L'existence de facilitation non-sommative démontrée par l'égalisation hétérochrone de plages lumineuses - article ; n°1 ; vol.45, pg 43-56

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L'année psychologique - Année 1944 - Volume 45 - Numéro 1 - Pages 43-56
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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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J. Segal
L'existence de facilitation non-sommative démontrée par
l'égalisation hétérochrone de plages lumineuses
In: L'année psychologique. 1944 vol. 45-46. pp. 43-56.
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Segal J. L'existence de facilitation non-sommative démontrée par l'égalisation hétérochrone de plages lumineuses. In: L'année
psychologique. 1944 vol. 45-46. pp. 43-56.
doi : 10.3406/psy.1944.8154
http://www.persee.fr/web/revues/home/prescript/article/psy_0003-5033_1944_num_45_1_8154(Collège de France, Laboratoire de Physiologie des Sensations)
IV
L'EXISTENCE DE FACILITATION NON-SOMMATIVE
DÉMONTRÉE PAR L'ÉGALISATION HETEROCHRONE
DE PLAGES LUMINEUSES
par J. Segal
La distinction entre les termes sommation et facilitation ne
se fait pas toujours avec la précision désirable. Ils désignent
pourtant deux types de phénomènes de nature absolument
différente. La sommation est un processus accumulatif. Nous
la rencontrons partout où, après l'application d'un stimulus,
l'énergie apportée ne se dissipe pas immédiatement mais laisse
un résidu auquel peut s'ajouter l'apport énergétique d'un nou
veau stimulus. Gela peut être le cas d'une excitation chimique,
où la dissipation des molécules excitantes, en solution dans
les muqueuses sensorielles, ne se fait que progressivement,
c'est le cas des excitations algiques, où le stimulus détermine
des lésions à réparation lente. Ce même principe a été invoqué
pour expliquer les variations de l'intensité d'un son en fonc
tion de sa durée par des auteurs qui admettent l'existence d'une
résonance vibratoire dans l'oreille interne, permettant, grâce
à l'amortissement imparfait de la membrane basilaire, l'a
ccumulation de l'énergie cinétique.
On est en droit d'étendre la notion de sommation aux cas
où le stimulus se dissipe immédiatement, mais laisse une trace
de son passage sous la forme de modifications physiologiques
des éléments excités. Ainsi, l'accumulation de produits photo-
lytiques dans les cônes et les bâtonnets de la rétine, soutenue
par de nombreux chercheurs, fait appel à une telle notion de
sommation d'effets secondaires. En généralisant ce principe,
on peut l'appliquer aussi à l'excitation électrique d'une fibre
nerveuse où le passage d'un courant bref détermine une dépol
arisation d'une certaine durée sur laquelle peut se greffer une
dépolarisation déterminée par un stimulus ultérieur. L'effet
d'un influx nerveux dans une synapse itérative pourrait s'ex- 44 MÉMOIHES ORIGINAUX
pliquer toujours d'après le même principe "d'accumulation
d'effets physiologiques.
On voit que la sommation est une fonction essentiellement
passive. Aucune notion d'une modification de l'élément exci
table sous l'action du stimulus n'intervient dans sa définition.
On l'a parfois illustrée à l'aide d'un modèle hydraulique cons
titué par un récipient avec une large tubulure d'arrivée et un
tube d'écoulement de faible diamètre. Il est évident que les dif
férentes conditions de remplissage permettent d'atteindre plus
ou moins facilement un niveau requis, sans qu'on soit obligé
d'envisager un changement des caractéristiques du récipient.
La facilitation, par contre, fait justement appel aux modif
ications du récepteur sous l'action du stimulus. Or, si nous
connaissons de telles modifications dans le sens d'une réduction
de la sensibilité, qui se manifestent par des états réfractaires,
des inhibitions ou des adaptations (2, 3, 4), c'est essentiellement
par raisonnement et sans preuves expérimentales à l'appui. que
nous avons été amenés à postuler l'existence d'une phase de faci
litation, précédant la phase d'inhibition, celle-ci démontrée
expérimentalement. On ne peut pas invoquer comme preuve
d'une facilitation l'existence d'une phase super-normale dans la
réponse de neurones excités (par exemple Bartley, 1), car il est
permis de la considérer aussi bien comme une phase normale,
suivie d'une phase infranormale, déterminée par inhibition. ,
Ainsi, une démonstration de l'existence effective d'un pro
cessus de facilitation, ne serait-ce que pour un cas particulier,
présente un intérêt théorique considérable. Mais l'état de nos
connaissances aussi bien que l'insuffisance de nos techniques
actuelles ne permettent pas de faire une distinction nette entre
l'augmentation de l'efficience d'un stimulus par addition pas
sive de ses effets et d'un phénomène semblable déterminé par
la sensibilisation de l'élément excité. Il fallait donc créer des
conditions où l'effet de facilitation dépasserait toates les
mesures que pourrait donner, dans le meilleur cas, une addi
tion passive. Celle-ci donne lieu à une intégration plus ou
moins complète des stimuli qui peut aller, ^théoriquement,
jusqu'à une intégration totale. Mais si, en augmentant par
exemple la durée d'un stimulus lumineux, on percevait une
plage plus brillante que ne donnerait une augmentation de
l'intensité dans les mêmes proportions, une accumulation,
même intégrale, des effets d'excitation ne saurait rendre
compte du phénomène, et il faudrait attribuer cette exaltation .1. SEGAL. — L'EXISTENCE DE FACILITATION NON-SOMM ATIVE 45
de l'efficience du stimulus à une augmentation de la sensibilité
d'un élément quelconque de la voie sensorielle, c'est-à-dirp
à une manifestation inconstestable de la facilitation.
