Le mécanisme de la synchronisation sensori-motrice. Etude expérimentale - article ; n°1 ; vol.58, pg 7-23

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L'année psychologique - Année 1958 - Volume 58 - Numéro 1 - Pages 7-23
17 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 1958
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S. Ehrlich
Le mécanisme de la synchronisation sensori-motrice. Etude
expérimentale
In: L'année psychologique. 1958 vol. 58, n°1. pp. 7-23.
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Ehrlich S. Le mécanisme de la synchronisation sensori-motrice. Etude expérimentale. In: L'année psychologique. 1958 vol. 58,
n°1. pp. 7-23.
doi : 10.3406/psy.1958.26655
http://www.persee.fr/web/revues/home/prescript/article/psy_0003-5033_1958_num_58_1_26655Laboratoire de Psychologie expérimentale et comparée
de la Sorbonne
LE MÉCANISME DE LA SYNCHRONISATION
SENSORI-MOTRICE
ÉTUDE EXPÉRIMENTALE
par Stéphane Ehrlich
II est assez étrange que la technique de synchronisation
couramment utilisée en psychologie expérimentale, notamment
dans les recherches relatives à la perception du rythme, ait aussi
peu intéressé les psychologues quant à la nature des mécanismes
qui sont à la base de cette activité. Cela tient sans doute à la
prédilection des pour les problèmes perceptifs,
attitude qui se traduit dans le domaine du rythme par exemple,
par des études plus riches et plus poussées en direction des
problèmes de structure des stimuli, que des problèmes de pério
dicité des mouvements. Ajoutons que les études qui portent sur la
motricité ont tendance à déborder très rapidement les limites de
la psychologie ; elles soulèvent des problèmes psycho- ou neuro
physiologiques qui impliquent des hypothèses et des techniques
que le psychologue a de la peine à manipuler.
Et pourtant, la régularité de certains mouvements répétitifs,
la finesse des ajustements moteurs à des stimuli se succédant
selon une périodicité régulière, semblent indiquer que nous
sommes en présence ici, d'un mécanisme particulier, remar
quablement précis.
Lorsqu'on demande à des sujets de synchroniser leurs mou
vements à une série de stimuli auditifs se succédant à des inter
valles isochrones (cadence), la plupart d'entre eux n'ont aucune
peine à exécuter cette tâche. A cet égard, les enfants très jeunes
à partir de 4 ans, et même les oligophrènes (1) n'ont pas plus de
difficultés que les adultes à réussir cette épreuve. L'entraînement
ne semble pas augmenter la précision de la synchronisation qui
s'établit presque instantanément dans les 5 à 10 premiers stimuli
et se maintient ensuite pendant toute la série. 8 MEMOIRES ORIGINAUX
D'autre part, la finesse des ajustements ne dépend pas de
la valeur absolue de l'intervalle qui sépare les stimuli successifs1,
à condition que tous les intervalles de la série soient rigoureu
sement identiques.
D'une manière générale, la synchronisation n'est possible
que dans le cas de séries dont les stimuli se succèdent selon une
périodicité parfaitement régulière ; qu'il s'agisse de la répétition
à intervalles isochrones du même stimulus (cadence) ou de la
répétition à intervalles isochrones du même groupe de stimuli
(rythme).
Dans ces conditions, le fait le plus remarquable qui a été
rapporté par tous les auteurs qui se sont intéressés à ce problème,
c'est : la précision et la régularité de V activité de synchronisation.
Cette est telle que des appareils d'enregistrement qui
permettent des mesures correctes de l'ordre du centième de
seconde, sont encore trop grossiers le plus souvent pour de telles
expériences.
La moyenne des écarts entre les stimuli et les réponses, qui
exprime la précision de l'ajustement des réactions aux stimuli
est généralement voisine de 0 (ajustement parfait) ; certains
sujets ont une tendance systématique à anticiper (leurs réactions
précèdent l'apparition des stimuli). D'autres, au contraire, ont
des réactions régulièrement retardées. Il faut noter cependant que,
quelle que soit son importance, l'anticipation ou le retard des
réactions sont toujours très constants pour un sujet déterminé,
et cette constance s'exprime par une faible dispersion des écarts
autour de la moyenne ; aussi faible dans les cas d'anticipation
ou de retard systématique que dans les cas où l'ajustement est
parfait, c'est-à-dire où la moyenne est égale à 0.
On rencontre donc une certaine difficulté lorsqu'on essaie
d'estimer par un coefficient général la précision de la synchron
isation. Assez systématique pour un sujet donné, mais variable
d'un individu à l'autre, elle est liée en outre, à la finesse quelquef
ois insuffisante de l'appareillage. La clé morse, par exemple,
qui reste toujours l'instrument de la réponse du sujet le plus
souvent utilisé, présente une inertie et une fidélité variables
d'un laboratoire à l'autre.
