La période réfractaire psychologique - article ; n°2 ; vol.57, pg 315-328

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L'année psychologique - Année 1957 - Volume 57 - Numéro 2 - Pages 315-328
14 pages
Source : Persée ; Ministère de la jeunesse, de l’éducation nationale et de la recherche, Direction de l’enseignement supérieur, Sous-direction des bibliothèques et de la documentation.
Publié le : mardi 1 janvier 1957
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P Fraisse
La période réfractaire psychologique
In: L'année psychologique. 1957 vol. 57, n°2. pp. 315-328.
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Fraisse P. La période réfractaire psychologique. In: L'année psychologique. 1957 vol. 57, n°2. pp. 315-328.
doi : 10.3406/psy.1957.26609
http://www.persee.fr/web/revues/home/prescript/article/psy_0003-5033_1957_num_57_2_26609MÉMOIRES ORIGINAUX
Laboratoire de Psychologie expérimentale et comparée
de la Sorbonne
(École pratique des Hautes Études)
LA PÉRIODE RÉFRACTAIRE PSYCHOLOGIQUE
par Paul Fraisse
Les phénomènes de période réfractaire ont été étudiés dans le
système nerveux à tous les degrés de complexité. On sait que la
réaction d'une fibre nerveuse est suivie d'une phase d'inexcita-
bilité absolue, puis relative pendant laquelle la fibre ne répond
qu'à des excitants forts ou longs. La période réfractaire relative
peut d'ailleurs être suivie d'une phase transitoire de subnormalité
pendant laquelle la fibre est plus sensible qu'en période de repos
aux excitations.
De même un second réflexe identique au premier est inhibé
quand deux stimulations sont trop proches l'une de l'autre.
L'inhibition est d'abord totale, puis relative, mais sa durée peut
être beaucoup plus longue que dans la fibre nerveuse isolée ou
dans les préparations muscle-nerf, et peut atteindre 120 ms dans
un réflexe de flexion d'un chat décérébré (Eccles J.-G. et Sher-
rington C. S.), et même une seconde dans le réflexe rotulien d'une
préparation spinale (Ballif, Fulton et Liddell).
Au niveau du cortex, A. Broca et Ch. Richet, dès la fin du
xixe siècle, avaient mis en évidence l'existence d'une période
réfractaire centrale sur des chiens choréiques comme sur des
chiens normaux. Une seconde excitation électrique du cortex
moteur n'est efficace que si la deuxième suit la première d'au
moins 100 ms. Extrapolant ces résultats, ils pensaient qu'il
existait une période réfractaire centrale correspondant à la durée
minima d'un fait de conscience, se basant sur le fait que l'on ne
pouvait pas prononcer plus de 1 1 syllabes ou voyelles à la seconde.
Cette période réfractaire centrale a été étudiée dans ces der
nières années au moyen du comportement et on lui a alors souvent
donné le nom de période réfractaire psychologique. Elle a été mise 316 MÉMOIRES ORIGINAUX
en évidence dans des tâches où le sujet doit réagir par deux
réactions successives à deux signaux successifs. Dans certaines
limites temporelles, la deuxième réaction se produit avec une
latence supérieure à la première (Telford, Craik, Hick, Vince,
Welford, Davis, Elithorn et Lawrence, Marill).
Les auteurs ne sont cependant pas d'accord ni sur la durée de
cette période réfractaire, ni sur son interprétation. Nous verrons
plus en détail, dans la discussion de nos propres résultats, les
interprétations des uns et des autres, mais nous pouvons cepen
dant noter dès à présent qu'elles se divisent en deux grandes
classes. Les unes posent que la réaction au deuxième stimulus
est plus longue dans la mesure où le sujet n'a pas eu le temps de
reporter son attention du premier au deuxième stimulus. Elles
s'appuient sur les travaux de Mowrer et autres qui ont étudié
l'influence de la durée s'écoulant entre un signal préparatoire et le
signal d'exécution d'un temps de réaction. Les autres, à la suite
de Welford, pensent que l'inhibition centrale est due à ce que les
feed back émis par la première réponse captent les mécanismes
centraux pendant une brève période et empêchent pendant ce
temps l'efficacité de la deuxième stimulation.