Le dépouillement systématique des travaux des auteurs
antérieurs, traitant l'efficience de stimuli en fonction du temps,
a permis de relever dans deux ouvrages des indices d'un tel
phénomène. Tous les deux concernent le domaine de la vision.
Stainton (11) étudie la brillance apparente d'une plage lumi
neuse en fonction de la durée et de l'intensité du stimulus.
Aux stimuli brefs, inférieurs à une cinquantaine de millise
condes, la brillance apparente augmente rapidement en fonc
tion du temps, par endroits même plus que ne le
permettrait une intégration totale de l'énergie stimulante.
L'effet est peu marqué, n'intéresse que de petites fractions
des courbes, et nous l'avons considéré surtout comme un encou
ragement de continuer les recherches plutôt qu'une démonst
ration probante de la justesse de notre hypothèse de travail.
Une publication de Durup et Fessard (5) donnait des indi
cations plus significatives. Ces deux auteurs ont étudié, en
fonction de la durée du stimulus, l'intensité que doit avoir une
plage lumineuse pour donner une sensation de brillance déter
minée. Une intégration totale de l'énergie s'exprimerait par la
constance de la valeur d'énergie nécessaire au maintien d'une
brillance apparente égale. Voici une fraction des résultats de
ces auteurs pour un des sujets :
TABLEAU I
Energie lumineuse nécessaire
pour maintenir un niveau constant de brillance, apparente.
(D'après Durup et Fessard, 5.)
Intensité Energie Temps en ms en millibougies i x t
14,4 3,75 54
17,7 3,42 60,5
20,8 3,12 65
24,4 2,85 69,5
26,6 2,60 69
30,1 2,36 71
32,3 2,15 69,5
37,6 74 1,97 1,80- 42,1 76
66,5 1,50 100
88,6 1,30 115
128,5 1,24 159 46 MÉMOIRES ORIGINAUX
On voit qu'entre 14,4 et 24,4 ms, l'énergie requise aug
mente régulièrement, que l'utilisation du stimulus primaire
n'est donc pas intégrale dans cette région. Par la suite, les
valeurs sont sensiblement constantes jusqu'à 32,3 ms, pour
augmenter de nouveau aux durées plus élevées. Or, si l'int
égration de l'énergie lumineuse n'est pas totale aux stimuli
brefs, les conditions doivent devenir encore plus défavorables
à mesure que s'allongent les temps. Si, néanmoins, les valeurs
de ixt redeviennent constantes, c'est que la mauvaise util
isation de l'énergie est compensée par un changement dans la
réceptivité de l'appareil nerveux, ce qui est l'essence même de
la facilitation.
Bien entendu, ce travail est loin d'être probant, mais,
pris ensemble avec celui de Stainton, ils constitue un sérieux
indice en faveur de la possibilité de mettre en évidence un
phénomène de facilitation de la vision de stimuli brefs.
MÉTHODE DE LA PHOTOMÉTRIE HÉTÉROCHRONE
Sauf au niveau du seuil, toute étude de l'efficience de
stimuli brefs aboutit à l'égalisation de plages lumineuses
exposées pendant des durées inégales. Or, les recherches sur
l'inhibition aux stimuli brefs, que nous avons poursuivies en
commun avec E. Baumgardt (2,3, 4), nous ont fait connaître
un certain nombre de facteurs pouvant introduire des erreurs
systématiques dans les égalisations hétérochrones,
dont les auteurs précédants ne pouvaient pas tenir compte.
