Si vous voulez faire battre le cœur de quelqu'un plus vite, il existe probablement de meilleures façons que de lui braquer une lampe de poche dans l'oreille.
Mais remplacez la lampe torche par un laser, et la personne par un poisson-zèbre, et les choses prennent une tournure étonnamment intéressante.
Cependant, selon le physicien Xiaoshuai Liu de l'université de Guangzhou en Chine, le mécanisme par lequel le signal lumineux est transmis de l'oreille au rythme cardiaque est un peu plus complexe.
Lui et ses collègues ont fait exactement cela – et c'est aussi incroyable que cela puisse paraître.
« Quand on pense à la lumière et au son, on associe instinctivement la lumière à la vision et le son à l’ouïe, ce qui semble être une association naturelle. Cependant, si l’on examine le principe physique du son, on constate qu’il s’agit, par essence, d’une vibration », a déclaré Liu à ScienceAlert.
« L’idée de réguler le rythme cardiaque s’inspire de la musicothérapie traditionnelle. Sachant que les sons rythmiques peuvent moduler le rythme cardiaque, nous nous sommes demandé : pourrions-nous utiliser des faisceaux lumineux programmés avec précision pour créer une « musique lumineuse » et parvenir à une régulation du rythme cardiaque ? »
Un schéma récapitulant les résultats de l'étude. (Xiaoshuai Liu/Université de Guangzhou)
L'oreille est un organe délicat et complexe, doté de structures sensibles capables de détecter les plus infimes vibrations. Chez la plupart des vertébrés, ces structures comprennent les otolithes, de minuscules cristaux de carbonate de calcium semblables à des pierres. Le son ou le mouvement les met en mouvement, stimulant ainsi les cellules sensorielles de l'oreille.
Le son n'est pas le seul facteur capable de déplacer physiquement un objet minuscule. Depuis des années, les scientifiques utilisent des pinces optiques pour manipuler des objets de très petite taille. Elles exploitent la pression de radiation pour appliquer une force physique qui peut pousser ou déplacer des objets extrêmement petits.
Les otolithes trouvés dans les oreilles des larves de poisson-zèbre sont en effet très petits.
Plus important encore, leurs mouvements participent à la façon dont les poissons perçoivent les sons et les mouvements.
Cela en faisait une cible de choix pour un outil conçu pour manipuler des objets microscopiques. Si un piège optique pouvait provoquer le déplacement de l'otolithe sans qu'aucun son n'atteigne l'oreille, les chercheurs pourraient ainsi court-circuiter la première étape de l'audition.
Dans le dispositif expérimental, la lumière laser a été utilisée pour faire vibrer de minuscules otolithes dans l'oreille du poisson-zèbre, créant ainsi un signal sonore susceptible d'influencer le rythme cardiaque. (Liu et al., Commun. Nat. , 2026)
« Notre motivation initiale était de nous éloigner de l'association traditionnelle entre la lumière et la vision, et le son et l'ouïe, et d'explorer plutôt la possibilité de faire en sorte que les organismes "entendent" la lumière «, a expliqué Liu.
« Une fois libérés de la pensée conventionnelle, toute stratégie capable d'oscillation pourra générer l'équivalent d'un son. ».
Et ils ont essayé. Comme prévu.
Ils ont utilisé des pinces optiques pour faire osciller des otolithes individuels chez des larves de poisson-zèbre vivantes, tout en enregistrant simultanément leur activité cérébrale. La stimulation a activé des zones associées à l'audition, suggérant que le mouvement mécanique était traité par le système auditif du poisson.
Images de cerveaux de poissons-zèbres montrant quelles parties du cerveau réagissaient à la stimulation des otolithes. (Liu et al., Commun. Nat. , 2026)
Cela signifie-t-il que les poissons « entendent » la lumière ? Il est un peu plus difficile de répondre à cette question.
