Le scanner intraoral Planmeca résout les mystères de la nature

Le chercheur Henry Pihlström tient un petit crane de chauve-souris dans les mains et montre avec enthousiasme ses petites canines. Le musée finlandais d’histoire naturelle est connu pour ses énormes squelettes qui ont inspiré des générations entières. Cette fois, nous avons été invités pour une visite privée du musée et nous avons également pu avoir un aperçu des coulisses de l’exposition : la collection d’ossements du musée.

Nous sommes venus au musée d’histoire naturelle interviewer le chef technicien du Musée, Janne Granroth, sur les collections et leur importance. Granroth nous fait traverser un labyrinthe de couloirs avant d’arriver dans une pièce froide située sous les galeries du musée. Je suis emmitouflée dans mon manteau, alors que M.Granroth et le chercheur M. Pihlström, qui fouillent parmi les trésors de la collection, en manches courtes, ne semblent pas souffrir de l’air froid destiné à protéger la collection. Je regarde les os autour de moi et je me dis que je n’aurais jamais imaginé me retrouver là avant de travailler pour Planmeca.

Musée d’histoire naturelle finlandais

Le chercheur Henry Pihlström (à gauche) et le chef technicien du musée Janne Granroth observant la collection d’ossements du musée d’histoire naturelle finlandais.

Les phoques annelés imposent le scanner Planmeca aux chercheurs

Mais quel peut bien être le lien entre Planmeca et le musée d’histoire naturelle en cette journée d’automne ? Revenons un peu en arrière. Au printemps 2015, Planmeca a reçu un appel de l’université d’Helsinki. Un éminent chercheur en biologie du développement évolutif, Jukka Jernvall, était à la recherche d'un dispositif adapté à ses recherches.

M. Jernvall est connu pour son travail innovant sur l’évolution des dents et, selon lui, « les dents sont une fenêtre sur les millions d’années passées ». Lorsqu’ils ont contacté Planmeca, lui et son équipe étaient en train d’étudier l’histoire des phoques annelés de Saimaa et le développement de leurs dents.

Pour cela, Jernvall avait besoin d’un moyen pour enregistrer numériquement ses jeux de dents, mais les outils d’imagerie dont il disposait étaient trop lents et leur précision laissait à désirer. C’est la raison pour laquelle Jernvall a appelé Planmeca pour l’acquisition d’un scanner intraoral PlanScan Planmeca.

Le scanner s’est très vite avéré à la fois rapide, précis et, grâce à sa taille compacte, facile à déplacer d’un site de recherche à un autre. L’expertise de Planmeca a aussi permis d’effectuer des réglages au niveau de Planmeca Romexis® pour que le logiciel soit adapté aux besoins de l’université et aux dents du phoque annelé, assez différentes des dents humaines.

Cette collaboration a révélé une plus large gamme d’applications pour le scanner et la nouvelle s’est répandue. Depuis, le scanner Planmeca a été utilisé en paléontologie, c’est-à-dire l’étude scientifique de la vie préhistorique notamment à travers les fossiles, pour examiner des dents de pandas, d’ours des cavernes, d’ours polaires et même de souris et de cochons.

Aujourd’hui, de nombreux paléontologues finlandais utilisent les dispositifs et les logiciels d’imagerie 3D dans leur travail, ce qui attire l’attention du monde entier sur ce domaine. C’est précisément cette branche fascinante de l’activité de Planmeca qui nous a menés à la collection d’ossements du musée.

La recherche sur les fossiles passe au numérique

Une pile de bois d’élan énormes pointe vers moi depuis une boîte à proximité. Je m’attends à ce qu’un élan sorte la tête du tas, mais les os restent immobiles.

« Nous possédons des échantillons de tous les groupes de vertébrés dans notre collection », déclare Granroth. « Ici, vous trouverez des poissons, des reptiles, des amphibiens, des oiseaux, ainsi que des os et des squelettes de mammifères qui représentent la majorité de notre collection. De nombreux échantillons se composent seulement de cranes, mais d’autres comportent le squelette entier. Certains échantillons ont même gardé leur peau. »

Je jette un œil dans une autre pièce où un panda au pelage roux me fixe de ses yeux, réduit à deux trous noirs. Le chercheur Henry Pihström me demande si je veux prendre des photos alors qu’il soulève des cranes de singe de la collection. Entre temps, le chef technicien du musée, M. Granroth, a sorti un crane de baleine blanche dont les orbites vides semblent me regarder avec impatience.

« Les échantillons présents ici sont principalement destinés à la recherche, à l’enseignement universitaire et à des fins d’information générale, mais ils sont particulièrement intéressants pour la recherche. Les chercheurs viennent ici faire des études ou scanner des échantillons avec vos dispositifs », déclare Granroth.

Le chercheur Henry Pihlström tenant un crane de chauve-souris.

Les cranes de chauve-souris présentés par Pihlström sont des exemples d’échantillons scannés avec Planmeca PlanScan. Les plus petites chauves-souris ont des cranes si petits et si fins que la plupart des scanners ne sont pas en mesure de les traiter mais, ici encore, le scanner Planmeca y parvient. En effet, le crane minuscule de la chauve-souris vampire ressemble plus à un trophée que l'on accrocherait au mur d’une maison de poupée qu’aux légendes de la tristement célèbre chauve-souris et la main de Pihlström paraît énorme en comparaison.