D'autres sources de perturbation se sont révélées au cours
de la présente étude. Il nous paraît donc utile de résumer ici
les différentes précautions à prendre lors de l'égalisation cor
recte de stimuli hétérochrones.
1) L'efficience d'un stimulus lumineux bref est, en partie,
fonction des constantes de temps des éléments nerveux rét
iniens ou corticaux. Celles-ci ne sont pas les mêmes sur toute
l'étendue du champ visuel, comme le démontre l'essai suivant.
On choisit deux petites plages de durée très inégale, et égalise
leurs brillances apparentes en vision strictement fovéale. Il
suffit alors de fixer un point quelconque, situé à une dizaine de
degrés des plages étudiées, pour constater une forte, inégalité
de celles-ci, la plage la plus brève étant généralement favorisée
par rapport à l'autre. Il en résulte donc la nécessité de n'exciter
que des régions rétiniennes homogènes et équivalentes. On .)*. L EXISTENCE DE FACILITATION NON-SOMM ATIVE 47 SEGAL.
réalise la première de ces conditions en utilisant des plages
de faibles dimensions et la seconde en les disposant toujours
symétriquement par rapport au point de fixation. Ce dernier
est, naturellement, absolument indispensable pour préciser
la zone rétinienne excitée.
2) Une excitation, même de courte durée, diminue pour
un temps très notable la sensibilité des éléments touchés.
Il est donc inadmissible d'utiliser une plage étalon lumineuse
fixe comme repère de fixation. Les mouvements oculaires qui
précèdent nécessairement la fixation balaient de larges zones
rétiniennes et cette préexcitation réduit la sensibilité de la
région sur laquelle tombe par la suite le stimulus bref. Il est
donc absolument indispensable d'utiliser un point de fixation
visible avant l'apparition de la plage étalon. A partir de ce
moment, et jusqu'à la fin de l'excitation, l'œil doit rester
^rigoureusement immobile. Il y a donc intérêt à ne pas prolon
ger inutilement la présentation de la plage étalon.
3) Entre deux plages lumineuses juxtaposées et éclairées
inégalement, on observe des interactions qui peuvent facil
ement fausser le jugement. On aura toujours avantage à séparer
les plages par une bande sombre de 1 ou 2 degrés, ce qui réduit
fortement ces interactions. Si les conditions de l'expérience
interdisent cette disposition, par exemple dans le cas d'une
observation strictement fovéale, on doit tout au moins él
iminer le métacontraste, effet d'inhibition particulièrement
gênant dans ce genre d'égalisation. Il est faux d'admettre que
le métacontraste ne se manifeste que lorsque deux plages
-juxtaposées sont éclairées brièvement avec un léger décalage
dans le temps. En réalité, le métacontraste se manifeste toutes
les fois qu'une plage lumineuse s'éteint, tandis que les zones
voisines continuent à recevoir de la lumière. (Voir Baumgardt
et Segal, 4.) On réalise donc le métacontraste en utilisant
une plage étalon fixe à côté de laquelle apparaît, pour un temps
limité, la plage étudiée. L'inhibition qui en résulte peut fausser
le jugement dans le rapport du simple au double et même
davantage.
Pour supprimer cette influence néfaste, il faut veiller
à ce que les deux plages s'éteignent avec une simultanéité
rigoureuse. Même un décalage de 1 ms peut donner, aux fortes
intensités, des erreurs très appréciables.
3) La brillance d'une plage lumineuse fixe est loin d'être
constante dans le temps. La plupart des auteurs se contentent MÉMOIRES ORIGINAUX "/i8 m
de ne la présenter que pendant 2 ou 3 secondes, en espérant
d'éliminer ainsi l'effet de l'adaptation. En réalité, l'adaptation
commence au même instant que l'excitation. Elle se manifeste
surtout pendant là première seconde de l'observation. Ainsi
en vision extrafovéale, la brillance apparente d'une plage
évolue d'abord suivant la courbe complexe de Broca et Sulzer
jusqu'à une durée de l'ordre de 250 ms, puis elle baisse rap
idement et l'image peut même disparaître entièrement aux
environs de 800 ms, si la fixation de l'œil est bien maintenue.
Il est donc inutile d'employer des plages étalon de longue durée
dans l'espoir d'atteindre un état d'équilibre problématique.
Une plage étalon de très courte durée, de l'ordre des temps à
étudier, rigoureusement synchronisée avec la plage variable,
offi^ les meilleures conditions d'homogénéité des résultats
pour l'ensemble du champ visuel.