« Le philosophe chinois Zhuangzi disait : „Tu n’es pas un poisson, comment peux-tu connaître la joie d’un poisson ?“ „, a déclaré Liu. “ De même, nous ne pouvons pas communiquer directement avec les poissons-zèbres pour confirmer s’ils »entendent” consciemment la lumière. ».
« Le philosophe chinois Zhuangzi disait : „Tu n’es pas un poisson, comment peux-tu connaître la joie d’un poisson ?“ „, a déclaré Liu. “ De même, nous ne pouvons pas communiquer directement avec les poissons-zèbres pour confirmer s’ils »entendent” consciemment la lumière. ».
Chercheurs ont pu Il a été constaté que les centres neuronaux associés à l'audition étaient significativement activés lors de la stimulation optique.
Mais ce n'est pas tout.
Les chercheurs ont constaté que lorsque l'otolithe bougeait, le rythme cardiaque du poisson commençait à augmenter.
Dans une expérience, la fréquence cardiaque au repos, qui était d'environ 2 battements par seconde, est passée à environ 2,7 battements par seconde pendant la stimulation, puis est progressivement revenue à son niveau de base après l'arrêt de la stimulation.
Des chercheurs ont découvert que la stimulation ciblée des otolithes pouvait augmenter le rythme cardiaque d'environ 50 %.
Grâce aux pinces optiques qui leur ont permis de contrôler précisément le mouvement de l'otolithe, les chercheurs ont pu réaliser une prouesse encore plus étonnante : reproduire des motifs correspondant à la musique. En modulant l'amplitude, la fréquence et le rythme des vibrations, ils ont pu simuler des propriétés liées au volume, à la hauteur et au rythme.
Ces observations ont orienté la recherche dans une nouvelle direction.
« Étant donné que nous pouvons utiliser la lumière pour produire des stimuli musicaux et influencer le rythme cardiaque, il semblait naturel de se demander si nous pouvions également appliquer cette approche pour corriger les arythmies cardiaques », a déclaré Liu à ScienceAlert.
« Des considérations comme celles-ci nous ont incités à mener des expériences pour éliminer les arythmies induites par les médicaments. ».
Les chercheurs ont utilisé des médicaments pour induire trois types différents de rythmes cardiaques anormaux chez des larves de poisson-zèbre, puis ont appliqué la stimulation musicale qu'ils avaient créée à l'aide d'une stimulation optique.
Chez les poissons présentant un rythme cardiaque anormalement lent, la stimulation a permis de rapprocher leur rythme cardiaque de la normale.
Chez les poissons dont les cavités supérieure et inférieure du cœur s'étaient séparées, la coordination normale a été rétablie chez six individus sur sept.
Et chez les poissons dont le rythme cardiaque était interrompu par des pauses anormales, un rythme normal a été rétabli chez cinq individus sur sept.
Plus surprenant encore, certaines améliorations ont persisté même après la fin de la stimulation.
À propos du sujet : Les tubes influencent le cerveau, et cela pourrait bien être l'avenir de la musique.
« Le plus surprenant, c’est que cette approche… nous permet non seulement de moduler le rythme cardiaque, mais aussi de prévenir les arythmies pathologiques induites par les médicaments », a expliqué Liu.
« Le fait qu'un stimulus purement optique délivré par la voie auditive ait pu rétablir un rythme cardiaque normal dans un modèle de maladie a dépassé nos attentes initiales et pourrait ouvrir des perspectives passionnantes pour de futures applications thérapeutiques. ».
Bien sûr, ces possibilités sont encore lointaines. Liu décrit l'étude comme une « preuve de concept très préliminaire » ; on ignore encore précisément comment les signaux neuronaux provoquent des changements de fréquence cardiaque, et il reste à voir si cette approche peut être utilisée chez des animaux plus grands.
« Nous considérons ce travail non pas comme une réponse définitive, mais comme une invitation à explorer de nouveaux horizons à l'intersection de l'optique, de la neurobiologie auditive et de la physiologie cardiaque », a-t-il déclaré à ScienceAlert.
Les résultats de l'étude ont été publiés dans revue Nature Communications .
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