Alan Lloyd Hodgkin, biophysicien britannique (Nobel 1963)
Alan Lloyd Hodgkin (1914-1998) est né à Banbury, Oxfordshire, le 5 février 1914. Ses parents étaient George Hodgkin (décédé à Bagdad en 1918) et Mary (Wilson) Hodgkin, aujourd’hui Mme Lionel Smith. Alan Lloyd Hodgkin a fait ses études à la Downs School de Malvern (1923-1927), à la Greshams School de Holt (1927-1932) et au Trinity College de Cambridge (1932-1936). Son grand-père, Thomas Hodgkin, et son oncle, Robin Hodgkin, étaient des historiens et, au départ, Alan hésitait entre l’histoire et la science. 
Cependant, il s’intéresse fortement à l’histoire naturelle et cela le décide à s’orienter vers la biologie et la chimie. Devenu érudit à Trinity, son futur professeur de zoologie, Carl Pantin, lui conseille d’apprendre le plus possible de mathématiques et de physique. C’était un bon conseil, bien que douloureux, qui l’a occupé depuis. En tant qu’étudiant de premier cycle, il a commencé des expériences plutôt amateurs sur le nerf de la grenouille et a poursuivi cette ligne pendant plusieurs années, d’abord en tant que chercheur, puis en tant que membre de Trinity. À cette époque, la table haute de Trinity comprenait un éventail étonnant de talents scientifiques, et Hodgkin trouvait inspirant quoique parfois intimidant de rencontrer des gens commeJJ Thomson, Rutherford, Aston, Eddington, Hopkins, GH Hardy et Adrian. Au laboratoire de physiologie, il a appris la théorie des câbles de Rushton et les amplificateurs de Matthews, Gray Walter et Rawdon-Smith.
AV Hill, qui a arbitré sa thèse de bourse, avait prêté une copie à Gasser et cela avait abouti à une invitation à travailler dans le laboratoire de ce dernier à l’Institut Rockefeller à New York. Au cours de cette période (1937-1938), Hodgkin a passé plusieurs semaines avec KS Cole à Woods Hole et là, il a appris à disséquer les axones de calmar. Il retourna à Cambridge en 1938 et, l’année suivante, commença une collaboration avec AF Huxley, à qui il eut la chance d’enseigner. Au cours des premiers mois de la guerre, Hodgkin a travaillé sur la médecine aéronautique avec Matthews à Farnborough et de février 1940 à juillet 1945 dans diverses parties de l’Angleterre sur un radar aéroporté. Le projet qui le concernait le plus était le développement d’un système de balayage et d’affichage pour un système de détection de 10 cm dans les chasseurs de nuit.
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Alors qu’il était à l’Institut Rockefeller en 1938, Hodgkin rencontra Peyton Rous, l’éminent pathologiste, et il fit la connaissance de sa famille. Sa fille, Marion Rous, et Alan Lloyd Hodgkin se sont mariés en 1944, alors qu’il effectuait une brève visite en temps de guerre en Amérique. Ils vivent à Cambridge depuis 1945 et ont trois filles et un fils. Mme M. R. Hodgkin est éditrice de livres pour enfants chez Macmillan Publishing Company. Sa fille aînée, Sarah (Mme R. Hayes), est mariée et a travaillé dans l’édition chez Gollancz Ltd. Sa deuxième fille, Deborah, est étudiante en recherche en psychologie à l’University College de Londres. Son fils, Jonathan travaille en biologie moléculaire à Cambridge, et sa plus jeune fille, Rachel, est également à Cambridge en train de lire l’anglais. Les loisirs préférés de Hodgkin incluent les voyages et la pêche.
