Étude de la psychophysiologie de l'audition par la méthode des temps de réaction - article ; n°1 ; vol.45, pg 90-131

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L'année psychologique - Année 1944 - Volume 45 - Numéro 1 - Pages 90-131
42 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 : samedi 1 janvier 1944
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R. Chocholle
Étude de la psychophysiologie de l'audition par la méthode des
temps de réaction
In: L'année psychologique. 1944 vol. 45-46. pp. 90-131.
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Chocholle R. Étude de la psychophysiologie de l'audition par la méthode des temps de réaction. In: L'année psychologique.
1944 vol. 45-46. pp. 90-131.
doi : 10.3406/psy.1944.8157
http://www.persee.fr/web/revues/home/prescript/article/psy_0003-5033_1944_num_45_1_8157VII
ÉTUDE DE LA PSYCHOPHYSIOLOGIE DE L'AUDITION
PAR LA MÉTHODE DES TEMPS DE RÉACTION
par René Ghocholle
Une partie de ce travail, concernant les temps de réaction
absolus monauraux à l'apparition d'un stimulus sonore, a,
déjà, paru antérieurement (11)1 dans. L'Année psychologique ;
dans la publication présente, je m'efforce de comparer les
résultats des mesures des temps de réaction auditifs dans
diverses conditions : temps de réaction absolus monauraux à
l'apparition, déjà cités, de binauraux à et monauraux à la cessation, temps de réaction
différentiels à la variation, positive ou négative, de fréquence
ou d'intensité.
I. — Technique des mesures
A) Historique et technique générale ^employée
L'historique de la question, et la technique générale
employée, utilisant un audiomètre comme source sonore, ayant
déjà paru antérieurement dans l'article déjà cité, le lecteur
pourra s'y reporter : il s'y rendra compte que le plus grand
soin a été apporté à ces mesures, et que le plus de précautions
possible a été pris.
Je me contenterai de fournir, ici, les variantes adoptées
dans les diverses conditions.
B) Variantes dé la méthode pour chaque catégorie de mesures
1. Mesures des latences absolues monaurales a l'apparition
(Voir publication déjà citée)
1. Les références sont données en fin du travail. CÏIOCHOLLE. — LA PSYCHOPHYSIOLOGIE DE L'AUDITION 91 H.
2. Mesures des latences absolues binaurales a l'apparition
J'ai eu à ma disposition, pour ces mesures, un audiomètre binaural
avec deux circuits de sortie séparés, fournissant la même fréquence, mais
à intensité variant séparément, et graduée séparément. La clé à contacts
de mercure multiples et simultanés, déjà décrite, servait à fermer à la fois
les deux circuits chacun sur un écouteur, et à faire démarrer simultané
ment le chronoscope.
L'opérateur prenait le seuil pour chaque oreille séparément, comme
dans les mesures précédentes ; puis il mettait les deux circuits à la même
intensité relative par rapport au seuil, et vérifiait si les deux stimuli parais
saient égaux au sujet quand ils agissaient simultanément sur chaque oreille,
ou l'un plus intense que l'autre, et il achevait le réglage convenablement.
Chaque série de mesures à une fréquence et une intensité données était
accompagnée d'une série analogue en stimulation monauràle, dans les
mêmes conditions, en supprimant simplement l'excitation sur l'écouteur
gauche ; la série monauràle était faite, soit avant, soit après la série binau-
rale. La méthode des mesures était la même que précédemment.
3, Mesures des latences absolues monaurales a la cessation
Dans ce cas, la clé à contacts de mercure* multiples et simultanés doit
être réglée de façon que le stimulus cesse quand le chronoscope démarre ;
le signal lumineux utilisé dans les mesures à l'apparition n'était plus nécess
aire, car le début du stimulus, 4 à 5 secondes avant la cessation brusque,
servait de signal. Chaque série de était accompagnée, soit avant,
soit après, d'une série de mesures à la même intensité et à la même fréquence,
mais à l'apparition.
