L'écholocation humaine chez les handicapés visuels - article ; n°4 ; vol.96, pg 703-721

De
Publié par

L'année psychologique - Année 1996 - Volume 96 - Numéro 4 - Pages 703-721
Résumé
L'écholocation est définie comme l'habilité à traiter l'information acoustique contenue dans les échos produits par la réflexion des sons produits par le sujet sur les objets de l'environnement.
Cet article décrit quelques travaux récents conduits dans ce domaine et présente une orientation de recherche destinée à approfondir notre connaissance des mécanismes de base de cette capacité. Celle-ci est mise en œuvre de manière «naturelle» par les sujets aveugles.
Les résultats de ces travaux peuvent contribuer de manière importante à la mise sur pied de programmes de rééducation destinés aux handicapés visuels.
Mots-clés : écholocation, cécité, perception d'obstacles.
Summary : Human echolocation by visually handicapped people.
Echolocation, which is an active mode of perception, is defined as the ability to process acoustic information contained in echoes produced by the reflexion of self-generated sounds on the surrounding obstacles. It is important to note that almost all visually handicapped people spontaneously and intuitively generate sounds such as tongue clicks, snaps, hissings or vocalizations when they move around in order to gather spatial information. Also, this ability can be observed in any person who has had a brief but adequate training period. This paper describes the research that we have carried out to study obstacle perception through echolocation in blind people. At present, our efforts are mainly aimed to design critical experiments and to complete the ROUSETUS measurement system developed by us — which consists of the obstacle simulator, the ECOTEST and the auditory evoked potential modules — that will allow us to study human echolocation processes and its underlying psychoacoustic mechanisms in cognitive and behavioral contexts.
Key words : echolocation, blindness, obstacle perception.
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 : lundi 1 janvier 1996
Lecture(s) : 80
Nombre de pages : 20
Voir plus Voir moins

C. Arias
L'écholocation humaine chez les handicapés visuels
In: L'année psychologique. 1996 vol. 96, n°4. pp. 703-721.
Résumé
L'écholocation est définie comme l'habilité à traiter l'information acoustique contenue dans les échos produits par la réflexion des
sons produits par le sujet sur les objets de l'environnement.
Cet article décrit quelques travaux récents conduits dans ce domaine et présente une orientation de recherche destinée à
approfondir notre connaissance des mécanismes de base de cette capacité. Celle-ci est mise en œuvre de manière «naturelle»
par les sujets aveugles.
Les résultats de ces travaux peuvent contribuer de manière importante à la mise sur pied de programmes de rééducation
destinés aux handicapés visuels.
Mots-clés : écholocation, cécité, perception d'obstacles.
Abstract
Summary : Human echolocation by visually handicapped people.
Echolocation, which is an active mode of perception, is defined as the ability to process acoustic information contained in echoes
produced by the reflexion of self-generated sounds on the surrounding obstacles. It is important to note that almost all visually
handicapped people spontaneously and intuitively generate sounds such as tongue clicks, snaps, hissings or vocalizations when
they move around in order to gather spatial information. Also, this ability can be observed in any person who has had a brief but
adequate training period. This paper describes the research that we have carried out to study obstacle perception through
echolocation in blind people. At present, our efforts are mainly aimed to design critical experiments and to complete the
ROUSETUS measurement system developed by us — which consists of the obstacle simulator, the ECOTEST and the auditory
evoked potential modules — that will allow us to study human echolocation processes and its underlying psychoacoustic
mechanisms in cognitive and behavioral contexts.
Key words : echolocation, blindness, obstacle perception.
Citer ce document / Cite this document :
Arias C. L'écholocation humaine chez les handicapés visuels. In: L'année psychologique. 1996 vol. 96, n°4. pp. 703-721.
doi : 10.3406/psy.1996.28926
http://www.persee.fr/web/revues/home/prescript/article/psy_0003-5033_1996_num_96_4_28926L'Année psychologique, 1996, 96, 703-721
CI AL, Université nationale de Cordoba
CON I CET (Argentine)1
L'ÉCHOLOCATION HUMAINE
CHEZ LES HANDICAPÉS VISUELS
par Claudia ARIAS2
SUMMARY : Human echolocation by visually handicapped people.
