De la sommation spatiale des impressions lumineuses au niveau de la fovea - article ; n°1 ; vol.30, pg 87-105

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L'année psychologique - Année 1929 - Volume 30 - Numéro 1 - Pages 87-105
19 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 : mardi 1 janvier 1929
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Henri Piéron
V. De la sommation spatiale des impressions lumineuses au
niveau de la fovea
In: L'année psychologique. 1929 vol. 30. pp. 87-105.
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Piéron Henri. V. De la sommation spatiale des impressions lumineuses au niveau de la fovea. In: L'année psychologique. 1929
vol. 30. pp. 87-105.
doi : 10.3406/psy.1929.4918
http://www.persee.fr/web/revues/home/prescript/article/psy_0003-5033_1929_num_30_1_4918V
DE LA SOMMATION SPATIALE DBS IMPRESSIONS
LUMINEUSES AU NIVEAU DE LA POVËA *
Par
II n'y a pas de loi générale de la sommation spatiale des'
impressions lumineuses sur l'étetlduë de la rétine * : L'hétéro
généité de öelle^ci, à la fois däils là répartition dés deux «cat
égories d'éléments récepteurs, à caractéristiques nettement dif
férentes, et dans la condensation, au niveau des conducteurs^
des récepteurs superficiels, condensation qui cMt au fur et
à mestii'è qu'dfl s'éloigne du centre de la rétinëj mais lion éga
lement vite en toutes directions, ont pour conséquence que le
taux dé Sommation dépend : 19 de lä composition dfe la lumière
et des radiations prédominantes ; 2° du niveau de brillance ;
3° de la durée de stimulation (quand celle-ci est assez brève) ;
4° de l'ordre de grandeur de la plage ; 5° de là région rétinienne
excitée (et, dans une certaine mesure, de la fortne de là sur
face 3) ; 6° de l'état d'adaptation préalable.
Nous avons signalé autrefois l'action de la durée *.
Et les recherches poursuivies avec KÎeitman ont montré,
ls Note préliminaire : H. Piéron, La sommation superficielle des impress
ions lumineuses au niveau de la fovéa (C. R. Société de Biologie, CI, 1929,
p. 1104-1108).
2. Cf. H. Piéron, Les lois générales de la sensation (Journal de Psychologie,
XXV, 1928, p. 513).
3. C'est ainsi que Prentice Reeves a trouvé des différences pour un rec
tangle disposé à grand côté vertical ou horizontal.
4. H. Piéron, De la variation de l'énergie liminaire en fonction de la sur
face rétinienne excitée pour la vision fovéale, et de l'influence réciproque de
ia durée et de la surface d'excitation sur la sommation spatiale et temporelle
pour la vision fovéale et périphérique (cônes et bâtonnets). (G. R. Soc. de
Biologie, LXXXIII, 1920, p. 1072-1076). «•l ■■/
88 MEMOIRES ORIGINAUX
pour un certain nombre de régions rétiniennes définies, la va
riabilité de la sommation en fonction de la grandeur de la plage,
de la composition de la lumière et de l'état d'adaptation pour
un niveau de brillance liminaire 1.
Les récentes recherches de Möller 2 sur la vision crépusculaire
dan» l'adaptation complète à l'obscurité, qui concluent à la
constance du produit de la surface par la brillance liminaire,
conformément à la loi de Ricco, ont un caractère trop grossier
pour pouvoir être acceptées de façon générale : La détermina
tion du seuil par échelons logarithmiques est vraiment trop
grossière et l'absence de détermination de la fixation laisse
incertaine la région rétinienne intéressée.
D'après nos recherches, dans l'adaptation complète à l'obs
curité cette sommation superficielle intégrale se constate à peu
près pour les régions suffisamment périphériques de la rétine 3.
Mais, en utilisant une stimulation limitée à la région fovéale,
telle par conséquent que la grandeur de la plage soit assez pe
tite, et de durée assez grande, trouve-t-on encore une varia
bilité du taux de sommation avec la composition de la lumière
et l'état d'adaptation, ou peut-on envisager une loi de sommat
ion fovéale relativement constante ?