4. Mesures des latences différentielles monaurales a l'intensité
Après quelques essais préliminaires où j'utilisais deux audiomètres,
je me suis arrêté à la méthode suivante : j'affaiblissais, pendant quelques
secondes, le courant d!excitation de l'écouteur posé sur l'oreille droite
du sujet, fourni par un audiomètre. Mais, ne pouvant disposer
d'atténuateurs, je dus utiliser des résistances mises en série ou en parallèle
avec l'écouteur; et ne pouvant calculer facilement la réduction opérée,
je l'ai évaluée, dans chaque cas, par comparaison : pour cela, j'utilisais deux
audiomètres mis à l'unisson ; sur l'un, l'intensité était fixée à un certain
niveau, et le sujet cherchait à obtenir une sensation identique avec l'autre
audiomètre, les deux sons agissant séparément chacun sur une oreille diffé
rente ; en répétant la même opération avec et sans résistances intercalées,,
je connaissais, à peu près, la variation introduite ; pour réduire l'erreur,
j'ai répété les mêmes opérations dans les mêmes circonstances, avec le
même sujet, et avec des sujets différents ; j'ai pu, enfin, tracer des tableaux
d'atténuation, desquels je pouvais déduire la résistance à utiliser pour avoir
une réduction déterminée.
Si, au lieu d'avoir un affaiblissement, je désirais un accroissement
brusque, il me suffisait de disposer convenablement la clé à contacts de
mercure multiples et simultanés, de façon que le courant excitateur de
l'écouteur, primitivement affaibli, reprennes sa valeur initiale, et de régler
convenablement l'audiomètre suivant l'intensité de base et la variation
choisies ; désirant avoir des valeurs comparables, j'ai pris, comme intensité
de base, l'intensité initiale dans le cas des accroissements, et l'intensité
finale dans le cas des décroissances.
J'ai, encore, utilisé la même méthode que précédemment, en commenç
ant, d'abord, par la mesure du seuil absolu, et, souvent aussi, du seuil
différentiel ; enfin, l'apparition du stimulus initial suffisait comme signal. MÉMOIRES ORIGINAUX 92
5. Mesures des latences différentielles monaurales
a la fréquence
Après des essais préliminaires où j'utilisais deux audiomètres, je nie
suis arrêté à la méthode suivante : je faisais varier brusquement la fr
équence fournie par un audiomètre, en ajoutant une capacité
externe aux capacités internes de l'appareil ; un condensateur externe à
lames, de capacité variable, était uni, par des conducteurs courts et blindés,
à la fois à une borne mise en rapport avec les capacités internes de l'audio-
mètre et à la masse, et, sur l'un de ces conducteurs, j'intercalais la clé
à contacts de mercure multiples et simultanés.
Je ne pouvais, malheureusement, calculer directement la variation
introduite. Il me fallait, donc, procéder par tâtonnements pour trouver la
position des lames du condensateur variable externe capable de me donner
une variation voulue de fréquence, par comparaison avec un deuxième
audio mètre-: mise, d'abord, des deux appareils à l'unisson, sans introduction
de capacité externe, puis introduction de celle-ci avec une valeur quel
conque, et recherche, par la méthode de l'unisson, de la fréquence obtenue ;
au moyen de corrections successives, je pouvais, alors, arriver à la valeur
désirée ; mais il fallait, de temps à autre, reprendre l'unisson initial sans
capacité externe, en rompant la connexion de celle-ci avec l'audiomètre, car
le moindre déplacement des éléments métalliques externes faisait varier la
fréquence initiale de l 'audiomètre.
Pour de petites variations, le réglage était plus simple et bien plus précis
en comptant ou en évaluant le nombre de battements obtenus entre la
fréquence fournie par l'audiomètre de comparaison, égalé à la fréquence
initiale, et la fréquence fournie par l'autre audiomètre, la capacité externe
étant connectée.
L'addition brusque d'une capacité externe donnait une variation posi
tive de la fréquence ; pour avoir une variation négative, il suffisait de
raccorder correctement la clé, pour obtenir la suppression brusque de la
capacité primitivement 'dans le circuit.