À propos de fibre nerveuse
Axone, également appelé fibre nerveuse, partie d’une cellule nerveuse (neurone) qui transporte l’influx nerveux hors du corps cellulaire. Un neurone a généralement un axone qui le relie à d’autres neurones ou à des cellules musculaires ou glandulaires. Certains axones peuvent être assez longs, allant, par exemple, de la moelle épinière jusqu’à un orteil. La plupart des axones des vertébrés sont enfermés dans ungaine de myéline, qui augmente la vitesse de transmission des impulsions ; certains grands axones peuvent transmettre des impulsions à des vitesses allant jusqu’à 90 mètres (300 pieds) par seconde.
Plasticité neuronale et neurogènes adulte : la perspective de la biologie profonde
La reconnaissance que la neurogènes ne s’arrête pas à l’adolescence a donné lieu à des recherches visant à réduire les troubles cérébraux en améliorant la régénération cérébrale. La neurogènes adulte est l’un des problèmes les plus difficiles de la biologie du développement car elle nécessite la génération d’anatomies intracellulaires et péricellulaires complexes, au milieu du danger de neuro inflammation. Nous examinons ici comment une multitude de voies de régulation optimisées pour la neurogènes précoce doivent être réorganisées en une nouvelle chorégraphie des dépendances temporelles. Des voies distinctes doivent être régulées, allant de la différenciation induite par le facteur de croissance neuronal à la bioénergétique mitochondriale, au métabolisme réactif de l’oxygène et à l’apoptose. Nécessitant une grande consommation d’énergie de Gibbs, le cerveau dépend du métabolisme énergétique aérobie, donc de l’activité mitochondriale. Fission et fusion mitochondriales, mouvement et peut-être même la mitoptose, entrent ainsi en jeu. Tous ces processus en réseau sont liés et impliquent une pléthore de molécules. Nous recommandons une approche approfondie de la neurobiologie adulte.
Neuroplasticité (la biologie)
Neuroplasticité, capacité deneurones et les réseaux de neurones dans cerveau à modifier ses connexions et son comportement en réponse à de nouvelles informations, à une stimulation sensorielle, à un développement, à des dommages ou à un dysfonctionnement. Bien que certaines fonctions neuronales semblent être câblées dans des régions spécifiques et localisées du cerveau, certains réseaux neuronaux présentent une modularité et remplissent des fonctions spécifiques tout en conservant la capacité de s’écarter de leurs fonctions habituelles et de se réorganiser. Par conséquent, la neuroplasticité est généralement considérée comme une propriété complexe, multiforme et fondamentale du cerveau. (Pour plus d’informations sur l’anatomie et les fonctions du cerveau et du système nerveux, consultez l’article sur le système nerveux humain.)
Un changement ou une réorganisation rapide des réseaux cellulaires ou neuronaux du cerveau peut se produire sous de nombreuses formes différentes et dans de nombreuses circonstances différentes. La plasticité développementale se produit lorsque les neurones du jeune cerveau poussent rapidement des branches et se forment synapses. Ensuite, lorsque le cerveau commence à traiter les informations sensorielles, certaines de ces synapses se renforcent et d’autres s’affaiblissent. Finalement, certaines synapses inutilisées sont complètement éliminées, un processus connu sous le nom de l’élagage synaptique, qui laisse derrière lui des réseaux efficaces de connexions neuronales. 
Les mêmes mécanismes cérébraux – ajustements de la force ou du nombre de synapses entre neurones – opèrent dans toutes ces situations. Parfois, cela se produit naturellement, ce qui peut entraîner une réorganisation positive ou négative, mais d’autres fois, des techniques comportementales ou des interfaces cerveau-machine peuvent être utilisé pour exploiter le pouvoir de la neuroplasticité à des fins thérapeutiques. Dans certains cas, comme la récupération d’un AVC, l’adulte naturel la neurogènes peut également jouer un rôle. En conséquence, la neurogènes a suscité un intérêt pour la recherche sur les cellules souches, ce qui pourrait conduire à une amélioration de la neurogènes chez les adultes victimes d’un AVC, Maladie d’Alzheimer, maladie de Parkinson ou dépression. La recherche suggère que la maladie d’Alzheimer en particulier est associée à un déclin marqué de la neurogènes.