Tel est le problème que nous avons abordé, en utilisant un
dispositif destiné à permettre une stimulation réellement
fovéale.
Il est en effet, tout au moins dans l'adaptation à l'obscurité,
1. N. Kleitman et H. Piéron, Contribution à l'étude des facteurs ré
gissant le taux de sommation des impressions lumineuses de surface inégale
(Année Psychologique, XXIX, p. 57-91).
2. H.-U. Möller, Untersuchungen über das Dunkelsehen, Copenhague,
1929 (Cf. le compte rendu dans ce volume de l'Année Psychologique, n° 811).
3. Dans un travail, publié au moment où nous corrigions les épreuves
de cette étude, J. Dufay et MUe Schwégler, qui ont étudié à l'Obser
vatoire de Lyon la mesure visuelle des faibles brillances {Revue d'Optique,
IX, 6-7, 1930, p. 263-278) ont donné les seuils de visibilité(en milliardièmes de
bougie par cma( pour 5 diamètres angulaires des plages, exprimés en radians
(0,1 rad. = 5°7), d'où il ressort que leurs chiffres s'accorderaient avec la
loi de Piper.
Diamètre D 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25
Brillance I 48 30 16 16 11
I. D. 2,4 3,0 2,4 3,2 2,75
La valeur de ID est sensiblement constante. Pour une vision par bâtonnets
dans une région qui n'est pas très excentrique en lumière un peu rougeâtre
entre 2°,9 et 14°,3 de diamètre après adaptation à l'obscurité la sommation
est partielle, et se rapproche de la loi de Piper, non de celle de Ricco comme
l'affirme Möller. P1ÉB0N. DE LA SOMMATION SPATIALE DES IMPRESSIONS, ETC. 89 H.
extrêmement difficile d'obtenir une fixation fovéale, les réflexes
de fixation oculaire, presque irrésistibles, entraînant une posi
tion de F œil telle que la plage lumineuse soit projetée sur une
région assez fortement sensibilisée par l'adaptation à l'obscurité,
c'est-à-dire sur une région extra-fovéale possédant des bâtonn
ets, et non suir la zone où les cônes se rencontrent exclusive
ment, et qui constitue en faible lumière, dans cet état d'adapt
ation, une seconde tache aveugle.
Cette difficulté explique les résultats contradictoires concer
nant la comparaison de la fovéa avec d'autres régions rét
iniennes dans une série de recherches dont beaucoup sont dues
à des physiciens et des astronomes, peu au courant des pro
blèmes de psycho-physiologie oculaire.
Rappelons que, d'après les données des auteurs, que nous
avons exposées en retraçant l'historique de la question dans
notre travail avec Kleitman, la constance de la quantité superf
icielle de la lumière nécessaire pour atteindre le seuil de la
sensation se vérifierait pour la fovéa seulement d'après Ricco
(1876), Lœser (1905), Henius (1909), pour toute la rétine d'après
Kühl (1913), et seulement pour la périphérie de la rétine à
l'exclusion de la fovéa d'après Gehlhoff et Schering (1919) ;
d'après ces derniers auteurs, pour la fovéa seulement se vérifie
la constance du produit de la brillance par la racine carrée de
la surface, loi étendue à toute la rétine par Piper (1903), ce
que vérifieraient les données de Borchardt (1913), tandis que
Löhle admet, pour toute la rétine, fovéa comprise, la validité
des deux lois, suivant l'ordre de grandeur des plages lumineuses,
la constance de la quantité superficielle (loi de Ricco), valant
jusqu'à un diamètre maximum de 10' (celui de la fovéa étant
de 40 à 50').
Toutes les attitudes possibles concernant les rapports de la
fovéa et des autres régions rétiniennes (considérées d'ailleurs
comme si elles étaient homogènes) ont donc été prises : taux de
sommation moindre, égal ou supérieur.
De telles divergences sont justement dues à l'hétérogénéité
de la rétine et à l'incertitude de la fixation, avec attribution
à la fovéa de stimulations portées sur des régions quelconques
de la rétine. MÉMOIRES
Lö Dispositif
L'essentiel est de fournir à l'oeil un repère de fixation cottve-
nable, ne perturbant pas les observations liminaires, donc de
petites dimensions et d'assez faible éclat. La difficulté consiste
en la gêne que le point de fixation risqué d'exercer sur là per
ception d'une petite plagie si la fixation est cëntro-fovéaîe et
îa stimulation également.
