Contribution à l'étude de l'organisation temporo-spatiale de la sensibilité somesthésique normale - article ; n°1 ; vol.54, pg 53-81

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L'année psychologique - Année 1954 - Volume 54 - Numéro 1 - Pages 53-81
Les auteurs ont effectué une étude de la sensibilité cutanée en ayant recours à une stimulation des téguments par chocs électriques couplés. 1° II apparaît qu'un intervalle minimum de l'ordre du 1/20 de sec au 1/10 de sec doit séparer deux stimuli successifs d'intensité égale et appliqués au même point, pour en permettre une perception temporelle discriminative. 2° Au-dessous de ce seuil de discrimination temporelle il existe une fusion additive des deux stimulations sous la forme d'une sensation plus intense. 3° Le seuil de discrimination temporelle est relativement stable chez le même sujet, varie modérément d'un sujet à l'autre et paraît indépendant de la région cutanée stimulée. L'intensité modifie considérablement le seuil de discrimination temporelle : une augmentation de l'intensité des stimuli abaisse le seuil de discrimination. 4° Lorsque les deux stimuli cutanés sont appliqués en deux points distants, permettant leur séparation spatiale, la notion de seuil de discrimination temporelle se trouve remplacée par celle de succession de deux perceptions distinctes ,celle de fusion additive par la notion de simultanéité. 5° Lorsque les deux stimuli cutanés successifs dans le temps, sont appliqués dans la même région, à des distances variables l'un de l'autre, des interactions des données perceptives spatio temporelles peuvent être mises en évidence. 6° Des essais de discrimination proprioceptive lors de contrac tions musculaires sucessives ont également été tentés. 7° Les processus neuro-physiologiques élémentaires, base des phénomènes perceptifs décrits sont discutés. Le seuil de la discrimination temporelle et la fusion additive pourraient être le fait des fibres noci-réceptrices miyélinisées L'existence de sommation spatiale est envisagée. Quelques corrélations avec des notions psycho-physiologiques connues sont évoquées. 8° En conclusion se trouve souligné l'intérêt de la notion de séparation temporelle de deux phénomènes somesthésiques.
29 pages
Source : Persée ; Ministère de la jeunesse, de l’éducation nationale et de la recherche, Direction de l’enseignement supérieur, Sous-direction des bibliothèques et de la documentation.
Publié le : vendredi 1 janvier 1954
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Jean Scherrer
Jacques Barbizet
Maryvonne Oudot-Le Hénaff
Contribution à l'étude de l'organisation temporo-spatiale de la
sensibilité somesthésique normale
In: L'année psychologique. 1954 vol. 54, n°1. pp. 53-81.
Résumé
Les auteurs ont effectué une étude de la sensibilité cutanée en ayant recours à une stimulation des téguments par chocs
électriques couplés. 1° II apparaît qu'un intervalle minimum de l'ordre du 1/20 de sec au 1/10 de sec doit séparer deux stimuli
successifs d'intensité égale et appliqués au même point, pour en permettre une perception temporelle discriminative. 2° Au-
dessous de ce seuil de discrimination temporelle il existe une fusion additive des deux stimulations sous la forme d'une sensation
plus intense. 3° Le seuil de temporelle est relativement stable chez le même sujet, varie modérément d'un sujet à
l'autre et paraît indépendant de la région cutanée stimulée. L'intensité modifie considérablement le seuil de discrimination
temporelle : une augmentation de l'intensité des stimuli abaisse le seuil de discrimination. 4° Lorsque les deux stimuli cutanés
sont appliqués en deux points distants, permettant leur séparation spatiale, la notion de seuil de discrimination temporelle se
trouve remplacée par celle de succession de deux perceptions distinctes ,celle de fusion additive par la notion de simultanéité. 5°
Lorsque les deux stimuli cutanés successifs dans le temps, sont appliqués dans la même région, à des distances variables l'un
de l'autre, des interactions des données perceptives spatio temporelles peuvent être mises en évidence. 6° Des essais de
discrimination proprioceptive lors de contrac tions musculaires sucessives ont également été tentés. 7° Les processus neuro-
physiologiques élémentaires, base des phénomènes perceptifs décrits sont discutés. Le seuil de la discrimination temporelle et la
fusion additive pourraient être le fait des fibres noci-réceptrices miyélinisées L'existence de sommation spatiale est envisagée.
