Détermination et latence de la réponse oculomotrice à deux stimulus simultanés ou successifs selon leur excentricité relative - article ; n°2 ; vol.69, pg 373-392

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L'année psychologique - Année 1969 - Volume 69 - Numéro 2 - Pages 373-392
Résumé
Le but de ces expériences est de dégager certains facteurs de l'organisation de l'exploration oculaire, liés aux caractéristiques spatiales et temporelles des stimulations visuelles. Des enregistrements électro-oculographiques ont permis d'analyser les réponses de fixation suscitées par diverses combinaisons de signaux périphériques discrets. On observe un effet important de la position relative des stimulus dans le champ visuel. Ainsi le regard se porte toujours spontanément sur le plus proche de deux signaux (d'apparence identique en vision marginale) qui apparaissent simultanément dans la même direction. Les résultats d'une seconde expérience montrent qu'une saccade déclenchée en réponse à un signal peut être, jusqu'à une phase tardive du déroulement de son temps de latence, ajustée à un signal complémentaire qui apparaît plus près et dans la même direction. Des hypothèses concernant les processus d'élaboration de la réponse oculo-motrice de fixation sont proposées.
Summary
Experimente are reported which attempted to study ocular factors relevant to spatial and temporal features of visual stimuli. Using electro-oculagraphic recording techniques, it was found that the nearest of two identical and simultaneously appearing stimuli was seen first. In addition, results indicated that scanning triggered in response to a signal can, ecen towards the end of its latency period, be adjusted to an additional signal that is presented doser and in the same direction. Hypotheses concerning the processes underlying the fixation response were suggested.
20 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 : mercredi 1 janvier 1969
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Ariane Lévy-Schoen
Détermination et latence de la réponse oculomotrice à deux
stimulus simultanés ou successifs selon leur excentricité relative
In: L'année psychologique. 1969 vol. 69, n°2. pp. 373-392.
Résumé
Le but de ces expériences est de dégager certains facteurs de l'organisation de l'exploration oculaire, liés aux caractéristiques
spatiales et temporelles des stimulations visuelles. Des enregistrements électro-oculographiques ont permis d'analyser les
réponses de fixation suscitées par diverses combinaisons de signaux périphériques discrets. On observe un effet important de la
position relative des stimulus dans le champ visuel. Ainsi le regard se porte toujours spontanément sur le plus proche de deux
signaux (d'apparence identique en vision marginale) qui apparaissent simultanément dans la même direction. Les résultats d'une
seconde expérience montrent qu'une saccade déclenchée en réponse à un signal peut être, jusqu'à une phase tardive du
déroulement de son temps de latence, ajustée à un signal complémentaire qui apparaît plus près et dans la même direction. Des
hypothèses concernant les processus d'élaboration de la réponse oculo-motrice de fixation sont proposées.
Abstract
Summary
Experimente are reported which attempted to study ocular factors relevant to spatial and temporal features of visual stimuli. Using
electro-oculagraphic recording techniques, it was found that the nearest of two identical and simultaneously appearing stimuli
was seen first. In addition, results indicated that scanning triggered in response to a signal can, ecen towards the end of its
latency period, be adjusted to an additional signal that is presented doser and in the same direction. Hypotheses concerning the
processes underlying the fixation response were suggested.
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Lévy-Schoen Ariane. Détermination et latence de la réponse oculomotrice à deux stimulus simultanés ou successifs selon leur
excentricité relative. In: L'année psychologique. 1969 vol. 69, n°2. pp. 373-392.
doi : 10.3406/psy.1969.27671
http://www.persee.fr/web/revues/home/prescript/article/psy_0003-5033_1969_num_69_2_27671Laboratoire de Psychologie expérimentale
et comparée de la Sorbonne
associé au C.N.R.S.
DÉTERMINATION ET LATENCE
DE LA RÉPONSE OCULO-MOTRICE
A DEUX STIMULUS SIMULTANÉS OU SUCCESSIFS
SELON LEUR EXCENTRICITÉ RELATIVE1
par Ariane Lévy-Schoen
SUMMARY
Experiments are reported which attempted to study ocular factors
relevant to spatial and temporal features of visual stimuli. Using electro-
oculagraphic recording techniques, it was found that the nearest of two
identical and simultaneously appearing stimuli was seen first. In addition,
results indicated that scanning triggered in response to a signal can, even
towards the end of its latency period, be adjusted to an additional signal
that is presented closer and in the same direction. Hypotheses concerning
the processes underlying the fixation response were suggested.