Echolocation, which is an active mode of perception, is defined as the
ability to process acoustic information contained in echoes produced by the
reflexion of self-generated sounds on the surrounding obstacles. It is important
to note that almost all visually handicapped people spontaneously and
intuitively generate sounds such as tongue clicks, snaps, hissings or
vocalizations when they move around in order to gather spatial information.
Also, this ability can be observed in any person who has had a brief but
adequate training period.
1 . CIAL, Agencia Postal No. 4, Ciudad Universitaria (5000) Cordoba,
Argentine.
2. Nous voudrions exprimer notre reconnaissance à Juan Segui pour ses
encouragements et ses conseils, à Oscar Ramos pour sa participation à l'élabo
ration et au développement des travaux entrepris dans notre groupe.
Nos remercions également G. L. Fuchs, H. J. A. Rimoldi, H. Ferreyra
Moyano, et le Dr C. Curet et ses collègues. Enfin, nous voudrions exprimer
notre gratitude à Mme C. de Minzi et à toutes les personnes qui ont participé à
nos travaux.
Notre équipe de recherche est constituée par : Oscar Ramos, chercheur au
CONICET, A. H. Ortiz Skarp, technicien au CONICET, H. Ferreyra Moyano,
chercheur à l'INIMEC, Carlos A. Curet, chercheur à la Faculté de médecine de
l'UNC, C. Arias chercheur au CONICET.
Les recherches de notre équipe présentées dans ce texte ont bénéficié des
subventions du Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Técnicas
(CONICET) et du de Investigaciones Cientificas de Cordoba (CONICOR),
République Argentina (PIA CONICET 0256 et 0536, PID CONICOR 2253, 2597,
et 2715). 704 Claudia Arias
This paper describes the research that we have carried out to study obstacle
perception through echolocation in blind people. At present, our efforts are
mainly aimed to design critical experiments and to complete the ROUSETUS
measurement system developed by us — which consists of the obstacle simulator,
the ECOTEST and the auditory evoked potential modules — that will allow us to
study human echolocation processes and its underlying psychoacoustic
mechanisms in cognitive and behavioral contexts.
Key words : echolocation, blindness, obstacle perception.
INTRODUCTION
La surprenante capacité de certains aveugles pour percevoir
des obstacles — c'est-à-dire, l'écholocation ou encore «vision
faciale» — a été décrite depuis 1749 (Dallenbach, Supa et
Cotzin, 1944). Pourtant, ce n'est que pendant la décennie de
1940 qu'un groupe de scientifiques de l'Université de Cornell
— dont l'un des chercheurs était lui-même aveugle — a étudié
cette capacité d'une manière expérimentale et systématique
(Dallenbach et al, 1944; Worchel et Dallenbach, 1947; Cotzin
et Dallenbach, 1950 ; Animons, Worchel et 1953).
A partir de ces premières études approfondies la compréhens
ion de certains aspects importants de l'écholocation a été
rendue possible. Il a été démontré en particulier que le trait
ement de l'information auditive constitue la base sensorielle de
l'écholocation et que le changement de la hauteur tonale des
sons en est la condition nécessaire et suffisante.
En outre, les premiers rapports établis concernant l'écholo
cation animale — domaine scientifique où il y a eu d'importants
progrès — datent de la même époque (ex. Griffin, 1967 ; Busnel
et Fish, 1980 ; Nachtigall et Moore, 1988).
L'écholocation, appartenant à une modalité active de la per
ception, est définie comme l'habilité pour traiter l'information
acoustique contenue dans les échos déterminés par la réflexion
des sons produits par le sujet lui-même. Par extension, on parle
aussi d'écholocation quand le sujet est capable d'utiliser les sons
de son environnement ou encore des sons artificiels générés éle
ctroniquement.
