est une reconnaissance de l’Europe pour la
qualité des infrastructures et des recherches qui y sont menées.
Il permet d’accueillir sur les serveurs du DRECAM des chercheurs
européens qui ne disposent pas d'installations similaires
dans leur pays, après sélection par un comité d’experts
européens. La Communauté européenne prend alors en charge
les frais de mission des chercheurs européens et le coût d’exploitation
de l’installation au prorata du temps d’utilisation.
Contact : padol@drecam.cea.fr

Du laboratoire à l’entreprise
BIONEXIS DÉVELOPPE UNE MOLÉCULE POUR
DÉTECTER LES CELLULES SUICIDAIRES
« Nous avons trouvé une protéine capable de détecter
les cellules en apoptose, c’est-à-dire en cours de mort
auto-programmée » explique Françoise Russo-Marie,
médecin et chercheur à l’INSERM. Cette découverte,
réalisée en 1998 dans le giron du CEA et de l'INSERM,
doit permettre de détecter et de traiter certaines pathologies.
Elle est à l’origine de la création de l’entreprise
Bionexis.
vers la fin des années 90, seront
commercialisés par Bionexis. CEA valorisation
participe au capital de Bionexis.
molécules, après quelques jours de
chimiothérapie globale destinée à baliser
le terrain.
1
L’idée est née de l’observation de
protéines (annexines), capables de
reconnaître la substance qui transpire
des cellules engagées dans ce processus
de mort auto-programmée (apoptose
: voir encadré « le suicide
cellulaire»).
Une molécule issue d’une de ces protéines,
baptisée AFIM, conserve cette
aptitude à repérer les cellules apoptotiques
et à s’y ancrer. Une fois couplée à
un atome radioactif, elle se comporte en
« marqueur » de ces cellules pour
l’imagerie médicale. Elle peut également
porter des molécules thérapeutiques,
susceptibles d’être libérées dans le seul
tissu malade ciblé. L'entreprise créée en
février 2002 par Françoise Russo-Marie,
alors directrice d'unité à l'INSERM, et
Alain Samson, expert en modélisation
des protéines au CEA, compte
aujourd'hui onze personnes. Les brevets
déposés par le CEA et les fondateurs
18
Inflammation et cancer Maladies cardio-vasculaires
Premier objectif visé, les maladies inflammatoires
contre lesquelles les seuls
traitements disponibles induisent de
De nombreuses autres applications
sont d’ores et déjà à l’étude : la prévention
de maladies cardio-vasculaires
redoutables effets secondaires. avec la visualisation de zones à risque
Les médicaments qui seront créés par
Bionexis à partir de leurs molécules ne se
pour la formation de caillots dans le
sang (thrombose) ou la surveillance
fixeront et n’agiront que sur les sites d’un patient après un infarctus.
inflammatoires, riches en cellules apoptotiques.
Le reste de l’organisme sera donc
préservé des effets toxiques indésirables.
Autre cible privilégiée, l’évaluation rapide
de l’efficacité d’une chimiothérapie.
Les patients atteints de cancers, et leurs
médecins, n’auront plus à attendre trois
à douze semaines. Dès soixante-douze
heures après le début du traitement,
il sera désormais possible d’en visualiser
les résultats, à l’aide d’une caméra
utilisée couramment dans les hôpitaux
pour les scintigraphies, et de le modifier
en cas de résistance. A plus long terme,
Les phénomènes d’apoptose massive
parmi les cellules sanguines favorisent
en effet la coagulation.
A plus longue échéance, une molécule
de dimension encore plus petite
qu'AFIM pourrait franchir la barrière
protégeant le cerveau et cette fois,
c’est tout le champ des maladies neurodégénératives
qui pourrait s’ouvrir.
Contact :
Bionexis, Centre CEA de Saclay,
bâtiment 520,
91191 Gif-sur-Yvette Cedex.
Email : russo@bionexis.com
c’est une chimiothérapie locale qui
pourrait être délivrée par de nouvelles
1 Françoise Russo-Marie et Alain Samson.
Zoom : le suicide cellulaire.
Le suicide cellulaire ou mort auto-programmée est appelée apoptose. Il s’oppose à la nécrose, qui est
la mort désordonnée, chaotique de la cellule. La cellule nécrosée expulse son contenu qui se dégrade
de manière aléatoire et provoque des phénomènes inflammatoires. Décrite en 1972, l’apoptose, qui
signifie en grec « chute des feuilles » (ce phénomène étant lui même auto-programmé), est un mécanisme
régulé de « suicide » cellulaire, indispensable à l’équilibre de l’organisme, et qui ne laisse pas
de trace.
Un mécanisme qui est inhibé dans le cas des cancers, ou au contraire stimulé, dans le cas du SIDA,
des maladies cardio-vasculaires, des maladies neurodégénératives ou auto-immunes. La chimiothérapie
anti-cancéreuse a pour but d’empêcher la multiplication anarchique des cellules et de les forcer
à se suicider.