Quelques corrélations avec des notions psycho-physiologiques connues sont évoquées. 8° En conclusion se trouve souligné
l'intérêt de la notion de séparation temporelle de deux phénomènes somesthésiques.
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Scherrer Jean, Barbizet Jacques, Oudot-Le Hénaff Maryvonne. Contribution à l'étude de l'organisation temporo-spatiale de la
sensibilité somesthésique normale. In: L'année psychologique. 1954 vol. 54, n°1. pp. 53-81.
doi : 10.3406/psy.1954.30158
http://www.persee.fr/web/revues/home/prescript/article/psy_0003-5033_1954_num_54_1_30158(/' Elect roiwuioUxjie Centre
\>r Ai.AJOirANi\i; de la Clinique des Maladies du système nerveux,
Hôpital de la Salpctrière, Paris
CONTRIBUTION A L'ÉTUDE
DE L'ORGANISATION TEMPORO-SPATIALE
DE LA SENSIBILITÉ SOMESTHÉSIQUE NORMALE
(Données apportées par les stimulations électriques couplées)1
par Je 111 Scherrer2, Jacques Barbizet3
et Maryvonne Oudot-Le IIénaff
INTRODUCTION
L'étude psycho- et neuro-physiologique des sensations pro
voquées par les diverses formes de stimulations cutanées a été
considérablement développée au cours des cinquante dernières
années. Il ne nous est pas possible d'en reprendre ici l'historique
et nous renvoyons pour une revue générale de ce problème aux
travaux d'ensemble de Piéron (32, 33, 34), à ceux de Leriche (28),
de Lewis (29), d'Altenburger (G), aux divers exposés consacrés
à cette question dans les Symposiums sur la Sensation et sur la
Douleur4, et enfin aux revues critiques assez récentes de
Walshe (46), Bishop (9), Wolff et Hardy (19).
Les moyens de stimulation cutanée employés ont été très
divers et parmi eux une assez large place a été faite, notamment
par des auteurs allemands d'une part, par Bishop et collabo
rateurs d'autre part, au type électrique de stimulation. Les
auteurs allemands ont pu mettre en évidence l'existence de courbes
hyperboliques d'intensité-durée, valables pour les diverses sen
sations obtenues par stimulation électrique cutanée (40). Ils
ont également efl'ectaé de minutieuses études sur les perceptions
1. Subvention de l'InsLiluL national d'Hygiène.
2. Fellow de la Fondation Rockefeller, 1950-51.
•'î. AI tache de Recherches à l'Institut national d'ilyyiùiic.
■1. Publiés dans Proceedings oj Ihr .\-ssocinIiou for lU'searc'n in Xe.ri>oiis mal
Menial Diseases en 1934 et 1913. 54 MEMOIRES ORIGINAUX
provoquées par différents types de courant (6) et, ce faisant,
abordé le problème de la sommation temporelle (41).
Bishop et ses collaborateurs ont repris la question sur des
bases nouvelles, soit en ayant recours à des procédés de stimu
lation accompagnée d'enregistrement (25, 26), soit à l'aide de
stimulations parfaitement localisées (7, 8). En même temps ces
auteurs ont essayé d'établir des corrélations précises entre les
données obtenues chez l'homme et celles de la neurophysiologie
expérimentale concernant le fonctionnement des nerfs et organes
terminaux de la sensibilité.
11 est cependant curieux de constater que, malgré les nom
breux travaux concernant la sensibilité cutanée et les possibilités
offertes par les stimulations électriques, il n'a pas été effectué à
notre connaissance d'étude consacrée à la perception de deux st
imuli électriques séparés dans le temps. Le problème de discr
imination temporelle ne paraît avoir été envisagé, à ce jour, que
de façon indirecte : soit à la faveur des études sur la fusion de
stimulations répétées à fréquence plus ou moins élevée (25), soit
encore dans un travail consacré à un effet facilitant rétro-actif
d'un deuxième choc électrique sur les effets d'un premier st
imulus (36).