Il est important de noter que, lors de leurs déplacements, la
plupart des handicapés visuels génèrent spontanément et de L'écholocation humaine chez les handicapés visuels 705
manière intuitive des sons tels que des claquements de la langue
ou des doigts et des huées afin de mieux s'orienter dans l'environ
nement. De même, il faut souligner que l'écholocation semble bien
correspondre à une capacité «naturelle» des êtres humains. En
effet, une personne normale ayant une perception auditive cor
recte, au moins dans une oreille, peut être capable de se servir de
l'écholocation après avoir reçu un bref entraînement (Dallenbach
et al., 1944 ; Hausfeld, Power, Gorta et Harris, 1982).
Suite à ces premiers travaux du groupe de Cornell, d'autres
auteurs, dont Kellogg (1962), Köhler (1964), Rice, Feinstein et
Schusterman (1965) et Rice (1967, 1969, 1970) principalement,
ont conduit des études importantes sur l'écholocation humaine.
Ils ont effectué des expériences, maintenant classiques, à l'aide
de montages expérimentaux bien élaborés et en présentant aux
sujets des cibles réelles. Ils ont comparé la performance des aveugles avec celles des sujets normaux avec occlusion de
la vision.
Dans une série d'expériences de détection de cibles les sujets
devaient effectuer des tâches de type détection (pr
ésence/absence de la cible) et des tâches de discrimination entre
des cibles différentes. Ces cibles pouvaient différer du point de
vue de leur taille ou encore, en fonction de leur distance par rap
port au sujet. La cible pouvait se situer par exemple, sur le plan
horizontal, à l'intérieur d'un angle de 90° à gauche ou à droite
du sujet. Le sujet devait générer des sons naturels ou artificiels
(au moyen d'un système électronique) et indiquer ensuite, à part
ir de l'analyse de l'écho, la position de la cible.
Ces investigations ont montré que les sujets sont capables
d'effectuer des jugements assez précis en ce qui concerne la dis
tance qui les sépare des obstacles placés dans leurs environne
ment immédiat. Ils sont également capables de porter des juge
ments corrects sur la taille des objets-obstacles ainsi que sur la
matière avec laquelle ceux-ci avaient été réalisés (en bois, métall
iques, etc.). Enfin, ils sont capables, mais dans une moindre
mesure, de discriminer entre des objets de même surface en fonc
tion de leur forme (carrée, rectangulaire ou circulaire).
Dans la même ligne de recherche, Hausfeld et al. (1982) ont
étudié la discrimination de cibles susceptibles de différer par la
texture ou par la forme. Ils ont comparé la performance de
sujets normaux avec occlusion de la vision à celle d'un sujet
aveugle très indépendant et mobile. 706 Claudia Arias
Les sujets normaux avec occlusion de la vision ont été sou
mis à un entraînement préalable au cours duquel l'expérimenta
teur leur indique la nature de la cible présente et leur demande
d'émettre des vocalisations et d'utiliser l'écho de ces vocalisa
tions afin d'identifier la cible. Ces auteurs ont constaté que les
sujets avec occlusion de la vision pouvaient atteindre des perfo
rmances de discrimination parfois analogues à celles obtenues par
le sujet aveugle. L'ordre de difficulté de discrimination entre les
cibles était le même pour le sujet aveugle et les sujets avec
occlusion de la vision.
Toutefois, des différences qualitatives intéressantes ont été
observées en ce qui concerne les erreurs. Pour la discrimination
entre des cibles qui varient par leur forme seul le sujet aveugle
arrive à une performance presque parfaite. De même, ce sujet
est le seul à avoir atteint une performance maximale dans la
situation de détection (présence ou non d'une cible). En ce qui
concerne la discrimination de cibles en fonction de leur texture,
seul le sujet aveugle a une très bonne performance pour distin
guer les cibles en tissus des cibles en bois.
Les expérimentateurs ont remarqué également que tandis
que les sujets contrôle émettaient leurs jugements avec une cer
taine incertitude, le sujet aveugle le faisait avec beaucoup d'as
surance. Quand ce sujet ne semblait par porter un jugement très
sûr il commettait fréquemment une erreur.
Un autre point souligné par les auteurs est que seul le sujet
aveugle effectuait des mouvements d'oscillation de la tête pour
discriminer entre des cibles de différentes formes. Les sujets
contrôle ne manifestaient pas un tel comportement de scanning.