Notre projet a été de reprendre l'ensemble de cette question
en utilisant une réaction élémentaire, appuyer sur une clé en
réponse à un signal simple, son ou lumière, et en variant les condi
tions d'expérimentation de manière à déterminer :
1° Le rôle de la première réponse sur le retard de la deuxième
réponse ;
2° Le rôle de la nature des réponses ;
3° Les différences au point de vue de la période réfractaire
quand l'intervalle entre les deux stimulations est connu ou
inconnu.
TECHNIQUE GENERALE DES EXPÉRIENCES
Les signaux
Nous avons dans tous les cas deux signaux successifs. Le
premier signal était toujours précédé deux secondes auparavant
par le commandement « Attention » donné par l'expérimentateur
au sujet, à l'aide d'un interphone reliant la pièce d'expérimentat
ion à la cabine insonore où se trouvait le sujet. Ainsi, le sujet
est préparé à recevoir les deux stimulations, ec l'intervalle entre
les deux stimulations ne pourra pas être considéré comme un
intervalle préparatoire. FltAISSr-:. I-A l'KRIODE RÉ F It ACTAIRE PSYCHO!, Of. I OU F, ?>1 7 I'.
Les signaux étaient déclenchés par deux balais de cuivre se
déplaçant sur un cylindre métallique (commandé par un moteur
synchrone) recouvert d'un papier isolant, dans lequel on avait
percé des fenêtres décalées d'un intervalle correspondant à celui
des deux signaux successifs. Les contacts des balais command
aient la décharge d'un condensateur de 2 mf dans un haut-parl
eur dans le cas du son, et directement l'éclairement d'une petite
lampe au néon, donc sans inertie, dans le cas de la lumière (durée
d'éclairement : 1 es). Haut-parleur et lampe stimulus se trou
vaient devant les yeux du sujet à 40 cm pour faciliter son
attention.
Les réponses
Elles consistaient toujours à appuyer sur une (ou deux) clé
morse ordinaire, sur laquelle était posée la main du sujet. La
résistance des clés était de 70 g, leur course de 0,5 mm.
L'enregistrement
Signaux et réponses étaient enregistrés graphiquement par
des plumes électromagnétiques sur un dérouleur à la vitesse de
6 cm à la seconde. Les marques des signaux étant très fines, les
lectures ont pu être faites avec une précision du centième de
seconde, ce qui est suffisant dans ce type d'expérience.
Les intervalles
Dans toutes nos expériences, nous avons travaillé avec six
durées de l'intervalle entre les deux signaux 15 es, 30 es, 45 es,
60 es, 80 es, 120 es.
Les sujets
Étudiants et étudiantes de l'Institut de Psychologie de
l'Université de Paris. Nous avons fait appel dans nos expériences
à de nombreux sujets peu entraînés, à la différence des auteurs
qui nous ont précédé qui, eux, ont utilisé peu de sujets suren
traînés. L'une et l'autre méthode ont des inconvénients, mais il y a
toujours à craindre, dans le cas des sujets surentraînés, qu'ils
construisent une conduite qui masque la nature des phénomènes.
PREMIÈRE ÉTUDE
LA PÉRIODE RÉFRACTAIRE EST-ELLE LIÉE
A L'EXISTENCE DE LA PREMIÈRE RÉPONSE ?
Le problème est central si on considère le conflit qui existe
entre les deux grands types d'interprétations. Si le retard de la
deuxième réaction est dû seulement à la présence de la première MEMOIRES ORIGINAUX 318
réaction, il ne doit pas y avoir de retard de la réaction au deuxième
signal, quel que soit l'intervalle entre le premier et le
signal (à condition que le sujet ait été mis en état d'alerte avant
le premier signal.)
Première expérience
Comparaison de la latence de la deuxième réponse suivant
que le sujet a répondu ou non au premier signal.
Méthode :
Dix sujets. — Cinq ont commencé par la situation où ils
répondaient aux deux signaux, cinq par celle où ils ne répondaient
qu'au deuxième signal. Dans chaque situation, le sujet a répondu
à douze séries des intervalles présentés au hasard. Les deux pre
mières étaient considérées comme une adaptation à la
tâche. Sur les dix mesures effectuées à chaque intervalle, on a
calculé pour chaque sujet la valeur médiane du temps de réaction.
La médiane est en effet plus représentative dans le cas de temps
de réaction dont la distribution est asymétrique, surtout quand
on a peu de mesures. Nous avons alors calculé la moyenne inter
individuelle de ces médianes.
Résultats : Ils se trouvent dans le tableau I ci-dessous (en es).