4) Même les stimuli les plus brefs déterminent un état
des"
adaptatif dont les effets se font sentir encore pendant
rétiniennes servant à dizaines de secondes. Si les deux zones
l'observation ne sont pas excitées dans des conditions abso-
■••» lument identiques, la répétition de l'excitation accumule les
effets de l'adaptation inégale, et les deux plages tendront vers
une apparence d'égalité qui fausse le jugement. En outre, deux
stimuli de brillance apparente égale, mais de différentes inten
sités réelles, ne produisent pas le même effet adaptatif. Au
cours des excitations successives ces différences s'accumulent
et l'égalité initiale se transforme en inégalité, que le sujet
tente à corriger en agissant sur l'intensité d'une des plages,
avec le seul effet que l'inégalité se rétablit à la prochaine
excitation. Il arrive souvent que le sujet parcourt ainsi toute
l'échelle de l'appareil à la recherche d'une égalité fictive qui se
dérobe constamment sous l'effet de l'adaptation de plus en
plus inégale.
Il ne faut d'ailleurs pas croire que cet effet ne se manifeste
qu'après des excitations nombreuses. C'est, tout au contraire,
au cours des premières présentations qu'il se constate le plus
nettement. Deux plages, jugées égales à la première présenta
tion après un séjour prolongé à l'obscurité, montrent une iné
galité très appréciable dès la seconde présentation, même avec
des intervalles de plusieurs secondes.
Pour parer à cet effet qui rend impossible tout travail
précis, on est obligé de rétablir un état d'adaptation fixe en
excitant l'œil, entre les observations, par une lumière beau- •T. SEGAL. — L'EXISTENCE DE FACILITATION NON-SOMM ATIVE 49
coup plus forte que celle des stimuli. On procède par cycles
rigoureusement identiques, commandés par exemple par le
déclic d'une came fixée au tachistoscope. Au premier déclic,
le sujet allume une lampe qui éclaire un papier blanc placé
devant lui et le fixe pendant trois secondes, jusqu'au second
déclic. Il lâche alors le contact qui tenait la lampe allumée, et
dispose de trois secondes pour saisir le mors qui assure la posi
tion correcte de sa tête par rapport au dispositif optique et de
chercher le point de fixation. A la fin de ce second temps, les
stimuli apparaissent, et le sujet dispose de nouveau de trois
secondes pour réfléchir sur le sens d'une correction éventuelle
des brillances et pour l'effectuer au besoin. Un nouveau déclic
commande le début d'un autre cycle.
Ce n'est qu'au bout d'une dizaine de tels cycles d'obser
vation qu'on peut considérer que l'équilibre d'adaptation est
atteint en bonne approximation. C'est alors qu'on ajoute
quelques cycles destinés à parfaire le réglage. Le temps néces
saire à lire le résultat de la détermination, de le noter et de
changer le temps d'excitation, rompt la régularité des cycles
et l'équilibre de l'adaptation. Toute nouvelle détermination
débute donc par une'série de dix observations préparatoires. Ce
procédé est pénible pour le sujet à cause des changements
fréquents de l'éclairage, et les mesures prennent relativement
beaucoup de temps, mais les jugements sont beaucoup plus
sûrs, les erreurs grossières moins nombreuses, les courbes
obtenues plus homogènes ; en fin de compte, la lenteur du
procédé est compensée par la diminution du nombre de déter
minations qu'on est obligé de faire. Toujours est-il que les
égalisations hétérochrones figurent parmi les observations les
plus difficiles à effectuer et exigent des sujets bien entraînés,
consciencieux et très résistants physiquement.
5) En utilisant des sources de lumière légèrement teintées
comme c'est par exemple le ca? des lampes à incandescence,
on observe souvent que les stimuli brefs apparaissent d'une
blancheur pure à côté des plus longs, ce qui a pour
effet une surestimation de la brillance des premiers. Il est pos
sible de supprimer cet effet extrêmement gênant en utilisant
soit une lumière franchement colorée — des écrans jaunes
photographiques denses donnent de très bons résultats — soit
une lumière très blanche. Nous avons utilisé, avec bon résultat,
des ampoules de 12 volts, survoltées à 16 volts, avec un écran
« lumière de jour » de Leitz. En outre, si les mesures ne concer-
f ANNÉE PSYCHOLOGIQUE. XLV-XLVI ,4 - MÉMOIRES ORIGINAUX 50
nent que des temps relativement brefs, on peut réduire l'hété-
rochromatisme en choisissant une plage étalon du même ordre
de durée.
TECHNIQUE
La source de lumière était constituée par un boîtier étanche
contenant deux ampoules de 12 volts, 50 watts, survoltées
à 16 volts. Elles éclairaient, par l'intermédiaire d'un diffuseur
en verre dépoli, deux autres petits verres dépolis, encastrés
dans la face frontale du boîtier, en face desquels se trouvaient
les deux objectifs d'un photomètre de Pulfrich. L'éclaire-
ment des petits verres dépolis peut être considéré comme suff
isamment homogène.