Pour que la variation de la fréquence intervienne seule dans la variation
du temps de réaction, le sujet devait garder une impression d'intensité
constamment identique ; il fallait, donc, si les deux sons successifs n'étaient
pas absolument de même intensité subjective, rendre l'un des deux moins
intense, en introduisant, dans le circuit de l'écouteur au cours du stimulus
initial ou du stimulus final par action sur la même clé, de façon convenable,*
une résistance telle que le sujet conserve la impression d'intensité; ceci
n'était utile, d'ailleurs, que pour des variations assez amples de fréquence,
et il fallait en tenir compte en fixant le niveau d'intensité des mesures.
La conduite des opérations était, toujours, la même ; mais, comme il
fallait reprendre l'étalonnage à chaque changement de fréquence de base
ou de variation introduite, l'on ne pouvait faire qu'une série de mesures à
la fois. Avant les mesures, l'opérateur prenait le seuil pour les fréquences
initiale et finale et, pour des variations de faible amplitude, le seuil diffé
rentiel souvent aussi ; puis il fixait .l'intensité ; enfin, commençaient les
mesures, comme dans les cas précédents, avec un stimulus initial de 3 à
5 secondes, qui était, toujours, la fréquence de base. Un signal, ici non
plus, n'était pas nécessaire.
II. — Résultats des mesures
Je présenterai les résultats suivant la méthode classique par les
moyennes ; à mon avis, les résultats présentés ainsi sont plus cohérents,
malgré les fluctuations de l'attention, et la dispersion peut être calculée,
alors, sous la forme de l'écart-type, l'écart quadratique moyen. R. CHOCHOLLE. — LA PSYCHOPHYSIOLOGIE DE L'AUDITION 93
J'ai, assez souvent, abandonné les valeurs par trop aberrantes ; elles
doivent être dues, eji majorité, à un manque d'attention, ou à des réponses
prématurées, par crainte de ne pas répondre assez vite ; dans le cas des
mesures aux niveaux liminaires ou légèrement supraliminaires, où de
telles valeurs se rencontrent principalement, je n'ai conservé que le groupe
le plus compact de valeurs.
J'ai préféré, de plus, faire reposer mes observations sur des valeurs
individuelles, plutôt que sur des valeurs moyennes pour un sujet moyen :
en effet, les retards varient d'un sujet à un autre et les fluctuations aussi,
surtout pour des sujets non adaptés à ce genre de mesures (je n'ai, d'ailleurs,
jamais tenu compte des premières valeurs fournies par un sujet encore
inhabitué, ou d'un sujet utilisé de nouveau, après un intervalle trop long).
Malgré l'ennui de trouver des personnes pouvant servir souvent de sujets
pendant un temps fort long, j'ai préféré faire des mesures sur des personnes
bien adaptées, chez lesquelles on évite les réponses automatiques, et
comparer les résultats dans les conditions les plus diverses.
Je ne puis, dans ce travail, donner tous les tableaux des valeurs obte
nues, ou des valeurs comparées dans des conditions différentes ; je fournirai
ici, néanmoins, un^extrait de chaque tableau de valeurs pour chaque
catégorie de mesures.
Les courbes présentées sont des courbes moyennes, reposant, pour
chaque sujet, sur des résultats obtenus dans des conditions identiques,
parfois même comparables. Les ordonnées des figures sont les suppléments
réductibles de latence, la part du temps de réaction qui varie en fonction
du caractère choisi du stimulus, c'est-à-dire le temps de réaction total
diminué de la limite irréductible, valeur constante, limite inférieure du
retard. Or, comme on le verra par la suite, cette limite irréductible est la
même, pour un même sujet, dans toutes les catégories de mesures, à l'excep
tion des latences différentielles à la variation de fréquence, où, tout en étant
indépendante de la fréquence de base, elle varie avec le niveau d'intensité
des mesures.
Mais, pour cette dernière catégorie de mesures, le seul mode de présen
tation des résultats qui nous apprenne quelque chose de nouveau est celui
des suppléments réductibles en fonction de l'ampleur de la variation de
fréquence; comme cette traduction des résultats est nécessaire pour ces
valeurs, je l'ai adoptée, aussi, pour toutes les autres mesures, afin de per
mettre des comparaisons. Une simple translation, d'ailleurs, permet de des' réductibles à celles des temps de suppléments passer des variations
réaction totaux, translation d'une valeur égale à la limite Irréductible,
indiquée dans le texte pour chaque sujet, dans chaque cas.