TABLEAU I
45 es 80 es Intervalles 15 es 30 es 60 es 120 es
Réponses aux deux signaux :
9.1 A TR, ^1 20 19,9 20,5 21,8
TR2. . . . . . 33 ,9 27 ,1 20,9 18,2 19,2 19,8
au 2e signal : Réponse seulement
25 ,1 23 ,3 22 2 22,2 22,6 23,7 TR2
Dans le cas où le sujet répond aux deux signaux, nous retrou
vons nettement l'existence d'une augmentation de la latence de
la deuxième réponse (TR2) quand les intervalles entre les deux
signaux sont courts : 15 et 30 es. Nos résultats sont très voisins de
ceux de Davis. Mais il nous semble nécessaire de souligner en
outre qu'au delà de 45 es d'intervalle, TR2 devient plus court que
TR1? temps de réaction au premier signal. (La différence entre
TRX et TR2 est significative au seuil de .01 pour l'intervalle de
60 es.) Le minimum de TR2 correspond à l'intervalle de 60 es et
cette valeur a aussi été trouvée par Davis. Ce minimum, comme on FRAISSE. — LA PÉRIODE RÉFRACTAIRE PSYCHOLOGIQUE 319 P.
le verra dans la 4e expérience où nous retrouverons exactement
la même situation, est égal au temps de réaction simple (TRS) que
nous n'avions pas mesuré pour les sujets de cette expérience. TRX
est en effet plus long que le temps de réaction simple, ce qui ne
saurait nous surprendre puisque la conduite demandée au sujet est
plus complexe : réagir successivement à deux stimuli. Il est donc
assez remarquable que TR2 puisse arriver à égaler TR8. Quand
l'intervalle atteint 60 es, il semble y avoir plutôt une facilitation,
et on peut se demander si on ne retrouve pas après la période
réfractaire une phase subnormale avec facilitation comme dans
les études physiologiques.
Quand le sujet répond seulement au deuxième signal, on voit
qu'il y a aussi une inhibition relative pour les intervalles de
15 et 30 es. Cette est certes beaucoup moins forte que
lorsque le sujet répond aussi au premier signal. Elle est aussi
moins longue, puisque le minimum est atteint vers 45 es. Ce
minimum est supérieur à celui de TR2 quand le sujet répondait
aussi au premier signal (différence significative au seuil de .02).
En réalité, dans cette situation, il s'agit d'une forme de temps de
réaction de choix : répondre seulement au deuxième signal.
Cette interprétation est confirmée par les erreurs commises de
temps à autre par des sujets qui répondaient aux deux stimuli.
Avant de tirer toutes les conclusions de ce fait, nous voudrions
montrer la généralité de l'inhibition de la réponse à un deuxième
stimulus quand celui-ci est précédé d'un premier stimulus, l'i
ntervalle entre les deux stimuli étant très court.
Deuxième et troisième expériences
Étude de la durée de TR2 suivant la nature du signal qui
commande TR2 et suivant la nature du signal qui le précède.
Méthode :
Dix sujets pour la deuxième expérience, et dix autres sujets
pour la troisième expérience.
Préalablement, dans la deuxième expérience, TRS au son
avait été mesuré en prenant la médiane de 10 mesures précédées
de 5 essais préparatoires. Dans la troisième expérience, le TR8 à
la lumière avait été mesuré dans les mêmes conditions.
Dans les deux expériences, les intervalles entre les signaux
ont été présentés en ordre fortuit. Dix séries d'entraînement
précédaient les dix séries expérimentales.
Dans la deuxième expérience, le premier signal — auquel on
ne répondait pas — était une lumière, le deuxième était un son. .
320 vu: moi ai: s on h; in aux
Dans la troisième expérience, les sujets ont été soumis à deux
situations :
a) Premier signal : son,
Deuxième : lumière ;
b) Premier signal : lumière, : lumière ;
5 ont commencé par une situation ; 5 par l'autre.
Résultats. — Moyenne des médianes individuelles Ils se
trouvent dans le tableau II ci-dessous.
TABLEAU II
Intervalles 15 es 30 es 45 es 60 es 80 es 120 es
2e expérience :
28,6 20,4 20,9 20,5 21,3 20,1 Lumière-son, TR2
(TR8 au son : 19,7)
3e expérience :
25,3 22 21,9 21,6 21,1 22,3 Son-lumière, TR2
(TRsàlalum. : 21,1)
32,1 28,5 24,1 23,5 22,7 23,6 Lumière-lumière, TR2 . .