Quelles sont les informations acoustiques qui servent de base
pour l'écholocation ?
1. LES DEUX MODALITES DE BASE
DE L'ÉCHOLOCATION
Bilsen, Frietman et Willems (1980) et Schenkman (1985) ont
avancé l'hypothèse de l'existence de deux modalités de base de
l'écholocation humaine. Ces deux modalités seraient sous-ten
dues par des mécanismes psycho-acoustiques différents.
En ce qui concerne l'écholocation pour des distances relati- humaine chez les handicapés visuels 707 L'écholocation
veinent longues — plus de 2 ou 3 m et jusqu'à 5 m environ, entre
le sujet et l'obstacle - le sujet entend clairement deux signaux
séparés. Un signal « direct » ou signal émis et un signal « indi
rect» correspondant à celui qui est réfléchi. Il est possible que
l'effet précédent, ou effet Haas — la source sonore semble se
trouver à l'endroit où est générée la première réflexion — soit
impliqué dans la détection d'un obstacle (Schenkman, 1985 ;
Seki et Ifukube, 1994). Le mécanisme de détection de l'intensité
du signal réfléchi pourrait permettre de juger la distance rela
tive à l'obstacle.
Pour des distances plus courtes - moins de 2 ou 3 m entre le
sujet et l'obstacle - le sujet ne perçoit pas deux signaux séparés.
Dans certaines conditions le système auditif fusionne les
deux signaux et peut les traiter comme un signal complexe. Le
sujet perçoit une modification ou évolution de la hauteur tonale
du signal émis ou encore, dans le cas où l'on utilise un bruit, il
perçoit celui-ci comme ayant acquis une caractéristique tonale.
Le mécanisme de détection de similarités ou des périodicités
(Small, 1970) serait le mécanisme sous-jacent à cette modalité.
Il permettrait à la personne non seulement de détecter les cibles
mais encore de les localiser et de distinguer certaines de ses
caractéristiques physiques. L'écholocation pour des distances
courtes semble donc mettre en œuvre des processus très comp
lexes.
1.1. L'ÉCHOLOCATION POUR DES DISTANCES COURTES
ET SA RELATION AVEC LE PROCESSUS DE PERCEPTION
DE LA HAUTEUR TONALE
Le premier à observer le résultat apparemment paradoxal
impliqué par l'écholocation humaine pour des faibles distances
fut Welch (1964). Ce résultat est paradoxal car par l'effet du
masquage du signal direct sur le signal réfléchi et par les limita
tions imposées dans les réponses neuronales à des stimuli success
ifs (période réfractaire) il semble impossible de prévoir que le
sujet puisse détecter des obstacles à faibles distances. Welch a
proposé que le phénomène de «hauteur tonale de Thurlow»
pourrait expliquer cette modalité d'écholocation.
Basset et Eastmond (1964) ont décrit le phénomène de per
ception de hauteur tonale qui se produit lorsqu'un sujet s'ap- 708 Claudia Arias
proche d'une surface acoustiquement réfléchissante en présence
de certains sons. La hauteur tonale perçue varie en relation
inverse avec la distance. Ils ont relié ce phénomène avec la capac
ité d'écholocation mise en évidence par certains sujets aveugles
en se basant sur les déclarations des sujets qui ont participé aux
expériences conduites par le groupe de Cornell. Le changement
de la hauteur tonale des sons ( « effet de sirène » ) serait la clé qui
leur permettrait de juger de la présence/absence de l'obstacle
ainsi que de sa distance.
Ils ont établi que l'interférence entre le signal direct et réflé
chi produit un pattern vibratoire dans lequel certaines fr
équences sont diminuées tandis que d'autres sont rehaussées. Ils
ont exprimé la relation existante entre la distance à l'obstacle
« d », la fréquence perçue, «/» et la vitesse du son « c », avec la
formule : /= c/2d.
D'autre part, Thurlow et Small (1955) ont été les premiers à
décrire le phénomène de perception de la hauteur tonale qui se
produit chaque fois que le sujet écoute deux trains d'impulsions
identiques avec un léger décalage de l'un par rapport à l'autre.