Les lois qui gouvernent l'exploration oculaire d'un champ
visuel complexe, déterminant à chaque station le but de la
prochaine saccade, sont encore mal connues. En face d'un
ensemble d'éléments dont chacun solliciterait individuellement
l'attention, le regard se porte nécessairement sur divers points
du champ, ce qui suppose une série d'opérations de choix. Ces
choix sont d'ailleurs rarement délibérés, ils sont même rarement
conscients. Le dilemme n'apparaît en général pas au sujet lui-
même, qui se sent plutôt spectateur passif qu'explorateur actif.
Un grand nombre de facteurs entrent en jeu pour déterminer
l'itinéraire du regard explorateur. Dans certaines études expé
rimentales, la mesure de la fréquence ou de la durée de fixation
1. Ce travail a été exécuté au Laboratoire de Psychophysiologie de la
Faculté des Sciences de Paris.
a. psychol. 69 24 374 MÉMOIRES ORIGINAUX
visuelle de certains éléments du champ a servi à estimer les effets
des facteurs différentiateurs de ces éléments sur l'orientation de
l'attention. On a constaté ainsi qu'un élément du champ visuel
attire le regard du fait de sa luminance, sa grandeur, sa complexité,
sa nouveauté ou son incohérence (voir revue de question Lévy-
Schoen, 1967).
Il s'agit là essentiellement de variables de contenu.
En ce qui concerne les variables de position, on a peu de
données contrôlées. C'est à celles-ci qu'on s'intéresse ici. Le but
de cette étude est de chercher à évaluer dans quelle mesure,
toutes choses égales d'ailleurs (c'est-à-dire en neutralisant les
variables de contenu), le déclenchement d'une réponse de fixation
oculaire particulière est lié à la position des éléments dans le
champ visuel.
Pour chercher ensuite à savoir comment ce déclenchement
se développe au cours du temps de réaction, on en étudiera les
modifications sous l'effet d'un décalage introduit entre les
instants d'apparition des éléments du champ.
Les résultats qui sont rapportés ici sont ceux de deux expé
riences prototypes1, sur la base desquelles des plans expér
imentaux plus complets seront développés par la suite.
EXPÉRIENCE I
LE ROLE DE L'EXCENTRICITÉ D'UN STIMULUS
DANS SA SÉLECTION COMME POINT DE FIXATION
Sur lequel de deux signaux diversement éloignés du point
de fixation préalable se porte spontanément le regard ? Pour
répondre à cette question, on va examiner le comportement
oculo-moteur suscité par l'apparition de deux signaux repérables
en vision marginale, mais identifiables seulement en vision
fovéale.
Plusieurs hypothèses préalables peuvent être proposées :
1) L'excentricité n'est pas un facteur de sélection. — Le regard
s'orientera alors indifféremment vers le stimulus proche ou le
stimulus éloigné de son point de départ. Dans ce cas, l'un des
côtés du champ peut être privilégié, pour un sujet ou pour tous
les sujets, ou bien un même sujet peut répartir aléatoirement
ses fixations.
1. Je remercie M. Truong et Mlle Prat pour leur participation efficace. LÉVY-SCHOEN 375 A,
2) Le regard est systématiquement attiré soit vers le plus proche,
soit vers le plus éloigné des stimulus. — On verra dans ce cas
apparaître un type de réponse pour chaque disposition des
deux éléments dans le champ.
Conditions expérimentales
La direction horizontale seule est explorée. Le point de
fixation préalable est au centre du champ, c'est-à-dire à la
position de repos des yeux.
Sur un champ périmétrique sont disposées cinq lampes
d'affichage à néon, sur lesquelles peuvent apparaître des chiffres.
Le sujet, dont la tête est stabilisée par un appui pour la nuque,
les voit d'une distance de 50 cm, de telle sorte que leurs excent
ricités soient respectivement de 20 et de 40 degrés à gauche
et à droite de celle qui marque le centre, et qui restera éteinte.
Les mouvements des yeux sont enregistrés par électro-
oculographie. Les variations de potentiel liées aux rotations
horizontales des yeux sont recueillies par des électrodes collées
sur les tempes (électrodes Beckman pour potentiels biologiques
de surface). Elles sont amplifiées en courant continu par un
enregistreur polygraphe Offner (Dynograph type R). On obtient
ainsi des tracés où les saccades oculaires se dessinent en créneaux,
l'amplitude de la déviation de la plume correspondant quasi
linéairement à l'amplitude de la déviation du regard. La précision
est faible (de l'ordre de quelques degrés). Mais dans ce type
d'expérience où il est facile d'effectuer un calibrage en début
et en fin de séance, et où le point de fixation central sert de
référence pour chaque essai, l'enchaînement des stimulus fixés
est reconnu sans ambiguïté. Les latences des réponses oculo-
motrices sont lisibles à 10 ms près (voir fig. 1, exp. II).