Pour éviter Cette difficulté, il faut que le stimulus de fixation
soit enveloppant et n'intéresse pas là région Cëntro-fovéale.
Nous avons adopté 4 points constituant les 4 sommets d'un
carré de dimension égale au diamètre de là plage maxima uti
lisée, les plages de stimulation étant des cercles.
Les 4 points sont réalisés pâi* des trous sténopéiques dans
un écran placé devant le diffuseur d'un photoptonlètre de
Polact avec filtre de Monpillàrd ne laissant passer que le rougë
extrême.
On a donc l'image de 4 petits points rouges, séparés par Un
angle de lb2Ö', q;ui ne sont vus nettement et avec leur couleur,
que si l'on fixé au centré de là fovéà à peu prèa le milieu dû
carré qu'ils dessinent.
Ces points sont vus par réflexion sur une glace sans tain
placée devant l'œil avec inclinaison a 45° (fig. i).
La plage servant à là stimulation est celle d'un photopto
mètre de Polàck, place en face dé l'oeil, â 28 centimètres dé
distance, le flux traversant là glace sans tain.
Les photoptomètfes de fixation et de stimulation sont dls^
posés de telle manière que le cercle de la plus grande plage
soit inscrit dans le carre délimité par les points rouges de
fixation.
Une lentille convergente de 3,5 dioptries assure la mise au
point des images sans accommodation, et une pupille artifi
cielle (de 2 millimètres d'ouverture) neutralise la variabilité
du diamètre pupillaire en fonction de l'adaptation préalable.
Une série de déterminations fut faite dans l'adaptation cöin-
plète à l'obscurité (après une demi-heure de séjour" préalable
à l'obscurité). Une autre série fut faite dans à la
lumière : entre les observations, brièvement faites, le sujet
fixait une grande surface blanche diffusante, placée à 2 mètres,
de brillance égale à 0,01 bougie par cm2. Entre cette surface et H. PIERON. — DE LA SOMMATION SPATULE DBS IMPRESSIONS, ETC. 91
le photoptomètre un écran noir ompêchait toute diffüöiöfi de
lumière vue à travers pendant un l'observation tube noirci protecteur. de la plage Un du autre phötöptömeti'e, ttibë et un
écran des- points protégaient de fixation. également contre toute diffusion le champ
Fig. 1. — Schéma du dispositif d'observation vu en projection. En O l'œil. P :
Écran avec pupille artificielle. L : Lentille. G : Glace sans tain. Ph : Plage
du photoptomètre. F : Photoptomètre de'flxation. Tx et T2 : Tubes noircis.
E1, E2, E3 : Écrans. S : Diffuseur pour l'adaptation à la lumière.
De cette manière, pendant les 3 ou 4 secondes de l'observat
ion, les points de fixation et la plage étaient vus, dans Fobs-
curité complète, même au cours des déterminations faites dans
l'adaptation à la lumière.
Grâce aux précautions prises, des résultats numériques
suffisamment constants ont pu être«ob tenus, dans les deux états
d'adaptaticn, pour des plages de lumière blanche, rouge et
vöfte ; en ce qui 000061*116 la lumière1 bleue, comme nous le MEMOIRES ORIGINAUX 92
verrons, il n'a pas été possible d'obtenir les seuils dans l'adap
tation à l'obscurité.
Comme dans nos expériences précédentes avec Kleitman,
l'ampoule du photoptomètre (8 bougies sous 16 volts) était
entretenue avec du courant continu 110 volts, au moyen d'un
réducteur de potentiel et d'un rhéostat de réglage constamment
surveillé pour maintenir, à, l'ampèremètre, un débit constant
de 0,5 amp.
Les déterminations ont été faites avec, comme observateurs,
l'auteur et son collaborateur Chweitzer.