Ce mode de présentation met, en plus, en évidence, bien que cela soit
artificiel, la variation, indépendamment du retard irréductible ; or, si
celui-ci n'offre pas de problèmes particulièrement intéressants, la variation
en pose, par contre, d'une importance extraordinaire, surtout pour le fonc
tionnement des centres.
A) Latences absolues monaurales à l'apparition
Pour les résultats de ces mesures, le lecteur pourra se
reporter à la publication antérieure (11), traitant au complet de
cette question, ainsi qu'à deux notes antérieures (7) et (8) :
il y trouvera les tableaux, des figures, ainsi que l'interprétation
et la discussion des résultats. Cependant, afin de faciliter la
comparaison et la discussion, je crois utile de résumer les prin
cipaux résultats. MÉMOIRES ORIGINAUX 94
1) Les limites inférieure et supérieure des temps de réaction sont
constantes, ainsi que la marge de variation totale. *
2) A niveaux égaux de force sonore équivalente1, les temps de sont
égaux, quelle que soit la fréquence.
Ceci apparaît nettement dans les comparaisons des valeurs des temps
de réaction faites, à diverses fréquences, à des niveaux de force sonore
jugée identique par chaque sujet en particulier.
3) Seule, une relation du type suivant m'a paru convenir dans toutes
les conditions, à toutes les fréquences :
M' (ou V) = a iq'-f c
où Ai' et V sont, respectivement, les suppléments réductibles de la latence
et les temps de réaction totaux, I l'intensité en décibels au-dessus du seuil,
donc sous forme logarithmique, et les autres termes des constantes.
Pour permettre des comparaisons, voici quelques exemples pour le
sujet II :
A 20 cps.. Af = 427 I-0-82 — 20
A 250 - A*' -417 I-*' — 70
Ai' = 389 I-0-38 — 70 A 1.000 -
Les facteurs et les exposants varient régulièrement avec la fréquence,
et en sens inverse de part et d'autre de 1.000 cps.
En raison de la définition du phon, la relation pour 1.000 cps repré
sente, en plus, la relation entre les temps de réaction, ou les retards réduct
ibles, et les niveaux de force sonore équivalente, quelle que soit la
fréquence.
4) L'écart-type oscille, pour les 3 sujets utilisés, autour de 9,5 %, et
gggp^mations en fonction de l'intensité sont représentables par la relation :
c = 0,09 *+ 0,8 /
où a sont les écarts-types, et t les temps de réaction.
B) Latences absolues monaurales â la cessation
Je me suis limité à 1.000 cps, et aux deux premiers sujets
des expériences précédentes ; je n'ai fait que quelques autres
mesures à d'autres fréquences, qui ont, d'ailleurs, confirmé les
premiers résultats.
l'écart-type en tout, Chaque il y point oscille eut est 1.300 autour la mesures moyenne de 9 à pour 9,2 de 80 % le auprès à sujet 100 mesures, I, du et seuil, 1.389 pour 9,4 % chaque auprès le sujet sujet de II la ;
limite irréductible.
La courbe de la figure 1 résume les résultats. Pour per
mettre de comparer facilement cette courbe et celles à l'appa
rition, je l'ai orientée dans le même sens, dans le sens des
équivalente, sensation, suDjective 1. La force pour d intensité « sonore, equar des sons loudness la sonore, « de fréquence pour », est », un ou la son la notion différente c sonorité pur ou d'égalité, ; complexe, » cette de Piéron ou, dernière et de (35), la différence, force est s'évalue la sonore notion de en
de S ^J'rV'JïïvP11 N db à 1.000 cps. donnant Pour les mesures, une sensation voir l'Appendice équivalente de en l'article force précédent sonore à (11). celle CHOCHOLLK. LA PSYCHOPHYSIOLOGFE DE L'AUDITION 95 R.
intensités de chute %de plus en plus grandes. Le tableau I1
montre les variations à 1.000 cps, pour le sujet II.