L'épreuve (qui ne constitue pour chaque sujet que la première
partie d'une séance) comporte 20 essais. Pour chaque essai,
annoncé par un signal « attention », deux lampes s'allument
simultanément pendant 400 ms, affichant chacune un chiffre.
Le sujet a pour tâche d'identifier ces deux chiffres, son attention
étant autant que possible attirée sur ce qu'il va voir, et non
pas sur la façon dont il va regarder.
Soient A, B, D, E les quatre lampes, C étant le repère central.
Les configurations asymétriques sont au nombre de quatre :
unilatérale gauche (AB) et droite (DE), bilatérale décentrée à
gauche (AD) et à droite (BE). Ces configurations apparaissent 376 MÉMOIRES ORIGINAUX
5 fois chacune au cours de la séance. Leur ordre ainsi que les
chiffres affichés sont programmés à l'avance et imprévisibles
pour les sujets.
Quinze étudiants ont participé chacun à une séance.
Résultats
L'apparition des deux chiffres déclenche — après un temps
de latence qui varie entre 150 et 400 ms — une saccade oculaire
qui amène le regard sur l'une des deux lampes, suivie souvent
d'une autre saccade qui, vu les conditions, ne permet pas d'at
teindre la seconde lampe avant son extinction. La durée d'all
umage a été choisie précisément pour forcer une décision rapide
qui fait intervenir un mécanisme de réponse oculaire fortement
automatisé, alors qu'une moindre précipitation permettrait une
inhibition volontaire du mouvement et une décision d'explora
tion plus délibérément contrôlée. Les entretiens avec les sujets
confirment ces suppositions, et montrent à quel point la réaction
court-circuite la conscience.
Les tracés montrent que la fixation se porte sans ambiguïté
sur l'un ou l'autre des deux chiffres allumés. Pour un but déter
miné, la saccade a toujours les mêmes caractéristiques dyna
miques (vitesse et accélération). Seul son délai de démarrage
varie. Le but est donc fixé dès l'instant du début de la réponse.
1 . Sélection du premier stimulus fixé. — On voit au tableau I
les fréquences globales de sélection de l'un ou de l'autre élément
de la configuration. Parmi les éventualités envisagées, c'est la
seconde qui se manifeste : d'une façon systématique, la première
fixation du regard est orientée vers l'élément le plus proche du
point de départ. Dans le cas des deux configurations unilatérales
(AB et DE) la règle ne souffre à peu près pas d'exception, puisque
148 sur 150 réponses ont été dirigées vers la lampe la plus proche.
Dans le cas des configurations bilatérales (AD et BE) l'uniformité
des réponses apparaît moins massive. Ceci peut s'interpréter
par l'intervention d'une autre tendance, particulièrement plau
sible dans cette tâche de lecture de chiffres : la tendance à lire
en partant de la gauche pour aller vers la droite. Si les deux
incitations (aller au plus proche, aller d'abord à gauche) sont
cohérentes pour sélectionner B comme première fixation dans
la configuration BE, par contre elles s'opposent dans la sélection
du premier point de fixation dans la configuration AD. Mais
ici encore, la tendance à répondre au plus proche domine,
puisque D est trois fois plus souvent sélectionné que A. A. LÉVY-SCHOEN 377
TABLEAU I
Fréquence globale de la première fixation du regard
sur chaque stimulus, selon la configuration présentée
Chaque ligne du tableau correspond à une configuration
(15 sujets ont répondu chacun 5 fois à chaque configuration)
La case centrale correspond au cas où le regard est resté immobile.
Disposition des
lampes
©
Configuration
AB 75
DE 73
AD 18 56
0— BE
Q
répartit (ordre L'examen le correspond la distribution Mais et Ceux-ci Six droitiers, évidemment de au fixations plus dispersion « la Pour niveau sujets itinérants aucun configuration-conflit souvent AD). ne les ses ou sur des donnent peuvent au configurations n'a inter-individuel, réponses des entre identiques le modèle données la » répondu stimulus (allant sujets priorité diverses « être uniquement lecteurs systématique entre montre partagés est aux du en à proche, qui (AD), réponses DA plus l'ordre commençant unimodale. données « soit suscitent (fixation (prospectant que ce près la en les pour au dernier AD l'indécision dispersion deux chez globales. au données l'unanimité niveau les et du La toujours plus groupes la autres l'ordre type majorité de plupart peut loin). individuelles Mais gauche se proche intra-individuel. de configurations. manifeste par DA, des se réponse, En dans gauchers des (9 situer la premières d'abord). à donnant effet, sur gauche droite) sujets. le sont soit qui par cas 15) et la MÉMOIRES ORIGINAUX 378
2. Latence de la première saccade. — L'allongement des
temps de réaction est un indice précieux du caractère conflictuel
d'un comportement de choix.