(TR8 à la lum. : 21,1.
Le but de ces deux expériences était de démontrer la généralité
du fait observé dans la première expérience. Le temps de réaction
à un signal est allongé, quand ce signal est précédé à un court
intervalle d'un autre signal de même nature ou de nature diffé
rente. L'inhibition est surtout marquée pour le délai de 15 es.
Dans la succession lumière-lumière, l'inhibition est plus forte et
plus étendue, mais il faut faire remarquer que les deux signaux
lumineux étaient donnés par la même lampe et à l'effet central a
pu s'ajouter un effet périphérique dû à l'inertie des récepteurs
visuels.
Dans tous les cas, le TR2 s'approche au minimum du TRS
sans cependant le rejoindre tout à fait. Il faut aussi remarquer
que TR2 passe dans tous les cas par un minimum qui se trouve
vers 60 es.
Discussion :
Les résultats de ces trois expériences montrent très clairement
que le retard de la réaction au deuxième signal est dû :
1° A l'existence de la première réponse. — En effet, dans ce
cas, l'inhibition est plus forte que quand il n'y a pas de première FHAISSK. JA IMÎHIODE I! K Kit ACTA 1 It K l'SYC HO \A)G l(j ;ti K 821 l>.
réponse. Nos résultats, qui n'ont pas cherché à être extensifs, ne
permettent cependant pas de trancher le différend qui existe
entre Welford et Davis. Davis prétend que le second signal reste
inefficace seulement pendant la durée du premier temps de
réaction, tandis que le second pense qu'à cette durée il faut
ajouter celle pendant laquelle les centres sont occupés par les
feed back qui proviennent de la première réponse, soit 15 es
environ d'après son estimation. Nos résultats se rapprocheraient
plutôt des approximations de Welford. Mais une partie de cette
période réfractaire pourrait n'être que relative et être réduite par
un exercice prolongé comme c'est le cas dans l'expérience de Davis.
2° Dans certains cas, à une inertie des récepteurs périphér
iques, comme dans notre expérience lumière-lumière.
3° A la simple présence d'un premier stimulus sensoriel même
non suivi de réactions.
L'existence d'une inhibition lorsque l'intervalle est bref (15-
30 es) justifie les théories qui pensent qu'un certain intervalle
entre les deux stimulations est nécessaire pour que le sujet soit
entièrement prêt à réagir au deuxième stimulus. Tout se passe
comme si les centres nerveux « occupés » par la première stimula
tion n'étaient pas prêts à réagir à la deuxième stimulation. Il est
évident qu'il ne s'agit pas d'une période réfractaire, au sens
physiologique du terme, comme si un centre sensoriel était rendu
inexcitable par une première stimulation. Nous savons qu'il n'en
est rien ; d'ailleurs, nous voyons que l'effet est le même, que les
deux signaux soient identiques, ou sensoriellement hétérogènes.
On traduit d'ordinaire ce fait, au plan du comportement, en
disant que, ne pouvant être attentifs qu'à une seule chose à la
fois, il nous faut un certain temps pour déplacer notre attention
d'un premier à un second stimulus. Le phénomène est réel, et on a
même pu essayer de mesurer la durée de passage d'une centration
à une autre. Par des épreuves perceptives ou verbales, les auteurs
ont trouvé qu'il fallait un minimum de 20 es, et Mager a même
trouvé que l'optimum était, comme dans nos expériences, pour un
intervalle de 60 es (voir la mise au point de Piéron).
D'autres types de recherches conduisent à des résultats semb
lables. Ainsi dans le conditionnement classique, il y a un inter
valle optimum entre le stimulus conditionnel et le stimulus nor
mal. Pavlov indiquait déjà qu'il était de 50 es, et une durée
variant de 50 à 60 es a été retrouvée par plusieurs auteurs (Wolfe,
Bernstein, voir Fraisse, Psychologie du temps, p. 122).
Enfin, au plan physiologique, on peut remarquer que la durée 322 MÉMOIRES ORIGINAUX
de l'excitation corticale provoquée par une stimulation est de
l'ordre de 50 à 60 es ; cette durée peut être déduite des durées
d'établissement et de déclin de la sensation (Fraisse, op. cit.,
p. 126), comme de la mesure directe du cycle des potentiels
évoqués au niveau cortical par une stimulation1 (Gastaut, 1949
et 1951).