Voici les résultats principaux auxquels j'ai abouti, en
accord" avec des antérieurs de Woodrow (54) :
1 ) ri existe une latence assez considérable à la cessation ;
donc, la sensation disparaît progressivement, et non brus-
200
\
100
0
millisecondes en sont quement 1.000 décibels Figure confondues. 0 cps \ ; 1. du 10 ou au-dessus Intensité à — fait la très 20 Variations cessation de rapidement, la du 30 petitesse en seuil, d'un du décibels 40 ^*— pour stimulus supplément de 50 l'échelle, i comme les '—- au-dessus sujets sonore, 60 ! r- réductible les certaines I h 70 courbes en et > fonction II, du 80 i à de pour seu/7 la théories la de fréquence 90 les latence l'intensité 2 100 sujets tende en 110
draient à le faire admettre.
2) Cette latence varie avec l'intensité du stimulus précédant
la cessation ; cette variation, de plus, est symétrique de celle à
l'apparition d'un stimulus identique : les latences totales sont
égales pour l'apparition et la cessation de stimuli identiques, et
lés courbes représentant les variations sont superposables. Les
mécanismes responsables des retards sont, donc,
dans les deux cas.
3) Tous les résultats mis en évidence pour l'apparition d'un
stimulus indéfini sont, donc, valables la cessation
même stimulus.
1. Tous les tableaux sont donnés à la fin du mémoire. x MÉMOIRES ORIGINAUX 9fi
C) Latences différentielles monaur ales à l'intensité
Une note antérieure a donné les principaux résultats (10).
•Pour les mesures à l'accroissement brusque, je me suis limité à 4 fr
équences : 250 cps, 1.000 cps, 4.000 cps, 10.000 cps, et, pour celles à la décrois
sance brusque, à cps seulement. Les niveaux de base choisis, niveaux
initiaux pour les accroissements et niveaux finaux pour les décroissances,
ont été, de manière à rendre comparables les résultats, des niveaux égaux de
force sonore équivalente identiques pour toutes les fréquences : 10 ph,
20 ph, 40 ph, 80 ph au-dessus du seuil, valeurs déduites des mesures décrites
dans l'Appendice de la publication précédente (11).
Les résultats reposent sur un grand nombre de mesures : de 80 à
120 mesures en chaque point; en tout, 19.149 mesures pour le sujet I, et
22.035 pour le sujet II, dans le cas d'accroissements, 2.768 mesures
pour le sujet I, et 2.913 mesures pour le sujet II, dans le cas de décroissances
brusques de l'intensité (sujets I et II des expériences précédentes) ; l'écart-
type varie autour de 9,2 %.
Les tableaux II et II bis donnent un aperçu de la variation
pour le sujet II à 1.000 cps et un niveau de base de 40 ph au-
dessus du seuil, le premier à l'accroissement, le deuxième à la-
décroissance brusques de l'intensité.
Les principaux résultats de cette étude sont les suivants :
1) La limite irréductible est constante, et la même que pour
les latences absolues, quels que soient la fréquence et le
niveau de base.
2) La limite supérieure est, elle aussi, constante, de
400 msec, identique à celle des latences absolues.
3) La marge totale réductible est, en conséquence, cons
tante, et il n'y a, donc, pas d'amélioration de celle-ci, en par
tant de niveaux de plus en plus élevés, comme l'on aurait pu
s'y attendre du fait de la réduction de la différence entre
l'ampleur de la variation d'intensité correspondant au seuil
différentiel, et le minimum de l'ampleur de cette même varia
tion pour laquelle on atteint la limite inférieure du temps de
réaction : pour des variations identiques en intensité à partir
de niveaux de plus en plus élevés, les retards se réduisent, la
réponse s'accélère, mais les limites restent les mêmes ; la marge
totale ne varie pas, non plus, avec la fréquence, elle en est
indépendante.
4) A une même fréquence, à variations identiques en nombres
d'échelons différentiels d'intensité, les latences totales, donc aussi,
les suppléments réductibles de latence, sont égaux, quel que soit
le niveau initial.