Ainsi, les auteurs s'accordent bien pour dire que la précision
de la synchronisation peut être très grande dans certains cas,
1. Ceci n'est vrai qu'entre certaines limites. P. Fraisse a montré (2) qu'il
en était ainsi pour des cadences allant de 20 à 120 centièmes de seconde (es).
Au delà de 120 es, la précision de la synchronisation diminue rapidement. EHRLICH. SYNCHRONISATION SI-NSOTU-MOTTUCE 0 S.
mais pour l'estimation même de cette précision, leurs résultats
sont différents et difficilement comparables.
Pour ce qui est de la variabilité des écarts, c'est-à-dire de la
régularité de la synchronisation, les études faites dans ce domaine
sont trop peu nombreuses pour qu'on puisse en tirer des données
définitives : Bonaventura (3) trouve des dispersions, exprimées
en variations moyennes, qui vont de 1,2 à 2,4 es.
Expérience I
Toutes ces observations relatives à la finesse des ajustements
moteurs et à leur grande régularité dans l'activité de synchron
isation, nous ont amenés à supposer l'existence d'un mécanisme
sensori-moteur extrêmement précis et général. Les expériences
que nous allons présenter maintenant ont pour objet de vérifier
l'existence de ce mécanisme, d'en préciser la nature et les limites.
Nous nous sommes tout d'abord demandés si la synchronis
ation était encore possible lorsqu'on demandait aux sujets
d'accompagner des séries accélérées ou ralenties (stimuli auditifs
se succédant à des intervalles régulièrement décroissants ou
croissants) et non plus des séries dont les stimuli se succédaient
selon une périodicité uniforme (cadence). Gottsdanker (4) avait
utilisé, lui aussi, des séries uniformes, accélérées et ralenties,
pour voir ce que devenait une activité répétitive d'abord syn
chronisée à des stimuli puis poursuivie après cessation de ceux-ci.
Son expérience, difficilement comparable à la nôtre parce que
l'auteur ne s'intéressait pas au mécanisme de la synchronisation,
avait montré, entre autre, que la régularité de l'activité dans les
séries uniformes était 10 fois plus grande que dans les épreuves
d'accélération ou de ralentissement, résultats que nous avons
retrouvés également.
Le problème pour nous était de savoir si le mécanisme, dont
nous supposions l'existence, permettait des ajustements aussi
précis dans le cas des séries accélérées ou ralenties ou s'il ne
s'appliquait seulement qu'à la synchronisation à des séries
uniformes. Les résultats pouvaient être de trois sortes :
— la synchronisation à des séries accélérées ou ralenties est
aussi précise que la synchronisation à une cadence
uniforme ;
— la à des séries accélérées ou ralenties est
encore possible, mais elle est moins précise que la synchron
isation à une cadence ; 10 MÉMOIRES ORIGINAUX
— la synchronisation à des séries accélérées ou ralenties est
impossible parce que le sujet ne peut pas prévoir l'appa
rition du stimulus. Ses réactions doivent alors être régu
lièrement retardées par rapport aux stimuli, avec une
latence comparable à celle du temps de réaction simple.
Les épreuves utilisées dans cette expérience furent les
suivantes :
1° 5 séries de stimuli auditifs uniformément accélérées, différant
entre elles par la pente d'accélération :
Série at :
Pente d'accélération 1 es. Les intervalles successifs entre les
stimuli sont régulièrement diminués de 1 es (centième
de seconde) :
70 es, 69 es, 68 es 40 es
Série a2 :
Pente d'accélération 2 es :
100 es, 98 es, 96 es 40 es
Série a5 :
Pente d'accélération 5 es :
150 es, 145 es, 140 es 30 es
Série a8 :
Pente d'accélération 8 es :
200 es, 192 es, 184 es 30 es
Série a10 :
Pente d'accélération 10 es :
200 es, 190 es, 180 es 30 es
2° 5 séries uniformément ralenties : rlf r2, r5, r8 et r10, les
mêmes que précédemment, mais inversées dans leur présentation
aux sujets :
/*! : 40 es, 41 es, 42 es 70 es
r2 : 40 es, 42 es, 44 es 100 es
etc.
3° 5 séries cycliques différant, elles aussi, par leur pente. Ces
séries furent proposées aux sujets pour étudier les effets de
l'inversion du signe de la pente au cours de l'activité de synchro
nisation : accélération, ralentissement, accélération, etc. Toutes
les séries cycliques comportaient 10 intervalles dont 5 allaient
en décroissant et 5 en croissant : EHRLICH. SYNCHRONISATION SENSORI-MOTRICE 11 S.
Série cx (pente 1 es) :
75 es, 74 es, 73 es, 72 es, 71 es, 70 es, 71 es, 72 es, 73 es,
74 es, etc.
Série c2 (pente 2 es) :
75 es, 73 es, 71 es, 69 es, 67 es, 65 es, 67 es, etc.
Série c5 (pente 5 es) :
85 es, 80 es, 75 es, 70 es, etc.
Série c8 (pente 8 es) :
90 es, 82 es, 74 es, etc.