L'organisation temporelle des perceptions sensitives constitue
cependant un aspect fondamental du fonctionnement du système
nerveux et il est logique d'aborder l'étude de ce fonctionnement
par une méthode de stimulations couplées, plus ou moins décalées
dans le temps. La technique du double choc électrique représente
d'ailleurs une méthode de base dans les études d'électrophysio-
logie expérimentale sur l'animal, qu'il s'agisse d'interroger le
comportement d'une structure relativement élémentaire, tel un
nerf, ou plus complexe, tel un agrégat neuronique. Du fait qu'il
y a là un problème essentiel de l'organisation fonctionnelle du
système nerveux, et en raison des corrélations possibles avec les
données expérimentales obtenues chez l'animal par la même
technique, il nous a semblé que l'étude de la perception sub
jective à des stimuli somesthésiques couplés méritait d'être
entreprise et approfondie.
MÉTHODES ET MOYENS D'INVESTIGATION
La méthode générale que nous avons utilisée consiste à
étudier les phénomènes perçus lorsque deux stimulations élec
triques indépendantes, dont on peut, varier les caractères propres BARBIZET ET OUDOT-LE I1ÊNAFF. — LA SENSIBILITÉ 55 SCHERRER,
et l'intervalle de séparation, sont appliquées au niveau des
téguments ou accessoirement à l'intérieur d'une masse muscul
aire. Les deux stimuli, qui, dans notre expérimentation, furent
uniquement des chocs électriques brefs, pouvaient être appliqués
au même endroit ou en deux points distincts.
Nous avons eu recours, au cours de nos recherches, à deux
stimulateurs différents : un stimulateur à thyratron et un stimu
lateur à multivibrateur, le premier ayant été utilisé sur une plus
large échelle que le second1. Des chocs électriques d'une durée
inférieure à 100 jjisec. ont été utilisés en règle générale.
Les électrodes de stimulation cutanée que nous avons employées
sont faites d'une armature métallique matelassée de coton hydrop
hile recouvert de toile, et peuvent garder ainsi une humidité
constante durant l'examen. Les électrodes actives de stimulation
ont un diamètre de 20 mm. ou de 5 mm. Deux types de stimula
tion des téguments ont été employés : soit une
bipolaire, dans laquelle le courant électrique passe entre deux
électrodes actives situées en général à petite distance l'une de
l'autre ; soit une stimulation monopolaire, où l'une des électrodes
actives est remplacée par une électrode de grande surface située
le plus souvent à distance. Dans le premier cas, la stimulation
se fait entre les deux électrodes actives, dans le deuxième essen
tiellement au niveau de l'électrode active de petit diamètre,
c'est-à-dire à l'endroit de densité maxima du courant.
L'étude présente concerne les résultats obtenus par l'utilisation
de la méthode qui vient d'être précisée chez 63 sujets à sensibilité
normale. Nous avons effectué chez eux 4.500 mesures, groupées
en 450 examens (voir plus loin). Le recrutement des sujets a
porté soit sur le personnel médical de la Salpêtrière, soit sur des
malades hospitalisés pour une affection n'altérant pas les percep
tions sensitives. Une note préliminaire (5) de ce travail a été
publiée en 19532.
En règle générale nous n'avons posé au sujet soumis à l'ex
amen que des questions simples. Ces questions portaient soit sur
1. Pour la description du stimulateur à thyratron voir : P. Busuit, Analyse
des réponses électriques du lobe optique à la stimulation de la voie visuelle chez
quelques vertébrés inférieurs (Thèse de Doctorat es Sciences, Paris, 1953).
Le schéma du deuxième stimulateur est donné dans la note de D. Feuer et
J. Scherrer, Présentation d'un stimulateur à impulsions rectangulaires
(Rev. neurol., 1953, 8K 435-437).