L'instrument Polder 1 d’observation
spatiale de l'environnement terrestre a
été placé en orbite le 14 décembre 2002
Une fusée japonaise a mis en orbite le
14 décembre 2002 une plate-forme d'observation
de l'environnement terrestre, ADEOS 2. A
son bord, l’instrument français, Polder, conçu
par le Laboratoire d'optique atmosphérique de
Lille et réalisé par le CNES 2 , observe quotidiennement
la quasi-totalité de la terre et de
son atmosphère pour quantifier des phénomènes
clés du fonctionnement de la machine
climatique. Comment le rayonnement interagit-il
avec les aérosols et les nuages? Quelle
est l’activité photosynthétique de la chlorophylle
sur les continents et dans les eaux de
surface océaniques? Le Laboratoire des sciences
du climat et de l’environnement de Saclay
est responsable du développement des logiciels
de traitement scientifique opérationnel
des données, qu’il utilise pour ses recherches.
Contact : jpoitou@cea.fr
1
POLarization and Directionality of the
Earth's Reflectances
2
Centre national d’études spatiales
Un médicament
peut en cacher un autre…
Spécialistes de dosage intracellulaire,
des chercheurs du Service de
Pharmacologie et d’Immunologie ont fait
une étrange découverte. Sur des échantillons
cliniques provenant de patients
infectés par le virus du SIDA et traités à
l’AZT 1 , ils analysaient les différentes formes
d’AZT métabolisées par la cellule quand ils
ont eu la surprise de trouver un autre de
ces médicaments (« d4T » ou stavudine),
sous une forme métabolisée également, qui
n’avait pourtant pas été administré aux
patients et qui provenait d’une transformation
intracellulaire de l’AZT. Cette observation
éclaire d’un jour nouveau les phénomènes
de résistance croisée entre ces deux
médicaments relevés chez certains patients.
Contact : benech@dsvidf.cea.fr
1
AZT : la zidovudine (ou AZT) est le plus
ancien des médicaments utilisés dans les
multi-thérapies contre le SIDA.
1
2
Un leurre pour virus VIH
à l’entrée de la cellule
Les équipes du Département d’ingénierie et
étude des protéines viennent de concevoir un
dispositif de leurre, capable de fixer le virus
VIH du SIDA pour le détourner de sa cible
naturelle, la cellule. Il s’agit d’une molécule
extraite d’une protéine qui se lie de manière
spécifique à l’enveloppe du virus : cette molécule
empêche ainsi l’infection des cellules par
le virus VIH. Mieux, ce leurre se révèle capable
de démasquer des parties «antigéniques» du
virus, jusque-là inaccessibles : ces sites,
communs à toutes les souches virales du VIH,
sont les cibles d’anticorps capables de
neutraliser le virus. Un espoir prometteur
d’un nouveau traitement, voire d’un vaccin !
Contact : claudio.vita@cea.fr
3
Observation d'un trou noir
dans notre galaxie
Une équipe internationale composée notamment
d'astrophysiciens de Saclay a observé
pendant deux ans les émissions en rayons X
d'un trou noir de notre galaxie. D'une masse
équivalant à dix fois celle du soleil, ce miniogre
est escorté d'une étoile compagnon de
Brèves
faible masse qu'il aspire en émettant des
jets de matière. Les chercheurs ont suivi ces
jets jusqu'à une distance de trois années
lumière de la source et ont pu reconstituer
leur histoire. Ils ont montré que de semblables
trous noirs peuvent accélérer des particules
à des énergies considérables et pourraient
ainsi participer à la production du
4
rayonnement cosmique, dont l'origine est
encore mal connue, et/ou à celle des neutrinos
de haute énergie.
Contact : scorbel@cea.fr
1 Maquette du virus VIH.
2 Observation de la Terre fournie par l’instrument
POLDER.
3 Structure de la molécule destinée à « leurrer » le virus
VIH à l’entrée de la cellule.
4 Vue d’artiste.

DES CONFÉRENCES POUR EN SAVOIR PLUS
Le centre CEA de Saclay organise, chaque trimestre, des conférences destinées à présenter au grand public
l’actualité scientifique et technique.
L’Etna, encapuchonné de nuages lenticulaires localement appelés « La comtesse », annonciateurs de mauvais temps.
Lundi 29 septembre 2003
L’Etna : chronique d’une éruption
Par Roberto Clochiatti, Directeur de Recherche au CNRS,
laboratoire Pierre Süe, à Saclay, unité mixte CEA-CNRS
Etna, en Sicile, manifeste, depuis quelques décennies,
une montée en puissance de son activité et
L’
une production de lave plus de quatre fois supérieure à
celle du siècle précédent. L’activité habituelle consiste
en des émissions continues de gaz par les cratères du
sommet, ponctuées par de violents paroxysmes qui
expédient à plusieurs kilomètres de haut fragments de
lave et cendres, avec débordements de coulées rapides
et brèves. S’y ajoutent, de plus en plus fréquemment,
des fracturations sur le flanc de la montagne, donnant
lieu à des éruptions latérales, qui sont les plus redoutables
pour la population. Comment interpréter les
phénomènes éruptifs par l’analyse des matériaux ?
Tel est l’objet des recherches de Roberto Clochiatti.
Cette conférence sera précédée par la projection d’un
film sur l’Etna.
Renseignements pratiques :
Accès : ouvert à tous, entrée gratuite
Lieu : Institut national des sciences et techniques nucléaires, Saclay (voir plan)
Horaire : 20 heures
Organisation/renseignements : Centre CEA de Saclay,
Unité communication et affaires publiques
Tél : 01 69 08 52 10
Adresse postale : 91191 Gif-sur-Yvette Cedex
Ferme
du Moulon
16 octobre 2003
Jeudi du CEA : la simulation
des armes nucléaires
Didier Besnard, de la Direction des applications militaires
du CEA, présentera une conférence sur le
programme de simulation des armes nucléaires au CEA.
> à la FNAC Vélizy
Contact : guillaume.fusai@cea.fr
17, 18 et 19 octobre 2003
La Science en fête
Comme les années précédentes, le centre CEA de Saclay
participera aux animations de la Science en fête à travers
des ateliers ludiques consacrés à la radioactivité et à l’hydrogène,
en tant que vecteur d’énergie pour l’avenir. Des
courts métrages scientifiques seront également projetés
en boucle.
> à la ferme du Moulon (sur le plateau de Saclay)
Contact : guillaume.fusai@cea.fr