Entre le photomètre et la source se trouvait un tachisto-
scope à disque dont la large fente permettait de découvrir à la
fois les deux objectifs. Devant la fente étaient montés deux
petits volets mobiles, ne recouvrant chacun que la moitié de la
largeur totale. Ainsi, chacun des objectifs du photomètre pou-
vait.être dé&ouvert indépendamment de l'autre, mais l'obtu
ration des deux objectifs se faisait toujours simultanément par
~-trr bum libre de la fente principale du tachistoscope. Il suffi
sait, pour assurer ce synchronisme d'orienter les deux object
ifs dans un même plan horizontal passant par l'axe du
tachistoscope. •
La plus petite fente du tachistoscope, donc le plus bref
temps d'exposition réalisable, était conditionné par la largeur
utile du faisceau lumineux pénétrant dans le photomètre.
Pour éviter des ouvertures et des obturations trop progressives
par rapport à la durée globale de l'excitation, il fallait que la
fente ait au moins le double de la largeur utile du faisceau
lumineux. Pour le vérifier, il suffisait de rabattre devant
l'oculaire du photomètre la petite loupe qui permet la mise
au point sur le plan des diaphragmes. Pour la plus grande
valeur du diaphragme utilisée au cours de la mesure, la largeur
de la fente la plus étroite devait, vue dans l'appareil, repré
senter au moins le double de la largeur du diaphragme.
L'oculaire du photomètre était muni d'un tube à fenêtre
latérale devant laquelle se trouvait une lamelle de verre
inclinée de 45 degrés, permettant de voir à la fois l'image
présentée dans l'appareil et un point de fixation rouge situé
à l'extérieur. Un verre de lunette convenablement choisi dis- SEGAL. — L'EXISTENCE DE FACILITATION NON-SOMMATIVE 51 J.
posé devant la fenêtre latérale, permettait d'accommoder à la
fois sur le point de fixation et sur les plages d'excitation. Ce
même tube recevait aussi le filtre bleuté « lumière de jour ».
La position correcte de la tête du sujet par rapport à l'axe
de l'appareil fut maintenue à l'aide d'un mors fixé dans un
support. Ce mors consiste en une plaquette de rhodoïde
ramollie dans de l'eau chaude, dans laquelle le sujet imprime
ses dents. Après refroidissement, le rhodoïde garde bien les
empreintes. Le mors ainsi constitué est agréablement lisse, ne
s'imbibe pas de salive, se laisse laver et stériliser et sèche rapi
dement. A sa confection rapide, qui ne demande que quelques
minutes, s'ajoute encore l'avantage que le matériel n'a aucun
goût et ne provoque pas la salivation, comme c'est le cas du
bois, du guttapercha et d'autres matières utilisées habi
tuellement.
Pour régler à volonté les dimensions des plages d'excitat
ion, nous avons introduit dans le disque-revolver du photo
mètre, destiné à recevoir des écrans colorés, des petits écrans
opaques avec des ouvertures convenables. Ces écrans se trou
vent presque dans le même plan que l'image virtuelle des
plages avec leur ligne de séparation. Le réglage de l'oculaire
suffit à la plupart des personnes pour mettre au point sur
les ouvertures dé l'écran. La seule difficulté s'élève lorsqu'il
s'agit de réaliser deux petites plages juxtaposées, car alors, il
faut mettre au point à la fois sur la ligne de séparation et sur
l'ouverture de l'écran, ce qui est irréalisable: Dans ce cas,
nous avons réglé l'oculaire sur la ligne de séparation, en accep
tant un léger flou dans le bord extérieur des plages.
Dans le présent travail, nous avons utilisé deux écrans.
L'un avec une ouverture circulaire de l°20' de diamètre,
qui couvrait toute la fovéa sans la dépasser sensiblement,
fut orienté de sorte à former deux images semi-circulaires jux
taposées. Le point de fixation se trouvait au milieu de la
ligne de séparation. Le second écran comportait deux ouver
tures semi-circulaires, formant deux plages de 1° 20' de dia
mètre, séparées par une bande sombre de 30' de largeur. Le
point de fixation se trouvait, dans cette série de mesures, à 10°
au-dessus des plages. La bande de séparation est indispensable
en vision extrafovéale, car la faible acuité visuelle dans cette
région rend très difficile la distinction de deux plages petites
et de brillance peu différente, si elles sont présentées en juxtap
osition. Enfin, dans une troisième série, nous nous sommes

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