2. Nous avons étudié en plus des sujets normaux 49 malades atteints de
troubles de la sensibilité, sur lesquels 950 mesures ont été effectuées. Les résul
tats de ces mesures feront l'objet d'une autre publication. 56 MÉMOIRES ORIGINAUX
l'intensité de la sensation, soit sur la nature simple ou double de
celle-ci. Des temps différents de l'examen étaient réservés pour
juger de la notion d'intensité ou de la notion de perception
simple ou double.
En ce qui concerne V échelle d 'intensité, nous nous sommes
bornés à envisager 3 niveaux subjectifs de sensation : sensation
liminaire, sensation moyenne correspondant à une perception
nette et enfin douloureuse.
Le stimulus liminaire donne le seuil de la perception cons
ciente : le choc électrique est perçu sous la forme d'un contact
extrêmement bref et faible au niveau des plans cutanés. Dans le
choc d'intensité moyenne, la perception consciente est celle d'un
contact brusque, net, non douloureux. Le choc douloureux enfin
est nettement individualisé par les différents sujets1.
Dans le domaine de la discrimination temporelle entre deux
stimuli cutanés, le sujet devait simplement préciser si la sensation
était unique ou s'il percevait deux phénomènes successifs dans le
temps. Il est nécessaire de souligner à ce propos que, la
majorité des cas, le sujet faisait immédiatement la différence entre
les deux types de perception, simple ou double ; comme nous le
verrons plus loin, il maintenait de façon ferme cette séparation
qui lui était apparue évidente d'emblée.
A côté des notions d'intensité et de discrimination dans le
temps de deux stimuli, nos examens ont encore porté sur la
comparaison d'intensité de deux chocs électriques appliqués au
niveau de la peau. Ici encore, les réponses que nous demandions
au sujet correspondaient à un schéma simple. Deux sensations
étaient de même intensité ou d'iatensité différente, Tune étant
plus forte que l'autre ; on ne recherchait pas de distinctions
graduées ni de description subjective de la sensation, puisque
distinction et description, quelle que puisse être leur valeur au
point de vue de l'analyse introspective des sensations, se prêtent
peu à l'étude portant sur un certain nombre de sujets. Dans
1. L'intensité subjective de perception d'un stimulus ne varie pas au cours
d'un examen si l'intensité physique du choc électrique reste elle-même fixe.
Nous avons précisé ce fait dans quelques cas en ayant recours à l'oscillo^r-aplue
cathodique. La môme méthode nous a permis tic vérifier que pour deux stimu
lations faites à des intervalles d'une ou plusieurs secondes, la notion subjective
d'égalité d'intensité correspondait de façon très satisfaisante à une amplitude
physique identique des deux stimuli. Lorsque le sujet affirme l'ég-nlité d'intens
ité de deux chocs, leur tension en volts coïncide à 1 /10 ou 1 /'20 près
(cf. Piï'.kon, 1938). Ce sont ces diverses constatations quant à la fidélité relative
de ht sensation par rapport à la stimulation qui nous ont run eue ô utiliser une
appréciation uniquement subjc/live des intensités. •
BARBIZET ET OUDOT-LE IIÉNAFF. — LA SENSIBILITÉ 57 SCHEURER,
quelques cas cependant, nous avons été amenés à pousser plus
loin l'analyse de la sensation elle-même ; nous en avons tenu
bien moins compte que des données perceptuelles plus simples
recueillies sur un plus grand nombre de sujets.
RÉSULTATS
Lorsque deux stimulations cutanées successives d'intensité
subjective équivalente sont appliquées au même point ou, comme
nous le verrons plus loin, en deux points très rapprochés et non
distingués spatialement, les sensations perçues sont différentes
selon l'intervalle qui sépare les deux stimulations. En schémati
sant quelque peu, il est possible de distinguer 3 zones de sensations
différentes, fonction de l'intervalle de séparation des stimuli.