Les résultats en lumière blanche
Voici les valeurs numériques obtenues de l'intensité limi
naire (en mm2 d'ouverture du diaphragme du photoptomètre
avec maximum de 100), pour les divers diamètres des plages
circulaires utilisées, ainsi que de l'énergie superficielle IS (pro
duit de l'intensité liminaire par la surface lumineuse) et de
son logarithme:
1° Adaptation à la lumière
Diamètre de la plage (mm) . 5 1 10 2 0,5 0,1
80' 40' '4' 48" 16' 8' angulaire
S. Surface (mm1) 78,5 19,6 3,141 0,785 0,196 0,0078
Log (S X 1 OûO) 4,89 4,29 3,5 2,89 2,29 0,89
1,3 2,3 3,0 !p 2,25 4,0 15,0
2,0 3,0 5,0 6,25 13,5 70,0
Ïp q' 102 45 7 2,3 0,78 0,12
58,8 4,9 157 15,7 2,64 0,55
5,008 4,653 3,845 3,362 2,892 2,079 £' Log (IS X 1000) \ 5,196 4.769 4,196 3,690 3,422 2,740
2° Adaptation à l'obscurité
40' 80' 16' 8' 4» 48" Diamètre angulaire ....
0,15 0,70 2,0 2,0 ■2,75 18,75 I. Intensité liminaire . . 0,30 1,0 6,0 8,0 16,0 80,0
13,72 11,77 6,28 1,57 0,54 0,14 IS. Energie superficielle \ 19,6 18,8 6,28 23,55 3,13 0,62
4,071 4,137 3,196 2,732 " 3,798 2,146 Log (IS X 1000) 4,372 4,292 4,274 3,798 3,495 2,792

On voit que les seuils sont fortement abaissés dan: l'adapta- ,
-g^fr""**
H. PIERON. DB LA SOMMATION SPATIALE DES IMPRESSIONS, ETC. 93
tion à l'obscurité par rapport à l'adaptation à la lumière seul
ement pour les deux plus grands diamètres ; aux diamètres
compris entre 4' et 16', l'abaissement des seuils par adaptation
à l'obscurité est très faible, et, pour le diamètre inférieure 1' il
y a élévation, probablement en raison d'une fixation moins
fine et moins stable, du fait de l'adaptation à l'obscurité, pour
la plage punctiforme.
Dans les deux cas, il y a, avec le diamètre un accroissement
constant de l'énergie superficielle liminaire.
Les valeurs de l'un des observateurs sont systématiquement
plus élevées, ce qui tient à l'obligation d'utiliser les verres cor
recteurs habituels (myopie).
Les résultats en lumière verte
Avec écran de Monpillard laissant passer de 490 à 580 mjx
avec maximum à 535, en lumière franchement verte, les ré
sultats sont les suivants :
1° Adaptation à la lumière
80' 40' 16' 8' 4' 48" Diamètre angulaire ....
1,5 1,9 3,5 5,75 18 100 I. Intensité liminaire . . 6,0 9,4 19,0 22,5 67,5
118 37 11 4 3,52 0,78 IS. Energie superficielle \ 184,2 17,6 471 59,6 13,2
3,602 5,072 4,568 4,041 3,546 2,895 Log (IS X 1000) 5,673 5,265 4,775 4,247 4,121
2° Adaptation à l'obscurité
40' 4' 80' 16' 48" 8' Diamètre angulaire
1,6 4,0 10,0 11,5 17,5 70,0 I. Intensité liminaire . . 70,0 / G. 0,45 1,5 27,5 ?
31,4 P. 125,6 78,4 9,03 3,43 0,55 IS. Energie superficielle G. 35,3 29,4 21,6 13,7 ?
4,894 4,497 3,955 2,740 P. 5,099 3,535 Log (IS X 1000) 4,548 4,468 4,497 4,334 4,137
Les valeurs des seuils sont peu différentes dans les deux états
d'adaptation pour un des observateurs ; pour l'autre, elles
s'équivalent aussi aux diamètres de 4' et 8', mais sont notable
ment plus basses aux supérieurs, dans l'adaptation ORIGINAUX MÉMOIRES
à l'obscurité, exagérant encore la différence notée en lumière
blanehe. L'allure générale est analogue pour la lumière verte
et pour la blanche.
