La science au quotidien

Homosexualité, iPhone, et autres théories

«Je sais que c’est un sujet un peu épineux, mais c’est aussi tellement humain… Qu’est-ce que l’homosexualité? D’où vient-elle? Pourquoi est-elle à ce point rejetée alors que la plupart des homosexuels(les) ont un beau savoir-vivre et une riche personnalité?» demande Lucille Bouillé.

L’humanité n’a jamais été particulièrement bonne pour «gérer» sa propre diversité, que ce soit sur le plan sexuel, ethnique ou autre. Ce n’est pas une fatalité, remarquez bien, mais je ne vois pas d’autre raison pour expliquer le rejet historique quasi global de l’homosexualité.

Cela dit, voilà qui nous donne déjà un point de départ pour aborder LA grande question de Mme Bouillé: d’où vient-elle, cette attirance, pour les gens du même sexe? Car si elle est aussi largement réprouvée, cela implique forcément qu’elle soit présente partout, dans toutes les cultures et à toutes les époques. C’est toujours le fait d’une minorité, soit, mais peu importe que l’on cherche dans une société occidentale ou non occidentale, on trouve toujours quelques pourcents (moins de 5%, généralement) de gens qui sont principalement attirés par le même sexe — une proportion qui grandit pas mal si on tient compte du fait que l’attirance n’est pas toujours exclusivement hétéro ou homosexuelle. Il y a donc manifestement quelque chose d’universel dans cette affaire. Mais quoi, au juste?

Pour l’instant, on n’a pas de réponse définitive à cette question. Comme l’a bien illustré la porte-parole d’un groupe LGBT américain récemment, «les théories sur l’origine de l’homosexualité, c’est comme les iPhone: il en sort un nouveau modèle chaque année».

La seule chose qui semble bien établie, c’est que l’attirance pour un sexe ou l’autre n’est pas un choix, contrairement à ce que certains groupes d’inspiration religieuse laissent entendre. Un hétérosexuel ne peut pas choisir d’être attiré par le même sexe, c’est une évidence, et l’inverse est tout aussi vrai.

Il semble que dès l’enfance, gais et lesbiennes sont proportionnellement plus nombreux à ne pas se conformer à leur genre: certains futurs gais sont des garçons moins masculins, voire s’habillent en fille, et certaines futures lesbiennes sont plus tomboys. Et cela arrive même dans les familles qui appliquent à la lettre les normes de genre. Ce n’est évidemment pas une règle absolue, chose qui n’existe pas dans les comportements sexuels humains, mais tout cela suggère fortement que ce n’est pas la personne qui décide de son orientation sexuelle, mais bien l’orientation qui, avec l’âge, s’«éveille» en elle.

En outre, on trouve dans les études sur les fondements biologiques de l’homosexualité plusieurs éléments qui soutiennent cette idée, bien que les résultats ne soient pas toujours bien clairs. Il peut s’agir de gènes, mais il se peut aussi que les causes soient développementales.

Ainsi, en comparant des jumeaux identiques (qui partagent exactement les mêmes gènes) et des non identiques (qui ne sont pas plus pareils que des frères et sœurs), plusieurs études ont trouvé que lorsqu’un jumeau identique est homosexuel, l’autre a autour de 24% de chances de l’être lui aussi, contre seulement 15% de «concordance» chez les jumeaux non identiques. Ce genre d’écart est en plein ce que cherchent les études de jumeaux, parce que cela suggère fortement que les gènes jouent un rôle là-dedans. Des études subséquentes ont aussi identifié quelques gènes qui semblent être en cause.

Mais tout cela montre aussi qu’il doit forcément y avoir autre chose dans le portrait, puisqu’un jumeau identique homosexuel a quand même 76% des chances que son frère ou sa sœur ne partage pas ses préférences. C’est considérable.

Une autre avenue possible est que ce soient les processus qui différencient les sexes pendant le développement qui ne se déroulent «pas comme prévu». On sait par exemple que le niveau de testostérone auquel un fœtus est exposé va «structurer» son cerveau d’une manière plus masculine ou plus féminine. Et cette structure va se maintenir toute la vie durant.