Types de neuroplasticité corticaleLa plasticité développementale se produit le plus profondément au cours des premières années de la vie, car les neurones se développent très rapidement et envoient de multiples branches, formant finalement trop de connexions. En fait, à la naissance, chaque neurone du cortex cérébral (la couche externe hautement alambiquée du cerveau) compte environ 2 500 synapses. Au moment où un enfant a deux ou trois ans, le nombre de synapses est d’environ 15 000 par neurone. Cette quantité est environ le double de celle du cerveau adulte moyen.
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Adaptation de zone homologue
L’adaptation de la zone homologue se produit au début de la période critique de développement. Si un module cérébral particulier est endommagé au début de la vie, ses opérations normales ont la capacité de se déplacer vers des zones cérébrales qui n’incluent pas le module affecté. La fonction est souvent déplacée vers un module dans la zone correspondante ou homologue de l’hémisphère cérébral opposé. L’inconvénient de cette forme de neuroplasticité est qu’elle peut entraîner des coûts pour des fonctions qui sont normalement stockées dans le module mais qui doivent maintenant faire de la place pour les nouvelles fonctions. Un exemple de ceci est lorsque le droit Le lobe pariétal (le lobe pariétal forme la région médiane des hémisphères cérébraux) est endommagé tôt dans la vie et le lobe pariétal gauche prend en charge les fonctions visu spatiales au prix de fonctions arithmétiques altérées, que le lobe pariétal gauche assure généralement exclusivement. Le timing est également un facteur dans ce processus, car un enfant apprend à naviguer dans l’espace physique avant d’apprendre l’arithmétique.
Mascarade compensatoire
Le deuxième type de neuroplasticité, la mascarade compensatoire, peut simplement être décrit comme le cerveau trouvant une stratégie alternative pour effectuer une tâche lorsque la stratégie initiale ne peut pas être suivie en raison d’une déficience. Un exemple est lorsqu’une personne tente de naviguer d’un endroit à un autre. La plupart des gens, dans une plus ou moins grande mesure, ont un sens intuitif de la direction et de la distance qu’ils utilisent pour la navigation. Cependant, une personne qui souffre d’une forme de traumatisme cérébral et d’un sens spatial altéré aura recours à une autre stratégie de navigation spatiale, telle que la mémorisation de points de repère. Le seul changement qui se produit dans le cerveau est une réorganisation des réseaux neuronaux préexistants.
La biophysique, discipline concernée par l’application des principes et méthodes de la physique et des autres sciences physiques à la solution de problèmes biologiques. L’émergence relativement récente de la biophysique en tant que discipline scientifique peut être attribuée, en particulier, au succès spectaculaire des outils biophysiques pour démêler la structure moléculaire de l’acide désoxyribonucléique (ADN), le matériel héréditaire fondamental, et pour établir la structure précisément détaillée des protéines comme l’hémoglobine afin que la position de chaque atome puisse être connue. La biophysique et le sujet intimement lié la biologie moléculaire sont désormais fermement établies comme les pierres angulaires de la biologie moderne.
Contexte historique
L’origine de la biophysique est antérieure à la division des sciences naturelles en disciplines distinctes .La bioluminescence doit être considérée parmi les objets les plus anciens de l’exploration biophysique, car l’émission de lumière par les organismes vivants a depuis longtemps stimulé la curiosité des philosophes de la nature. La première étude scientifique sur la luminescence animale a peut-être été celle d’Athanasius Kircher, prêtre jésuite allemand du XVIIe siècle, qui a consacré deux chapitres de son livre Ars Magna Lucis et Umbrae à la bioluminescence. Au milieu de ses observations plus scientifiques, Kircher a trouvé le temps d’exposer comme une erreur l’idée qu’un extrait fabriqué à partir de lucioles pourrait être utilisé pour éclairer les maisons.