TABLEAU II
Latence moyenne de la première saccade
lorsque la fixation se porte sur le stimulus proche
(En millisecondes)
Configurations unilatérales Configurations bilatérales
O®.O® ®O.®O ®®.OO OO.®®
BE présentés AD présentés AB présentés DE présentés
B fixé D fixé B fixé D fixé
Sujet 1 324 342 250 262
2 190 204 222 210
3 186 183 222
4 257 216 228 273
5 240 240 367 310
6 187 168 222 177
248 267 7 242 222
8 170 188 224 200
238 332 9 230 260
10 198 192 242 230
11 194 188 177 257
266 252 12 222 218
13 258 252 267 250
14 192 257 218 270
15 252 278 346 333
Moy. génér. . . 223 215 262 253
Dans cette expérience, une élévation systématique de la
latence des réponses oculo-motrices à certaines configurations
de stimulus peut signaler une difficulté de décision dans la
sélection du signal à fixer. On trouvera au tableau II les valeurs
moyennes des latences des réponses de fixation du stimulus
proche pour chaque configuration et pour chaque sujet. On voit
que ces latences présentent d'assez fortes dispersions tant intra
individuelles qu'inter-individuelles. L'analyse de la variance
montre que les sujets se différencient significativement entre eux
quant à leur moyenne individuelle de temps de réaction oculo-
moteurs : il y a des sujets rapides et des sujets lents.
(F (14 — 265) = 10,52 ; significatif au seuil a = 0,0005). Mais il
existe aussi des facteurs de variation du temps de réaction selon
les configurations auxquelles appartiennent les signaux fixés. En
effet, les réponses de fixation d'un stimulus proche, lorsqu'il fait A. LÉVY-SCHOEN 379
partie d'une configuration bilatérale, sont significativement
retardées par rapport aux fixations du même stimulus présenté
dans une unilatérale (F (1 — 14) = 33 ; significatif
au seuil de a = 0,0005). A l'uniformité des types de réponse
aux signaux unilatéraux correspond donc une plus grande
rapidité de ces réponses. Par contre, la latéralité n'est pas un
facteur de variation : que le stimulus fixé se trouve à gauche
ou à droite, les délais de réponse ne varient pas significativement
(F (1 — 14) = 1,17 ; non significatif au seuil de a = 0,05).
3. Enchaînement des saccades. — La réponse oculo-motrice
à l'apparition d'une configuration de deux stimulus ne se borne
pas, en général, à une seule saccade, mais consiste en un enchaîne
ment de fixations, qui peut être considéré comme un programme
d'exploration. La plus forte proportion (65 %) de « réponses
complètes » (comportant la fixation successive des deux stimulus,
quoique le second soit en général déjà éteint) s'observe pour les
configurations unilatérales. La plus faible (47 %) est la
configuration « ambiguë » AD, auquel cas la réponse se borne
souvent à la première fixation seulement, la seconde étant
abandonnée. Il est normal que l'exploration des signaux bil
atéraux soit défavorisée du fait du plus grand trajet à couvrir
par le regard. Néanmoins, le handicap qui apparaît dans le cas
de la configuration AD par rapport à BE (qui lui est symétrique)
montre encore la moins grande aisance de l'organisation de la
réponse à cette situation particulière.
Conclusion
Dans les conditions étudiées, on voit donc se manifester une
tendance très marquée à la sélection du stimulus le plus proche
comme but de la première fixation. Dans le cas de certaines
configurations, la réponse oculo-motrice ainsi déclenchée est
parfaitement stéréotypée chez tous les sujets.
D'autres configurations par contre font apparaître des
conflits qui conduisent à poser l'hypothèse du rôle d'autres
incitations, telles que la tendance à lire de gauche à droite, qui
cause un conflit dans la configuration bilatérale où le stimulus
proche se trouve à droite et détruit la Stereotypie de la réponse
automatique du système lorsqu'il se trouve placé dans cette
situation.