On a d’ailleurs trouvé quelques petites différences entre le cerveau des «hétéros» et celui des «homos». Il existe au centre de notre cervelle une structure nommée hypothalamus, qui régule toutes sortes de choses, comme les cycles circadiens, la faim et, parlez-moi d’un bel adon, le désir sexuel. Dans les années 90, une étude a trouvé qu’une sous-région nommée «troisième noyau interstitiel de l’hypothalamus antérieur» (NIHA-3) était deux fois plus grosse chez les hommes hétérosexuels que chez les gais — dont le NIHA-3 était plus proche de celui des femmes hétéros. La clef de l’énigme pourrait en partie se trouver là.

Mais il faut bien garder à l’esprit, ici, que l’orientation sexuelle — et plus largement, l’attirance sexuelle — est selon toute vraisemblance déterminée par une foule de facteurs. Il n’y a pas un gène de l’homosexualité, comme il n’y a pas un niveau d’hormones qui fait systématiquement basculer tout le monde du même côté. Cela expliquerait pourquoi, malgré tous les efforts de recherche, on ne trouve que des bouts d’explication — et pourquoi l’attirance pour le même sexe est une question de degrés, pas une chose qui est 100% présente ou 100% absente. 

Source: J. Michael Bailey et al., «Sexual Orientation, Controversy and Science», Psychological Science in the Public Interest, 2016, goo.gl/xxCBMp

Science

Géométrie du lac Saint-Jean

CHRONIQUE / «L’été, au chalet que nous avons au lac Saint-Jean, nous assistons à de merveilleux couchers de soleil qui se noient dans le lac. Alors je me demande: quelle doit être la dimension d’un lac pour voir le soleil se coucher dans l’eau? J’ai souvenir que la traversée à la nage du Lac-Saint-Jean entre Péribonka et Roberval est d’une distance d’environ 32 km, mais existe-t-il une règle pour déterminer la distance en fonction d’un indice de courbure de la Terre? Et comme cette courbure n’est pas la même partout sur la planète, est-ce que cela change quelque chose?» demande Bernard Tremblay, de Sainte-Foy.

Il est vrai que la Terre n’est pas une sphère parfaite, étant légèrement «aplatie» aux pôles, mais la différence n’est pas énorme: son rayon à l’équateur est de 6378 kilomètres, alors qu’il est de 6357 kilomètres aux pôles. Pour le degré de précision dont on a besoin ici, cet écart de 0,3% peut être complètement ignoré, et je ferai pour la suite comme si la planète était sphérique.

Maintenant, quand on songe à tout cela en termes de «courbures» en trois dimensions comme semble le faire M. Tremblay, le problème peut sembler horriblement compliqué. Et il est vrai que cela pourrait l’être si on tentait de le résoudre en passant par là — ce que les mathématiciens appellent géométrie non euclidienne. Mais heureusement, il existe une manière infiniment plus simple de procéder. En fait, la seule chose dont on a besoin, c’est de ce bon vieux théorème de Pythagore que tout le monde apprend au secondaire.

Imaginons, en effet, une ligne qui partirait du centre du cercle et qui se rendrait jusqu’au pied de quelqu’un, comme le montre la figure ci-contre. Figurons-nous ensuite une ligne qui partirait des yeux de notre observateur et qui se rendrait jusqu’à l’horizon, soit le point le plus éloigné atteignable par une ligne droite (ce qui se trouve au-delà de ça est «caché» par la courbure de la Terre). Et ajoutons-y enfin une troisième ligne, qui part de cet horizon et qui retourne au centre de la planète.

Qu’est-ce qu’on obtient, en bout de ligne? Rien de plus compliqué qu’un triangle rectangle, dont on connaît déjà la longueur de deux côtés: l’un est égal au rayon de la Terre, et l’autre à ce même rayon plus la taille de l’observateur. Or le théorème de Pythagore — le fameux a2 = b2 + c2 — permet justement de trouver la longueur d’un triangle, très facilement d’ailleurs, si l’on connaît celle des deux autres côtés.