La relation entre l’électricité et la biologie est devenue un sujet de spéculation au 17e siècle et d’exploration intense aux 18e et 19e.Sir Isaac Newton dans les Principia (1687) a écrit sur « un certain esprit très subtil qui imprègne et se cache dans tous les corps grossiers », et que « toute sensation est excitée, et les membres des corps animaux se meuvent au commandement de la volonté, à savoir, par les vibrations de cet esprit, mutuellement propagées le long des filaments solides des nerfs, depuis les organes extérieurs des sens jusqu’au cerveau, et depuis le cerveau jusque dans les muscles. La fascination de l’homme pour l’électricité animale est illustrée dans une lettre écrite par John Walsh en 1773 à l’inventeur et homme d’État américain Benjamin Franklin ; Walsh a écrit les détails de sa découverte de la nature électrique de la décharge de la torpille ou du rayon électrique :
Je crains que d’autres engagements ne m’aient empêché de donner à la Royal Society, avant leurs vacances, un compte rendu complet de mes expériences sur l’électricité de la torpille ; sujet non seulement sérieux en lui-même, mais ouvrant un vaste champ d’investigations intéressantes, à la fois à l’électricien dans sa démarche de physique, et à tous ceux qui considèrent, en particulier ou en général, l’oeconomie animale.
Typiques de l’unité de la science qui prévalait alors, les avancées réalisées parfois soit par des professeurs de physique qui s’intéressaient aux phénomènes biologiques, soit par des professeurs d’anatomie, matière qui incluait alors la physiologie. Ainsi L’abbé Giovanni Beccaria, professeur de physique à Turin et premier étudiant italien en électricité au milieu du XVIIIe siècle, a mené des expériences sur la stimulation électrique des muscles. Albrecht von Haller, professeur d’anatomie et de chirurgie à Göttingen, a discuté du « fluide nerveux » et a supposé si la « matière électrique » et les « esprits animaux » étaient les mêmes. En 1786 Luigi Galvani, médecin à Bologne, a fait l’expérience cruciale qui a permis de mettre fin à cette polémique. Galvani était censé effectuer des expériences avec une machine en compagnie d’amis, lorsque, par hasard, un membre du groupe a sondé paresseusement avec un couteau les nerfs de la cuisse d’une grenouille écorchée à utiliser pour la soupe. 
Alors que les muscles de la cuisse de grenouille se contractaient soudainement et de manière inattendue, la femme de Galvani a noté qu’une étincelle avait été produite par la machine électrique et « a imaginé qu’il y avait un accord dans le temps ». Bien que le propre récit de Galvani de l’événement diffère quelque peu en détail du précédent, il est certain que l’expérience a été répétée et vérifiée, ouvrant la voie à une longue controverse entre les partisans de l’opinion de Galvani selon laquelle le courant généré par un animal peut provoquer une contraction et ceux d’Alessandro Volta , qui affirmait que la cuisse de grenouille ne servait que de détecteur d’infimes différences de potentiel électrique à l’extérieur de celle-ci.
Les partisans de Galvani ont réalisé une expérience dans laquelle aucune source externe d’électricité n’était présente, prouvant ainsi que le courant généré par un animal pouvait provoquer la contraction musculaire. Mais il était également possible de provoquer une contraction par contact avec des métaux ; Volta a mené de telles enquêtes, et elles ont abouti à son invention de la pile électrique, qui était si importante qu’elle a éclipsé les recherches de Galvani. En conséquence, l’étude du potentiel électrique chez les animaux a disparu de la considération scientifique jusqu’en 1827.