Les résultats en lumière rouge
L'écran rouge de Monpillard utilisé ne laisse passer que les
radiations supérieures à 650 m^, pratiquement inefficaces pour
les bâtonnets.
i° Adaptation à la lumière
80' 40' 16' 8' 4' Diamètre angulaire
t,' 38 10 15 25 65 I. Intensité liminaire., j 18,5 27 40 90
q' 785 294 29,8 12,74 78,5 IS. Energie superficielle \ 1*52 529,2 125,6 70,65
5,895 5,468 4,895 4,474 4,105 Loc 'IS x 1000) \ £" 6,162 4,849 5,723 5,099
2° Adaptation à l'obscurité
40' 16' 8f 4' 48" Diamètre angulaire 80/
47,5 ? " 10 15 17,5 22,5 I. Intensité liminaire . . \ t, 30 60 '5 ? ? 16
294 54,9 17,6 9,31 ? Ïp 785
1256 588 188 58,9 ? ?
? 5,895 5,468 4,739 4,245 3,969 Log. (is x îooo) 5,274 4,770 ? 6,099 5,769 ?
En lumière rouge, pour toutes les surfaces utilisées, la diff
érence entre ces deux états d'adaptation est très faible.
Les résultats en lumière bleue
Avec un écran bleu Mpnpillard laissant passer les radiations
comprises entre 420 et 520 m;x avec maximum à 470, on a une
lumière franchement bleue très efïipape pour les bâtonnets,
peu efficace pour l'excitation des cônes. ». PIÉRO!*. CE LA SOJfJfATifil» S^TÏ4t|; P^S IMPRESSIONS, ETC.
/o Adaptation à la lumière
80' 16' 4' 48" 40' 8' Diamètre angulaire
i p 60 ? ? 7,5 12,5 32,5, ç* ' I. Intensité liminaire . . j ? 40 67,5 100 ? ?
i 102 kl ? ? p 589 245 IS. Energje superficielle j r ? ? 3140 314 ? 13?3
? 5,770 5,389 5,008 4,568 ?
Log (IS X 1000) j ç] ? 6,497 6,121 5,497 ? ?
2° Adaptation à V obscurité
80' 40' 16' 8' 4' 48" Diamètre angulaire
• 7,5 ? ? ? ? ? I. Intensité liminaire ,. p 12 ? ? ? ?
£* 588,7 ? ? ? ? IS. Energie superficielle j ( P 942 ? ? ? ?
? 5,770 ? ? ? (IS x 1000) Log 5,974 ? ? ? ?
On voit que, pour le bleu, avec un décalage absolu de niveau,
à partir des surfaces explorables (permettant d'atteindre le
seuil avec l'intensité maxima du dispositif) le comportement des
énergies superficielles en fonction de la surface est sensiblement
le même, dans l'adaptation à la lumière qu'avec la lumière
blanche, rouge ou verte, sauf peut-être un abaissement relatif
des seuils quand la surface fovéale se trouve dépassée.
Mais, chose curieuse, dans l'adaptation à l'obscurité, le seuil
est facilement obtenu quand la surface de stimulation dépasse
l'étendue de la fovéa et intéresse un certain nombre de
bâtonnets dans la région périfovéale ; dès que la plage se
forme sur la fovéa seule, quand la fixation est correcte, avec
notre intensité maxima il est impossible d'atteindre le seuil,
comme si les cônes fovéaux étaient inexcitables par les radia
tions bleues. Or, dans l'adaptation a la luinière, ils se montraient
excitables à ces niveaux, et l'adaptation à l'obscurité n'en
traîne pas pour les autres radiations une élévation notable des
seuils, et même comporte (du moins en lumière rouge) un
certain abaissement pour les petites surfaces.
Tout §e passe donc comme si, dans l'adaptation à l'obscur
ité, en lumière bleue, il se produisait un seotome par inhibition
sur le territoire fovéal, fanctionnellement exclu dans l'exercice
normal de cette vision crépusculaire fondée sur l'excitation des
bâtonnets, sensibilisés.

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