Ceux qui veulent jeter un œil au petit calcul qu’il faut faire peuvent se référer au calcul montré plus bas. Mais pour les autres, il n’y a qu’à savoir ceci: plus une personne est grande (ou est juchée sur une promontoire élevé), plus son horizon est éloigné. Dans l’exemple que j’ai calculé ci-contre, un gaillard mesurant 2 mètres (6 pieds, 6 pouces) qui se tiendrait sur une plage juste au bord du lac Saint-Jean verrait 5 kilomètres devant lui. Et cette mer intérieure du Québec est bien assez grande (24 kilomètres par 44) pour que le soleil «se couche dedans», pour ainsi dire.

Fait intéressant, cette histoire de hauteur signifie que si notre gaillard a une conjointe qui mesure 1,50 mètre, alors, aux yeux de celle-ci, l’horizon se trouve à 4,4 kilomètres. Et si le couple a un enfant qui ne fait que 1 mètre, pour lui l’horizon n’est qu’à 3,6 kilomètres.

Évidemment, il existe autour du lac Saint-Jean de petits promontoires relativement proches de l’eau — rien de bien haut puisque le lac est entouré de basses terres, mais cela peut donner 10-15 mètres d’élévation par rapport au niveau de l’eau. Et à 15 mètres du sol, l’horizon se trouve à 13,8 kilomètres, pour peu que l’air soit suffisamment clair et sec pour que l’on voit aussi loin — mais ça, c’est une autre histoire.

Source: Matthew Conroy, «How far away is the horizon», Math 120, s.d., University of Washington, goo.gl/YgsrUy

Science

Le pot de plus en plus fort

CHRONIQUE / «Lorsque j’étais adolescent, le pot que je fumais à l’occasion contenait tout au plus 2 % de THC, ce qui était suffisant pour rendre euphorique en plus d’être payant pour les restaurants Ashton aux petites heures du matin, mais ce n’était pas assez fort pour faire une crise d’anxiété. Par contre, la dernière fois où j’ai consommé de la marijuana (à 27 ans), c’était dans les premières années où on trouvait ce qu’on appelait à l’époque le fameux “Québec Gold” qui pouvait contenir jusqu’à 20 % de THC. Je me rappelle vaguement de la crise de panique qui s’est ensuivie, et je n’ai pas de misère à croire que le cannabis peut représenter des risques pour des jeunes plus fragiles. Or, dans tout le débat autour de la légalisation du pot, je ne me souviens pas avoir entendu quel pourcentage de THC allait être permis pour la vente de cannabis. Ce détail peut faire toute la différence… Ai-je manqué quelque chose?» demande Robert Leclerc, de Québec.

Comme toutes les plantes, la marijuana est composée d’une foule de molécules différentes, dont la plupart n’ont aucun effet sur notre cerveau. Ce que l’on appelle THC, acronyme pour tétrahydrocannabidiol, est l’ingrédient actif de la mari, la partie de la plante qui a un effet euphorisant.

Certaines personnes contestent l’idée que le pot d’aujourd’hui soit vraiment plus fort que celui de l’«époque des communes», mais le fait est qu’il existe beaucoup de données pour le prouver. Par exemple, une étude parue l’année dernière a analysé plus de 38 000 échantillons de cannabis saisi par la police américaine de 1995 à 2014, et a trouvé une augmentation constante de sa teneur en THC — de 4 % en moyenne à 12 % maintenant. Soulignons qu’il s’agit là de moyennes, ce qui implique évidemment des variations, et que cette étude a trouvé des teneurs supérieures à 25 % dans certains cas extrêmes.

Bien sûr, plus la mari contient de THC, plus l’effet est fort, mais cela vient avec des risques plus élevés aussi — crises de panique comme M. Leclerc en témoigne. Le pot est aussi un déclencheur connu de psychoses chez les schizophrènes et sa consommation fréquente à l’adolescence pourrait nuire au développement du cerveau.

Maintenant, le projet de loi déposé en avril par le gouvernement Trudeau pour légaliser le cannabis n’impose pas, à proprement parler, de limite aux teneurs en THC. Mais tout indique que cela viendra rapidement: le texte de loi contient des passages qui donnent au conseil des ministres le pouvoir de règlementer «la composition, la teneur, la concentration, la puissance, la pureté ou la qualité ou toute autre propriété du cannabis ou d’une catégorie de cannabis [mon soulignement]».