Parce que pendant de nombreuses années la cuisse de grenouille a été le détecteur le plus sensible des différences de potentiel électrique, l’acceptation finale de l’idée que des courants peuvent être générés par des tissus vivants a dû attendre la construction des galvanomètres suffisamment sensibles pour mesurer les courants infimes générés dans les muscles et les petites différences de potentiel à travers les membranes nerveuses. Les galvanomètres ont été construits par le grand électro physiologiste allemand du XIXe siècle Du Bois-Reymond, professeur de physiologie à Berlin. Ses recherches sur le courant musculaire et le potentiel électrique des nerfs dépendaient d’un galvanomètre de sa propre conception qui nécessitait 3,17 miles (5,10 kilomètres) de fil enroulé en 24 000 tours. La recherche dans ce domaine, appelé neurophysiologie, a pris de l’ampleur avec une meilleure compréhension des phénomènes électriques et de la physiologie cellulaire ; il a servi de point d’origine pour la biophysique.
La biophysique est également née des recherches surgradients de diffusion et pression osmotique – deux forces responsables du flux passif de matière dans les organismes vivants. La pression osmotique, la pression qui se développe dans une solution séparée d’un solvant par une membrane perméable uniquement au solvant, a été décrite pour la première fois par L’abbé JA Nollet , devenu professeur de physique expérimentale au Collège de Navarre. Les membranes semi-perméables nécessaires pour produire le flux de fluide qui caractérise les phénomènes osmotiques provenaient initialement de sources biologiques ; scientifique français René Dutrochet écrivait en 1828, « il ressort de ces nouvelles études que les phénomènes endosmotiques et exosmotiques, que j’ai découverts, appartiennent à une nouvelle classe de phénomènes physiques, dont la puissante intervention dans le phénomène vital n’est plus douteuse ». Suite aux premières mesures quantitatives par le botaniste WFP Pfeffer, les lois fondamentales régissant la diffusion ont été énoncées par Adolf Fick, qui publia en 1856 ce qui est probablement le premier texte de biophysique, Die medizinische Physik (« Physique médicale »). Fick a développé les lois de la diffusion non pas à partir de l’expérience mais par analogie avec les lois régissant le flux de Chauffer; des expériences de laboratoire ultérieures ont prouvé que l’analogie était quantitativement exacte.
L’investigation physique et chimique fusionnée dans la chimie physique, un sujet qui a commencé à se développer avec l’émergence du Zeitschrift für Physikalische Chemie en 1887, une revue fondée par un chimiste néerlandais Jacobus van’t Hoff et chimiste allemand Guillaume Ostwald. Le premier volume contient les contributions des physiciens les plus réputés de l’époque, dont van’t Hoff, Ostwald, François Raoult et Svante Arrhenius. Ils s’intéressaient aux réactions en solution, un sujet central en biologie car le milieu intérieur de toutes les cellules vivantes est aqueux et les réactions chimiques qui entretiennent la vie ont lieu dans l’eau. Les intérêts scientifiques de van’t Hoff en particulier ont transcendé les frontières entre les disciplines. Il souligna l’importance des lois de l’osmose, qu’il avait clairement délimitées, pour l’économie de tous les processus vivants.
Alan Lloyd Hodgkin (1914-1998)
Alan Lloyd Hodgkin était un physiologiste et biophysicien anglais qui a partagé (avec son compatriote Sir Andrew Huxley et le scientifique australien Sir John Eccles) le prix Nobel de physiologie ou médecine en 1963, pour la découverte des processus chimiques impliqués dans la conduction nerveuse, plus précisément, découvertes concernant les mécanismes ioniques impliqués dans l’excitation et l’inhibition dans les portions périphérique et centrale de la membrane des cellules nerveuses. Hodgkin et Huxley ont effectué leurs travaux sur le soi-disant axone géant du calmar de l’Atlantique, Loligo pealei, ce qui leur a permis d’enregistrer des courants ioniques, ce qui n’aurait autrement pas été possible dans presque tous les autres neurones, ces cellules étant trop petites pour être étudiées par le techniques de l’époque.
https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/1963/hodgkin/biographical/
https://www.britannica.com/biography/Alan-Hodgkin
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6301164/