Tous ces faits convergent et montrent que toute stimulation
capte pendant un certain temps l'activité corticale et qu'une
autre stimulation qui arrive après un intervalle indéterminé
après la première ne peut devenir efficace qu'après un certain
intervalle de temps. Il est vraisemblable de penser qu'il y a une
période réfractaire absolue de 20 es environ, suivie d'une période
réfractaire relative, et qu'au delà il y a une phase de facilitation
de la réponse à la deuxième stimulation (vers un intervalle de
60 es).
Il est d'ailleurs remarquable que dans des expériences de
reproduction d'un stimulus, les réponses des sujets soient données
spontanément après un intervalle de 60 à 70 es (G. Oléron) qui
correspondrait à l'intervalle optimum pour que la perception
soit pleinement enregistrée, sans qu'intervienne un intervalle
qui soit un facteur d'oubli entre cette perception et son évocation.
On peut évidemment se demander si la durée même de
l'intervalle optimum n'est pas relative à l'échelle des inter
valles temporels employés dans notre expérience. Mowrer a en
effet montré que, lorsque les sujets ont été entraînés à répondre
à un stimulus après un certain délai, les réactions à un autre
délai sont d'autant plus longues que le nouveau délai diffère
davantage du premier. Quand on utilise simultanément plusieurs
intervalles, on peut se demander avec Davis si le sujet ne réar
gira pas le plus rapidement pour une valeur centrale de cette
série d'intervalles. Seule l'expérience permettrait de répondre
définitivement. Il est tout à fait possible qu'il y ait un effet
d'ancrage sur la tendance centrale qui se surajouterait, pensons-
nous, à un effet primaire lié directement à la libération des
centres d'une première excitation. Il nous semble qu'il y a assez
de faits de tous ordres qui établissent que l'optimum de 60 es a
une signification fonctionnelle.
1. Ce cycle d'excitabilité comprend lui-même plusieurs phases de facil
itation et d'inhibition, comme Gastaut l'a montré. Mais il s'agit de réponses
au niveau physiologique, et non à celui du comportement. P. FRATSSE. LA PÉRIODE RKFRACTATRE PSYCHOLOGIQUE 323
DEUXIEME ETUDE
(Quatrième expérience)
LA PÉRIODE RÉFRACTAIRE EST INDÉPENDANTE
DES EFFECTEURS MIS EN JEU PAR LES RÉPONSES AUX STIMULATIONS
Hick, puis Davis ont déjà montré que le retard de la deuxième
réponse n'était pas dû à la mobilisation de l'effecteur par la pre
mière réponse. En effet, le retard de la deuxième réponse est le
même, que la première réponse ait été donnée ou non par le même
effecteur. Nous avons voulu contrôler ces résultats dans le cadre
de notre étude systématique.
Méthode :
Dix nouveaux sujets ont pris part à cette expérience. A cha
cun on a d'abord mesuré leur TR8 de la main droite, comme dans
les expériences 2 et 3. Les sujets étaient mis successivement
deux situations. Dans la première, ils devaient répondre de la
main droite en appuyant sur la même clé en réponse aux deux
stimuli (situation analogue à la première expérience) ; dans la
deuxième, ils avaient deux clés, l'une sous la main gauche, avec
laquelle ils devaient répondre au premier stimulus, l'autre sous
la main droite avec laquelle ils devaient répondre au second
stimulus. La réponse au deuxième stimulus était donc toujours
donnée avec la main droite. Cinq sujets ont commencé par la
première situation, cinq autres par la deuxième. Les dix séries
sur lesquelles sont basées les mesures ont été, dans chaque situa
tion, précédées de dix séries d'entraînement. On a calculé la
médiane des temps de réaction de chaque sujet pour chaque
intervalle, et la moyenne interindividuelle des médianes.
Résultats : Ils figurent dans le tableau III ci-dessous.
TABLEAU III
30 45 es 60 es 80 es 120 es Intervalles 15 es es
droite . . 17,6 17 ,1 18,1 18,6 16,8 17,8 TRj main . . 31 20 ,7 17,2 16 16,9 TR2
gauche . 18,2 17 17,3 17,4 17,6 17,2 TRX main
droite . . 26,7 18 ,4 17 15,9 16 17,4 TR2
TR8 = 16,4

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