Ils ont donné le nom de «hauteur tonale de la séparation du
temps» (time separation pitch, TSP) et plus tard de «hauteur
tonale du balayage » (sweep pitch) . Ils ont observé que la fr
équence perçue correspondait à la valeur réciproque du retard (x)
le plus bref entre les impulsions proches des deux trains : f— lx.
McClelland et Small (1966) du groupe de Thurlow ont noté la
similitude entre ce phénomène et celui de la hauteur tonale de
séparation du temps. Ils ont établi quey= cl2d— lx.
Ce phénomène de perception de la hauteur tonale a été décrit
dans la littérature scientifique sous différents noms «Ton du
réfléchissement» (Hermann, 1912, cité par Bilsen et Ritsma,
1970), «Ton de la séparation des temps» (TSP), «Ton du
balayage » (Thurlow et Small, 1955), « Ton de la différence des
temps» (Nordmark, 1963), «Hauteur tonale du bruit ondulé»
(Yost et Hill, 1978) et tonale de la répétition» (rp)
(Bilsen et Ritsma, 1969, 1970). On le décrit généralement
comme le phénomène qui se produit lorsqu'on écoute un son
auquel s'additionne sa réplique après un bref délai temporel. Le
son correspond au signal direct et la réplique au signal réfléchi
dans la situation idéale d'écholocation dans laquelle par les
conditions optimales de réfléchissement, la réplique est iden
tique au signal émis par le sujet. L'écholocation humaine chez les handicapés visuels 709
Ce phénomène s'apparente avec celui de la « Hauteur tonale
du résidu » (Schouten, Ritsma et Cardozo, 1962) et avec celui de
la « Hauteur tonale subjective » ou « Hauteur tonale virtuelle »
(Terhardt, 1974).
Il y aurait deux modes de perception de la hauteur tonale ;
1 / la modalité analytique au moyen de laquelle le sujet perçoit
la hauteur tonale spectrale — la hauteur tonale d'un ton pur est
spectrale — et elle serait le produit d'une analyse auditive relat
ivement périphérique ; et 2 / la modalité synthétique au moyen
de laquelle on perçoit la hauteur tonale virtuelle (la hauteur
tonale des tons complexes est virtuelle car la fréquence perçue
n'existe pas dans le stimulus d'origine) et elle serait le produit
d'une perception gestaltiste ou holistique. Cette modalité de per
ception est probablement liée à l'apprentissage préalable utilisé
pour identifier les sons du langage.
Dans une situation auditive concrète les deux modalités
coexistent ; le percept de la hauteur tonale émerge à partir d'une
compétition entre des hauteurs tonales spectrales et virtuelles.
On peut imaginer que les sujets aveugles ont appris à percevoir
les obstacles comme des « gestalts auditives ».
Différents modèles physiques et mathématiques ont été pro
posés pour rendre compte de la perception de la hauteur tonale
et des principes qui permettent au système auditif d'extraire
l'information pertinente (Moore, 1977).
En particulier, deux classes de modèles ont été avancées : des
modèles de reconnaissance de patterns, qui supposent que l'i
nformation pertinente est extraite des données spectrales du st
imulus, et des modèles temporels, qui supposent que l'informa
tion pertinente est véhiculée dans l'organisation temporelle du
stimulus (Moore, 1977).
Quelques modèles de reconnaissance de patterns comme
celui proposé par la Théorie de transformation des patterns
(Wightman, 1973 a et 6) et le modèle des poids périphériques
(Yost et Hill, 1979) proposent des traitements auditifs simi
laires à la fonction d'autocorrélation. D'autres, comme la
Théorie du processeur optimal (Goldstein, 1973) et la Théorie
de la hauteur tonale virtuelle (Terhardt, 1974) proposent
l'existence de «gabarits internes» (internal templates) dans le
système auditif central. Ces gabarits représentent des inter
valles spécifiques entre les composantes du stimulus complexe
(sons harmoniques). 710 Claudia Arias
2. L'HYPOTHESE DE LA COMPENSATION
SENSORIELLE
Depuis fort longtemps il a été soutenu que l'absence ou la
perte de la vision détermine de manière concomitante un déve
loppement important des autres modalités sensorielles, en parti
culier les modalités tactile et auditive. Une variante de cette
hypothèse suggère qu'il existe des différences importantes de ces
capacités en raison d'une restructuration corticale impliquée par
la compensation. Une autre orientation postule que la compens
ation sensorielle est de nature stratégique et non pas structu
relle: les différences observées entre les sujets aveugles et les
sujets avec vision normale pouvant être dues à des effets atten-
tionnels ou de pratique.