Une première zone intéresse les intervalles faibles : les deux st
imuli électriques successifs sont perçus en tant que sensation
unique. Cette sensation unique est plus intense que celle déter
minée par chacun des deux chocs appliqués isolément ; il y a là
par conséquent un phénomène d'addition. La deuxième zone
constitue une marge d'incertitude ; elle intéresse, en première
approximation, les intervalles allant du 1/20 au 1/10 de seconde :
ici les perceptions sont plus difficilement analysables, parfois
interprétées en tant que sensation unique, parfois en tant que
sensation double à deux éléments très rapprochés. La troisième
zone est celle où les stimuli successifs sont perçus de façon
constante et nette, en tant que phénomènes sensitifs distincts.
Cette classification en trois zones successives est valable dans
les conditions d'examen employées par nous. Elle est vraie pour
une gamme d'intensités de stimulation assez étendue, allant des
chocs liminaires aux chocs douloureux inclusivement.
Il existe, avons-nous dit, un intervalle nécessaire minimum
assez élevé pour la discrimination temporelle de deux stimulations
cutanées électriques de même intensité. Cet intervalle ne se situe
cependant pas à un niveau immuable au cours d'un même examen.
Entre la zone de sommation et celle des perceptions séparées
dans le temps se place une marge d'incertitude qui s'étend, selon
les cas, sur 30 à 60 ms. L'utilisation de la méthode constante,
classique en biométrie, nous a permis de préciser un seuil de
discrimination temporelle (SDT) valable pour un examen donné.
La marge d'incertitude ainsi que les franges temporelles atte
nantes étaient subdivisées en une série d'intervalles fixes situés
toutes les vingt millisecondes (par exemple 40, 60, 80 et 100 ms.). 58 MÉMOIRES ORIGINAUX
Chacun de ces intervalles était l'objet de 10 mesures de discr
imination temporelle. (Il va de soi qu'au cours des l'inter
valle exploré est modifié après chaque couple de chocs.) Nous
admettons que la discrimination temporelle a lieu à un inter
valle donné si dans la moitié des mesures effectuées au moins le
sujet perçoit pour cet intervalle deux sensations successives.
Cette méthode statistique se montre applicable dans l'étude qui
nous intéresse. Les seuils de discrimination temporelle obtenus
au cours d'un même examen tracent, en effet, une ogive de Galton
assez régulière.
La méthode de détermination du SDT cutané au cours d'un
examen étant précisée, nous envisagerons successivement dans
l'étude de nos résultats : le niveau de discrimination temporelle,
la sommation qui existe pour des intervalles de temps inférieurs à
ce niveau et la perception distincte qui se fait pour des intervalles
supérieurs. Nous présenterons ensuite des aspects de corrélation
spatiale et terminerons en esquissant quelques données concernant
la discrimination temporelle proprioceplive.
I. — Le niveau de discrimination temporelle
a) Élude analytique :
Les variations du SDT chez le même sujet dans une même région
cutanée sont représentées sur la ligure 1. Les deux courbes en
traits pleins comprennent chacune 170 mesures. La courbe supé
rieure se rapporte à la cheville droite, la courbe inférieure à la
cheville gauche. La médiane pour la cheville droite se place
à 80 ms., les E. Q. étant de + 1 i ; pour la cheville gauche, la
médiane est à 70 ms., avec des K. Q. identiques : ■■-;- 14 (stimuli
d'intensité moyenne).
Le SDT chez différents sujets. - le SDT a été étudié dans la
même région (face dorsale du poignet) chez 4 sujets dilïérents. Le
nombre de mesures effectuées par sujet est variable, allant
de 60 à 180. Trois des sujets étudiés ont des médianes à 75 ms.,
80 ms. et 88 ms. Chez le quatrième la médiane est située à 110 ms.
(stimuli d'intensité moyenne).
Le SDT dans différentes régions cutanées. — Nous ne possédons
pas de données statistiques su Misantes portant sur le SDT d'un
même sujet étudié au niveau de différentes régions cutanées.
Cela supposerait un nombre ilevé de mesures effectuées chez
celui-ci et se heurte à des difficultés d'ordre pratique non négli
geables. Néanmoins, ce problème peut être envisagé de façon
indirecte, en éludianl la discrimination lemporelle non point sur BARBIZET ET 0ÜDÖ1-LE HÉNAfF. LA SENSIBILITÉ 59 SCHERRER,
le même sujet mais sur un groupe de sujets chez lesquels on aura
effectué un certain nombre de mesures en diverses régions
cutanées.