Je n'ai rien trouvé de suggestif dans la confrontation des latences
différentielles avec de très nombreuses fonctions de la variation de l'inten- R. CHOCHOLLE. LA PSYCHOPHYSIOLOGIE DK L'AUDITION 97
site, telles que les variations de pression ou d'énergie sonores, relatives au
niveau de base ou absolues, ou les%variations différentielles de celles-ci par
rapport au seuil différentiel.
J'ai tenté de confronter aussi mes résultats avec les variations calculées
en nombres d'échelons différentiels, obtenus par intégration de proche en
proche des valeurs des seuils différentiels à une fréquence donnée.
300
200
IOOC cpi
\
to 10
8 100
I s "V > K ■•■•. IOC 00 cp ■H. %« ■—^ X. I
=1 _ _~>
200 5 10 50 100
Accroissement d'intensité en valeurs d'échelons
c 300
{
1
200 V
100
4-OOOcps
1000
a A a
I lOOOOcps* »q SÎ
ss
75
1 5 10 50 100 200
Accroissement d'intensité en valeurs d'échelons
Figures 2 et 3. — Variations du supplément réductible de latence en
millisecondes à l'accroissement brusque de l'intensité, en fonction de l'am
plitude de la variation exprimée en nombres d'échelons différentiels d'in
tensité, pour les sujets I (en haut), II (en bas), aux fréquences indiquées
sur les courbes ; 250 cps, 1.000 cps, 4.000 cps et 10.000 cps. Les courbes
sont des moyennes pour chaque fréquence, quelle que soit l'inten
sité initiale, obtenues pour 5 niveaux initiaux de force sonore équivalente :
0 ph (valeurs à l'apparition d'un stimulus sonore), 10 ph,20 ph,
40 ph, 80 ph au-dessus du seuil.
l'année psychologique, xlv-xlvi 7 98 MÉMOIRES ORIGINAUX
En utilisant les valeurs d'échelons déduites des intégrations de Riesz (42)
de seuils différentiels mesurés par lui pour un sujet moyen (41), j'ai constaté
une relation nette entre les variations des temps de réaction différentiels
mesurés par moi-même et celles calculées en variations du nombre d'éche
lons différentiels d'intensité. Mais j'ai pensé qu'il devait y avoir de grandes
différences individuelles, et que la technique des mesures était différente ;
aussi, ai-je préféré reprendre, pour chacun de mes sujets, l'intégration à
partir de valeurs individuelles obtenues avec la même méthode que celle
de mes mesures, comme cela est exposé dans l'Appendice I. Mes constata-
300
V 200
100
1
Figure 1 - 4. Décroissance — Variations 5du d'intensité supplément )0SujèTï* en réductible valeurs de 50 latence d'échelons ai 100 s en mill20
isecondes à la décroissance brusque de l'intensité, en fonction de l'ampli
tude de la variation exprimée en nombres absolus d'échelons différentiels
d'intensité, pour les sujets I et II, à 1 .000 cps ; ce sont des courbes moyennes,
quelle que soit l'intensité finale, obtenues pour 5 niveaux finaux de force
sonore équivalente : 0 ph (valeur à la cessation d'un stimulus sonore),
10 ph, 20 ph, 40 ph, 80 ph au-dessus du seuil.
tions antérieures se sont vérifiées, dans le domaine d'une fréquence <Jéter-
minée, ou de fréquences assez rapprochées ; mais, si l'on examine les
résultats pour des fréquences trop éloignées, l'on ne remarque pas de
correspondances : les relations entre latences et nombres d'échelons diffé
rentiels de variation, bien qu'elles soient constantes dans le domaine d'une
fréquence déterminée, varient d'une fréquence à une autre.
Les figures 2, 3 et 4 illustrent la variation du supplément
réductible de la latence en fonction de la variation de l'inten
sité calculée en variations du nombre d'échelons différentiels ;
les courbes à chaque fréquence étudiée sont confondues, quel
que soit le niveau de base. L'on remarquera que le raccour
cissement de la latence avec l'ampleur de la variation s'accroît
au fur et à mesure que l'on s'éloigne de la zone centrale des
fréquences audibles.
5) A fréquences différentes, les latences sont sensiblement

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