L'hypothèse de la compensation sensorielle a été au point de
départ de nombreuses recherches ayant donné lieu à des résultats
parfois contradictoires. Dans le cadre de ces travaux on compare
généralement la performance des sujets aveugles avec celle des
sujets ayant une vision normale à une pluralité d'épreuves. Le but
de ces recherches est d'établir si les performances du premier
groupe sont supérieures à celles du deuxième.
Les résultats obtenus ont montré des analo
gues des deux groupes dans plusieurs conditions expérimentales.
Toutefois, les sujets aveugles ont une meilleure performance en
ce qui concerne la localisation auditive (Rice, 1969, 1970) et l'i
ntégration auditive (Niemeyer et Starlinger, 1981 ; Starlinger et
Niemeyer, 1981 ; Arias, Curet, Ferreyra Moyano, Joekes et
Blanch, 1993). Enfin, les sujets aveugles ont une performance
plus faible que celle des avec vision normale en ce qui
concerne les épreuves de jugement et de maintien du rythme
(Stankov et Spilsburg, 1978; Juurmaa, 1967).
3. UNE APPROCHE CLASSIQUE
DE L'ÉCHOLOCATION
Dans un premier temps, notre groupe de recherche a étudié
les capacités perceptives et cognitives des personnes aveugles à Uécholocation humaine chez les handicapés visuels 711
partir de situations de résolution de problèmes sonores et tac
tiles (Arias et Miranda, 1987), de rythme spontané (Arias, 1993)
et de capacité à structurer un matériel sonore.
Nous avons conduit également des expériences classiques de
détection, de localisation, et de discrimination de cibles avec des
sujets aveugles adultes.
Les résultats obtenus dans nos recherches s'accordent bien
avec ceux observés préalablement (Kellogg, 1962 ; Köhler,
1964; Rice et al., 1965; Hausfeld et al., 1982; Schenkman,
1985).
Nous avons constaté que les sujets détectent plus facilement
la présence/absence des cibles que les caractéristiques spécifiques
de celles-ci. Parmi ces dernières, la dimension taille est la mieux
discriminée tandis que la forme de la cible est la propriété la
moins bien discriminée.
Les signaux sonores spontanément générés par les sujets ont
été de deux types : a) clics-claquement de la langue ou des
doigts ; et b) des bruits blancs, des huées, et des battements des
mains.
On n'a pas observé de conduites erratiques. Les sujets ont eu
une participation active avec des émissions de sons, des nom
breux mouvements de scanning de la tête, et des attitudes
d'écoute attentive après l'émission des sons.
Dans ces expériences nous avons remarqué que l'un des par
ticipants, celui qui avait eu les meilleurs scores en ce qui
concerne la discrimination de la forme de la cible, faisait des
mouvements de la tête vers le haut et vers le bas de celle-ci. Ce
« scanning vertical » semble être une procédure efficace pour
percevoir les bords de la cible et en inférer sa forme.
4. FONCTIONS AUDITIVES
CHEZ DES SUJETS AVEUGLES
AYANT UNE BONNE CAPACITÉ D'ÉCHOLOCATION
Niemeyer et Starlinger (1981) et Starlinger et Niemeyer
(1981) ont obtenu, parmi d'autres mesures, des réponses évo
quées auditives corticales (CERA) chez des sujets aveugles et chez
des sujets ayant une vision normale. Les congé
nitaux ont montré une nette supériorité dans les processus d'in-

Soyez le premier à déposer un commentaire !

17/1000 caractères maximum.