En outre, dans un document publié cette année, le Groupe de travail sur la légalisation et la réglementation de la marijuana (mis sur pied par Santé Canada) reconnaît que «les produits à concentration élevée [en THC] présentent plus de risques» et, parmi les manières de les réduire, propose d’imposer une limite à la teneur en THC.

Il serait donc assez étonnant que le fédéral n’agisse pas en ce sens. Reste à voir où il placera le seuil légal…

Source: Mahmoud A. El Sohly, Changes in Cannabis Potency over the Last Two Decades (1995-2014) — Analysis of Current Data in the United States, Biological Psychiatry, 2016

-----

«De combien d’éoliennes aurions-nous besoin pour obtenir les produits de consommation qui nous sont familiers?» demande Alphonse Willème.

J’interpréterai ici cette question comme revenant essentiellement à se demander de combien d’éoliennes on aurait besoin pour remplacer la production totale d’Hydro-Québec. Alors, prenons l’exemple de la première phase du parc éolien de la Seigneurie de Beaupré, inauguré en 2013. Il compte 126 éoliennes occupant 130 km2 de territoire et pouvant générer 272 mégawatts (MW) de puissance maximale.

Dans la plus pure des théories, c’est-à-dire si le vent soufflait toujours de manière forte et constante, ce parc éolien est capable de produire en un an: 272 MW X 24 h/jour X 365 jours/an = 2400 gigawatt-heure (GWh) environ. Pour remplacer la production d’électricité d’Hydro, qui était de 172 500 GWh en 2013, il faudrait donc 172 500 ÷ 2400 = presque 72 parcs éoliens comme la première phase de la Seigneurie de Beaupré.

Cependant, le vent ne souffle pas toujours fort, et encore moins de façon constante. Il y a toujours des périodes où il vente moins, voire pas du tout, si bien que les éoliennes ne produisent jamais autant qu’elles en sont théoriquement capables. Ainsi, d’après des chiffres d’Hydro-Québec, il y avait en 2016 près de 3300 MW de puissance éolienne «installée» (ou «théorique») au Québec, mais la société d’État n’a acheté que pour 8635 GWh d’énergie éolienne, soit environ le tiers du maximum théorique.

Pour remplacer toute l’électricité d’Hydro, il ne faudrait donc pas multiplier par 72 la phase 1 de la Seigneurie de Beaupré, mais bien par 72 x 3 = 216. Avec la même densité qu’à Beaupré, toutes ces éoliennes occuperaient près de 30 000 km2, soit une superficie à peu près équivalente à celle de la Gaspésie en entier — en présumant bien sûr que toute la région se prête bien à la production éolienne, mais c’est une autre histoire…

Science

L’aplatisseur de montagnes russes

CHRONIQUE / «En lisant votre chronique du 6 mai sur la dépression majeure, il m’est venu la question suivante : quel est le mécanisme d’action du lithium dans le traitement du trouble bipolaire?» demande Gaétan Lemieux.

Il arrive à tout le monde de traverser de «bonnes» et de «mauvaises passes», d’être de belle humeur des fois et de broyer du noir à d’autres moments. Cela fait partie de la condition humaine. Mais chez les gens qui souffrent d’un trouble bipolaire, aussi appelé maniaco-dépression, ces basculements d’humeur sortent de toute proportion, au point de les rendre dysfonctionnels en société.

Au cours d’un épisode de manie, qui peut durer plusieurs mois s’il n’est pas traité, la personne se sent exagérément bien, voire invulnérable, son estime de soi devient démesurément haute, ses pensées (et ses paroles) s’enchaînent souvent à une vitesse folle, et elle ressent une telle énergie qu’elle peut fonctionner sur seulement deux ou trois heures de sommeil par nuit. Dans cet état, la personne a tendance à être impulsive, à démarrer une foule de projets grandioses à la fois, à se lancer dans des dépenses inconsidérées (voyages, magasinage, investissements très risqués, etc.), à adopter des comportements dangereux (vitesse au volant, sexualité débridée et non protégée, etc.). Autant de choses qui peuvent complètement, rapidement et durablement chambouler une vie, et pas pour le mieux, si le ou la bipolaire n’est pas pris en charge.