« De nombreux chercheurs qui viennent ici utilisent nos dispositifs. Nous espérons qu’un jour notre collection sera entièrement numérisée », nous dit Granroth. « Dans l’idéal, nous aimerions avoir un système en ligne où le numéro de série de chaque échantillon correspondrait à une impression numérique, ce qui nous permettrait de partager nos ressources avec les chercheurs du monde entier. »

Les dents font l’objet de recherches en développement évolutif

Deux semaines se sont écoulées depuis notre visite au musée d’histoire naturelle et nous nous retrouvons de nouveau entourés de fossiles. Cette fois, nous rencontrons la chercheuse Jacqueline Moustakas-Verho au Kumpula Manor d’Helsinki. Construit dans les années 1800, le manoir qui est désormais un jardin botanique, accueille aujourd’hui les géologues du musée d’histoire naturelle.

Mme Moustakas-Verho nous dit que Jukka Jernvall l’a convaincue de quitter les États-Unis et de venir en Finlande, il y a six ans. Le travail de Jernvall sur les dents avait fait une forte impression sur elle et l’avait convaincue de son désir de travailler avec ce chercheur renommé. Je n’avais jamais réalisé à quel point la recherche sur les dents fossiles était importante en Finlande : un sujet qui passionne de nombreuses personnes dans le monde entier à tel point que cela les persuade même de venir s’installer ici dans le nord.

« L’université d’Helsinki est l’une des institutions les plus importantes au monde en matière de recherche sur les dents fossiles. Les gens viennent du monde, de la France ou du Japon par exemple, faire des recherches sur les dents», me confie Mme Moustakas-Verho.

Son chemin vers la Finlande l’a d’abord menée de l’université de Boston à l’université de Berkeley en Californie, avant de s’achever finalement à l’université d’Helsinki.

« À l’université de Boston, j’ai beaucoup appris sur l’évolution des oiseaux et des dinosaures. Puis, pour mon doctorat, je suis allée à Berkeley en Californie, où j’ai étudié la biologie évolutive. Là, j’ai commencé à m’intéresser particulièrement à la biologie du développement évolutif, qui étudie la façon dont les plantes et les animaux évoluent vers les êtres vivants qu’ils sont actuellement et j’ai commencé à étudier les tortues. »

« À Berkeley, il y avait ce professeur qui avait pris l’habitude de laisser traîner sur mon bureau des articles intéressants sur le développement évolutif. C’est parmi ces articles que j’ai trouvé une étude de Jernvall sur le développement de la dent de souris qui m’a absolument fascinée ! Ça m’a réellement ouvert les yeux et m’a fait réaliser que je devais travailler sur les dents. J’ai alors écrit à Jernvall à propos de mes études post-doctorales et il m’a proposé de venir en Finlande. Et c’est ainsi que j’ai commencé à étudier les ours des cavernes avec le professeur Jernvall et le groupe de recherche en développement évolutif à l’université d’Helsinki de biotechnologie », nous résume Mme Moustakas-Verho à propos de sa venue en Finlande.

Mme Moustakas-Verho dit que les dents sont un excellent sujet de recherche en biologie du développement évolutif car, une fois que les dents sont formées, elles ne changent de forme qu’avec l’usure.

« J’aime les dents en biologie évolutive, car elles nous révèlent souvent ce que l’animal mangeait et comment elles se sont adaptées à ce régime alimentaire. Il est intéressant de comprendre pourquoi tel animal a une forme différente de tel autre. »

Les scanners légers voyagent avec les chercheurs

Pour l’étude des ours des cavernes, Mme Moustakas-Verho nous dit qu’elle et son groupe de recherche de l’institut de biotechnologie utilisent le scanner Planmeca pour modéliser des dents d’ours bruns, d’ours noirs, d’ours malais, d’ours polaires et de pandas géants, qu’ils comparent ensuite à des modèles de dents d’ours des cavernes similaires.

La collection d’ossements et de cranes d’ours des cavernes datant du 19ème siècle du professeur Alexander von Nordmann, conservée au Kumpula Manor, a joué un rôle central dans cette recherche. Les recherches de Mme Moustakas-Verho ont révélé que les molaires de l’ours des cavernes étaient plus complexes que celles de tous les autres ours, ce qui indique que son régime était presque exclusivement herbivore.

La chercheuse Jacqueline Moustakas-Verho scannant des dents d’ours des cavernes avec le scanner Planmeca PlanScan.

Mme Moustakas-Verho nous amène de nouveau découvrir les collections du manoir. Le vieux plancher craque sous nos pieds, mais les ours des cavernes restent imperturbables. Les os sont immobiles dans leur vitrine. Les énormes dents de l’ancien ours des cavernes me semblent avoir mastiqué plus que de l’herbe. Mme Moustakas-Verho prend l’os de la mâchoire d’un ours des cavernes dans ses mains.

« Jernvall et la chercheuse Yoland Savriama m’ont présenté le scanner Planmeca. Avec leur équipe, ils étudiaient les phoques annelés et j’ai même scanné quelques phoques pour Jukka. Après cela, j’ai voulu essayer le dispositif sur les ours des cavernes. J’avais déjà essayé un autre scanner mais il était trop lourd pour le voyage. Le scanner Planmeca fonctionnait très bien et je l’ai emmené avec moi jusqu’au musée d’histoire naturelle du Danemark pour scanner des échantillons d’ours polaires », nous raconte Mme Moustakas-Verho, alors qu’elle démarre un ordinateur connecté au Planmeca PlanScan.

Sur les murs, les photos des chercheurs des décennies passées observent la procédure et, alors que la lumière du scanner balaie la surface des dents pour produire une impression numérique sur l’écran de l’ordinateur, j’ai le sentiment que le passé rejoint le présent en toute harmonie. Je me demande si le collectionneur Alexander von Nordmann aurait pu imaginer dans les années 1800 à quoi ressemblerait une recherche préhistorique de nos jours.

Texte de : Sanna Tolmunen
Traduction : Aleksandra Nyholm