La convergence des observations en termes de première
fixation, de temps de réaction, d'enchaînement de fixations, 380 MÉMOIRES ORIGINAUX
dans le sens d'une facilitation de la réaction aux configurations
unilatérales suggère une interprétation qui concerne le mécanisme
de déclenchement de la réponse oculo-motrice. Lorsque les deux
« appels » se situent dans la même direction, tout se passe comme
si se produisait très rapidement une limitation du champ signifi
catif à cette direction seule. Dès lors, la seule incertitude laissée
au système serait Féloignement de la cible, et on a vu se manif
ester une forte tendance à sélectionner le stimulus le plus
proche. Dans le cas des configurations bilatérales, au contraire,
les appels des deux éléments du champ s'opposent en direction.
On pourrait proposer un modèle de déclenchement de la réponse
oculo-motrice dans lequel la détermination de la direction du
but serait préalable à celle de son éloignement. Nous allons voir
par la suite (expérience II) comment d'autres constatations
peuvent être interprétées dans le même sens.
Notons bien que ces conclusions restent limitées au cas des
configurations présentées dans cette expérience, qui sont loin
de représenter l'ensemble des configurations possibles de deux
éléments quelconques du champ visuel. Avant d'avoir fait des
expériences plus complètes, il faut se garder d'une généralisation
hâtive qui étendrait une telle « valence d'appel du stimulus le
plus proche » à toute situation qui solliciterait une exploration
oculaire.
EXPÉRIENCE II
SUR LE DÉROULEMENT TEMPOREL
DU PROCESSUS DE DÉCLENCHEMENT
DE LA RÉPONSE DE FIXATION
La sélection d'un élément du champ comme cible de la
réponse oculo-motrice s'opère au cours du temps de réaction.
Comment s'élabore cette décision, et par quelles étapes pro-
cède-t-elle ?
On peut envisager la latence de la réponse comme le temps
nécessaire aux transmissions nerveuses afférentes et efférentes,
auquel s'ajoute le temps exigé par l'élaboration qui nous inté
resse : sélection de la cible adéquate et envoi du message de
commande musculaire correspondant. C'est ainsi, schémati-
quement, qu'ont été représentés des modèles du mécanisme de
réponse, qu'elle soit oculaire ou manuelle, adaptée à une stimu
lation. Sur la base de ces modèles et sur l'hypothèse du méca- A. LÉVY-SCHOEN 381
nisme à une seule voie d'information (single-channel hypothesis)
ont été développées les nombreuses études expérimentales de la
période réfractaire psychologique. On a observé en effet que
si deux stimulus qui se succèdent dans un délai très bref
déclenchent deux réponses indépendantes, la latence de la
seconde réponse est prolongée d'autant plus que l'intervalle
entre les stimulus est plus court (cf. Vince, 1948 ; Welford, 1959 ;
Bertelson, 1966). Toutefois, il apparaît que l'hypothèse du canal
unique ne permet d'expliquer qu'une partie des faits observés.
Le système n'est pas entièrement fermé à l'impact du second
signal pendant qu'a lieu l'élaboration de la réponse au premier.
En effet, il peut dans certains cas y avoir omission de cette
première réponse au profit de la seconde.
La grande majorité de ces travaux est consacrée à des réponses
manuelles à des signaux visuels ou acoustiques. La réponse
oculo-motrice n'a été analysée que rarement (Bartlett, Eason
et White, 1961 ; Wheeless, Boynton et Cohen, 1966), mais
présente des caractéristiques analogues.
Nous nous référerons ici au schéma général d'un mécanisme
d'élaboration des informations visuelles aboutissant à la déter
mination d'une réponse oculo-motrice. Nous considérerons la
réponse de fixation, ajustée sur un stimulus particulier, comme
adaptée à l'ensemble des stimulus perçus dans le champ visuel.
Pour mettre en évidence les étapes de l'élaboration de la réponse,
nous partirons d'une cible visuelle unique, suscitant une réponse
adaptée, et nous rechercherons jusqu'à quel délai une cible
complémentaire pourra entrer en jeu pour que la réponse en cours
de déclenchement se transforme en une réponse adaptée à la
combinaison des deux. Ce délai critique sera, en d'autres termes,
le seuil au-delà duquel la « décision » de réponse au premier
stimulus est prise par le système de façon irrévocable.
Conditions expérimentales
La situation expérimentale est, dans l'ensemble, la même
que pour l'expérience I. Mais seules les configurations de stimulus
retenues sont celles qui ont conduit lors de cette expérience
aux réponses oculo-motrices les plus strictement stéréotypées :
les configurations unilatérales. On se souvient que le stimulus
le plus proche du point de fixation préalable est, dans cette
situation, quasiment toujours fixé le premier. C'est pourquoi le
stimulus le plus éloigné constitue ici l'élément test. Présenté seul,

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