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Une partition musicale pour la maladie
Lorsqu'il est mis en musique, le cancer du côlon sonne un peu étrange. C'est le constat de Gil Alterovitz , chercheur à la Harvard Medical School qui développe un programme informatique qui traduit l'expression des protéines et des gènes en musique. Dans sa traduction acoustique, l'harmonie représente la bonne santé et la discorde indique la maladie.
Joindre les points : Un chercheur de Harvard a traduit des gènes (cercles) en musique en traçant la relation (lignes) entre eux et en déterminant les réseaux clés (nœuds rouges). Chaque réseau se voit attribuer une note musicale.
À tout moment dans chacune de nos cellules, des milliers de gènes produisent leurs produits moléculaires tandis que des milliers d'autres sont sénescents. Le profil des gènes activés ou désactivés est en constante évolution, avec des maladies spécifiques telles que le cancer, par exemple.
À la recherche d'un moyen plus simplifié de représenter la bibliothèque complexe d'informations inhérentes à l'expression des gènes, Alterovitz a décidé de représenter ces changements avec de la musique. Il espère que les médecins pourront un jour utiliser sa musique pour détecter précocement les changements liés à la santé dans l'expression des gènes via un glissement musical dans la discorde, améliorant potentiellement les résultats d'un patient.
La première étape de la conversion gène en son consistait à réduire plusieurs mesures à quelques signaux fondamentaux, chacun pouvant être représenté par une note différente. Ensemble, les notes formeraient un accord harmonique dans des états normaux et sains et deviendraient de plus en plus désaccordées à mesure que les principaux signes physiologiques se dérèglent, signalant une maladie.
Multimédia
Écoutez des exemples de musique génétique.
Alterovitz a utilisé la modélisation mathématique pour déterminer les relations entre les signaux physiologiques. Tout comme les divers systèmes d'une automobile, de nombreux signes physiologiques fonctionnent en synchronie pour maintenir un corps en bonne santé. Ces signaux [ne sont] pas des parties isolées, dit Alterovitz. Comme dans une voiture, un engrenage travaille avec d'autres engrenages pour contrôler, par exemple, la direction assistée. De même, il existe de nombreuses corrélations entre les variables physiologiques. Si la fréquence cardiaque est plus élevée, d'autres variables se déplaceront ensemble en réponse, et vous pouvez simplifier cette redondance et ces informations.
Le son du cancer : Une population de gènes et leurs protéines associées dans un modèle de cancer du côlon a été transposée en musique. Le résultat est une composition peu harmonieuse, comparée à des échantillons sains qui sonnent plus harmonieux.
À l'aide des données recueillies lors d'une étude de l'expression des protéines dans le cancer du côlon, Alterovitz a analysé plus de trois mille protéines apparentées impliquées dans la maladie. Il a réduit les milliers de protéines à quatre réseaux clés, en utilisant diverses bases de données génétiques qui répertorient les relations entre les gènes et les protéines. Il a ensuite attribué une note à chaque réseau, et ensemble, ces notes ont formé un accord harmonique. Il a comparé la musique d'ensembles de données humains normaux et sains à celle des échantillons de cancer du côlon et a découvert que, selon son modèle, le cancer du côlon semblait inharmonieux.
Les chercheurs pourraient être en mesure de traduire d'autres maladies en musique en ajustant le système développé par Alterovitz. Par exemple, les chercheurs peuvent identifier des réseaux de protéines liés au trouble d'intérêt, puis attribuer des notes qui, en combinaison, forment des accords inharmonieux, par rapport à leurs homologues sains.
Il ajoute que la technique peut avoir des applications en dehors de la médecine, comme pour simplifier les informations pour les contrôleurs aériens, et dans toute autre industrie qui nécessite l'analyse de grands ensembles de données. Il est également possible d'utiliser la musique protéinée uniquement pour la musique : un DJ de la région de Boston a exprimé son intérêt à jouer la musique d'Alterovitz dans les bars locaux, une source de revenus potentielle pour les musiciens et les mathématiciens.