En outre, ces épisodes de manie sont invariablement suivis par une dépression majeure et profonde avec tout ce que cela implique généralement (sentiment durable de malheur et de désespoir, pensées suicidaires, perte de confiance, d’estime de soi, d’intérêt pour son entourage ou pour toute activité, d’appétit, etc.). D’où, évidemment, le nom de bipolaire qu’on accole à la maladie. Inutile d’ajouter que l’une ou l’autre de ces phases peut à elle seule détruire une vie, alors imaginez leur enchaînement perpétuel.

Ce fut du moins le cas jusqu’à ce qu’on découvre que le lithium était remarquablement efficace pour, si l’on me prête l’expression, aplanir les montagnes russes que vivent entre 60 et 80 % des maniaco-dépressifs — les autres ne répondent pas bien à ce traitement-là. «C’est arrivé dans les années 50 et 60, qui a été l’époque d’une grande révolution pharmacologique où on a enfin découvert des médicaments qui fonctionnaient bien pour traiter la schizophrénie, le trouble bipolaire, etc. Par la suite, dans les années 70, la recherche a commencé à découvrir les cibles sur lesquelles ces médicaments-là agissaient, ce qui a permis de mieux les cibler en diminuant les effets secondaires. Mais le lithium est le dernier grand inconnu de cette révolution-là», indique Martin Beaulieu, chercheur en psychiatrie à l’Université de Toronto.

La protéine GSK3

En effet, on ne connaît pas encore avec certitude le mode d’action du lithium, sur quelle molécule du cerveau sur laquelle il agit. M. Beaulieu travaille depuis des années sur une protéine nommée GSK3, dont le rôle est d’activer/désactiver certaines autres protéines. Dans les neurones, GSK3 régule la stabilité de plusieurs protéines, explique M. Beaulieu, et serait impliquée dans la régulation de l’humeur. «Mais ce n’est encore qu’une hypothèse parmi d’autres, et on est loin d’avoir la preuve formelle que c’est bien comme ça que le lithium fonctionne», avertit-il.

Un des problèmes avec l’«hypothèse GSK3», c’est que l’effet du lithium (en présumant qu’il existe) semble être indirect : pour observer des effets directs du lithium sur cette protéine en labo, il faut des doses beaucoup plus grandes que ce qu’on donne aux personnes bipolaires — qui montrent pourtant une nette amélioration de leur état, malgré les quantités relativement petites qu’elles ingèrent. A priori, cela pourrait invalider cette avenue de recherche, mais il demeure possible que le lithium agisse autrement : en 2009, d’ailleurs, M. Beaulieu (alors à l’Université Laval) avait publié des résultats qui montraient que le lithium a pour effet de «défaire» un complexe de protéines, ce qui libère une molécule nommée Akt qui, elle, agit sur GSK3. L’action du lithium pourrait donc être indirecte ou amplifiée par d’autres molécules.

Mais au risque de se répéter : cela reste à prouver. Et comme me le disait M. Beaulieu lors d’une autre entrevue il y a quelques années, il est aussi possible que ce qu’on appelle «trouble bipolaire» soit en fait plusieurs maladies différentes, mais qui auraient les mêmes symptômes. 

Il faut espérer, tout de même, qu’on parviendra bientôt à élucider ce mystère. Car le lithium n’est rien d’autre qu’un ion, soit un atome qui possède une charge électrique, ce qui lui donne un effet assez diffus — façon polie de dire que sa consommation s’accompagne d’effets secondaires. On peut sans doute trouver des médicaments qui en ont de plus lourds, mais ceux du lithium, s’ils varient d’un individu à l’autre et sont très légers chez certains, peuvent tout de même inclure des problèmes rénaux, des difficultés de concentration, des tremblements de la main, des gains de poids, et ainsi de suite. Le jour où l’on comprendra enfin le mode d’action du lithium, on aura plus de chances de trouver des médicaments qui donnent les mêmes bénéfices (ou mieux) que le lithium, avec moins d’effets secondaires.