La figure 2 représente 3 courbes obtenues sur un cer
tain nombre de sujets chez lesquels on a procédé à des mesures
du SDT au niveau de l'index, du poignet et du dos. Il a été uti-
Fig. 1. -- SDT chez le même sujet
En traits pleins, SDT .mesuré pour deux stimuli d'intensité moyenne appli
qués au même point au niveau des plans cutanés de la cheville droite (courbe
du haut) et de la cheville gauche (courbe du bas).
En trails interrompus, SDT pour deux stimuli appliqués en deux points
symétriques du corps (chevilles droite et eauche). Les 'A courbes représentent
chacune le résultat de 170 mesures.
lise 880 mesures sur 26 sujets pour la courbe du poignet,
220 mesures sur 20 sujets pour celle de l'index et 220 mesures
sur 20 sujets pour celle du dos : un bon nombre de sujets a fait
l'objet de mesures pour chacune des 3 régions. La fi ure 2 met
en évidence des médianes et des E. Q. peu différents (poi
gnet 98 .±20, index 95 ±25, dos 80 ±23) (Stimuli d'intensité
moyenne).
La totalité des mesures obtenues sur 00 sujets normaux se groupe
sous la forme d'une ogive régulière avec une médiane à 92,
les E. Q. étant de 20, symétriques par rapport à la (St
imuli d'intensité moyenne). MEMOIRES ORIGINAL. \
Le SDT et l'intensité de stimulation. — Les diverses mesures
dont il a été fait état jusqu'à présent concernent des stimulations
cutanées d'intensité moyenne, les deux stimuli étant perçus nets
et égaux entre eux. Le rôle que pouvait avoir l'intensité de la
200 r
B8
Fig. 2. — SDT au niveau de 'A régions différentes (de haul en bas, en regard
de la médiane, poignet, index et dos) chez 20 sujets. Chacune des courbes
représente 200 à 880 mesures. Stimuli d'intensité moyenne.
stimulation sur la grandeur du SDT devait être précisé. A cette
fin, nous avons étudié les variations du SDT selon que l'intensité
de la stimulation était minime (perception liminaire), moyenne
(perception nette) ou assez intense (perception infra-doulour
euse). La figure 3 groupe 3 courbes du SDT fonction de l'intensité
des stimuli ; elles sont faites à partir d'un nombre restreint de
mesures effectuées chez 15 sujets (chaque courbe représente BARBIZET ET OUDOT-LE HENAFF. LA. SENSIBILITÉ 61 SCHERRER,
150 mesures). La courbe du haut traduit le SDT de stimulations
liminaires (médiane 143), celle du milieu le de
moyennes 97), la courbe du bas le SDT de
infra-douloureuses (médiane 81).
b) Vue d'ensemble du seuil de discrimination temporelle :
Nous venons d'étudier les variations du SDT selon les sujets,
Mesures
Fig. 3. — Rôle de l'intensité des stimuli dans la discrimination temporelle.
Valeur du SDT chez 15 sujets différents pour des stimuli d'intensité croissante
non douloureux (courbe du haut intensité I, moyenne intensité II, courbe du
bas intensité III en unités arbitraires).
selon les diverses régions cutanées et enfin fonction de l'intensité
de la stimulation. Les constatations qui se dégagent des faits
rapportés peuvent se résumer brièvement en disant que le SDT est
pratiquement identique dans les diverses régions cutanées, varie
modérément d'un sujet à l'autre et présente des différences import
antes selon l'intensité de la stimulation. En outre le SDT nous a
paru indépendant des montages utilisés, uni- ou bipolaire, de la
taille des électrodes employées entre 5 et 20 mm. de diamètre,
et enfin, dans certaines limites, de la durée des chocs de stimu
lation : chez 4 sujets, le SDT s'est montré identique pour des
stimulations d'intensité subjective égale et non douloureuses avec

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