Série c10 (pente 10 es) :
100 es, 90 es, 80 es, etc.
4° 2 séries de comparaison :
La première, série U, était une cadence uniforme où les
stimuli se succédaient selon un même intervalle de 60 es. Dans
la seconde, série I, les stimuli apparaissaient irrégulièrement
selon des intervalles aléatoires pouvant être compris entre 30
et 200 es. Cette série totalement apériodique ne permettait plus
la synchronisation des frappes aux stimuli. Il s'agissait d'une
épreuve très voisine de celle du temps de réaction simple sans
signal préparatoire.
TECHNIQUE EXPÉRIMENTALE
Les stimuli auditifs étaient obtenus par des décharges de
condensateurs dans un haut-parleur ; ils se présentaient sous la
forme de « clics » brefs de niveau sonore constant. Par l'inte
rmédiaire d'un système de relais, on enregistrait graphiquement
sur un dérouleur à vitesse constante de 60 mm/s les stimuli
ainsi que les réponses des sujets frappant sur une clé.
10 sujets, étudiants de psychologie, ont participé à cette
expérience. La consigne fut toujours, et pour toutes les séries,
de synchroniser au mieux leurs frappes avec les stimuli.
Les séries accélérées ou ralenties étaient précédées de 11 st
imuli séparés par des intervalles isochrones devant aider à
l'établissement d'une bonne synchronisation de départ. Les sujets
étaient avertis que l'accélération ou le ralentissement ne commenc
erait qu'au 11e stimulus de la série (10 intervalles). Ils étaient
invités à compter les 1 1 premiers stimuli pour ne pas être surpris
par une accélération ou un ralentissement soudain.
Pour les séries cycliques, chaque cycle était entendu deux fois MEMOIRES ORir.INA.IJX 12
par le sujet, avant qu'il ne commence à répondre. Le travail se
poursuivait ensuite sur un total de 5 cycles complets se succédant
sans interruption.
En ce qui concerne la cadence uniforme et la série apériodique,
nous avons enregistré 50 réactions par sujet, après un entra
înement de 10 sec environ.
Pour toutes ces épreuves, nous avons mesuré les écarts
séparant chaque stimulus de la frappe correspondante. Nous
avons donc obtenu par sujet et pour chaque série, une distr
ibution des écarts, dont nous avons calculé la moyenne et l'écart-
type.
LA PRÉCISION DES AJUSTEMENTS
Le tableau n° 1 ci-dessous représente en centièmes de seconde
(es), les moyennes générales (MG) des écarts pour les séries
accélérées (a), ralenties (r), la cadence (U) et la série apério
dique (I), ainsi que la variabilité des moyennes individuelles
pour chaque série (Vm).
TABLEAU I
Ralentissement Accélération
Séries Séries MG Séries MG Vm Vm MG Vm
— 5,28 — 1,94 — 1,67 1,32 2,82 U 2,37 «i rx — 1,12 — 2,52 + 17,9 3,04 3,62 I 2,10 a2 r2
— 0,80 + 0,50 3,89 5,36 Ö5 /"s
— 2,70 + 3,19 4,69 7,18 «8 r» — 3,12 + 5,93 5,58 8,97 Ö10 rio
A) Les moyennes générales
Ce sont des indices généraux de la précision des ajustements.
Pour chaque série, on a simplement fait le total des moyennes
individuelles et divisé le total par 10. Le signe (— ) indique une
tendance à l'anticipation (les frappes des sujets précèdent géné
ralement le stimulus) ; le signe (+) indique, au contraire, un
retard des frappes sur les stimuli.
L'examen de ces moyennes nous montre :
1° Une tendance générale à l'anticipation dans le cas de la
synchronisation à la cadence uniforme (série U). Les moyennes
individuelles des écarts étant négatives pour les 10 sujets, il
s'agit là d'un fait systématique qui tient soit à l'appareillage EHRLICH. SYNCHRONISATION SENSORI-MOTRICE 13 S.
utilisé, soit à une tendance des sujets que l'on rencontre d'ailleurs
assez souvent dans ce genre d'épreuves.
2° Comme prévu, la série apériodique provoque des réactions
retardées dont la latence moyenne est de l'ordre de celle du temps
de réaction auditif simple.
3° La synchronisation à des séries accélérées ou ralenties
reste possible, mais les ajustements sont de moins en moins
précis quand les pentes des séries augmentent. Ceci vaut surtout
pour les séries accélérées. D'une manière générale, ces moyennes,
prises en valeur absolue, n'ont pas une très grande signification,
ne serait-ce qu'en raison des erreurs systématiques mentionnées
plus haut. D'autre part, elles n'indiquent qu'une tendance
centrale, qui cache de grandes différences individuelles.
Prenons par exemple la série r10 dont la moyenne générale
est — 3,12 es. Pour cette série, les moyennes individuelles des
10 sujets s'échelonnent régulièrement entre deux extrêmes qui
sont — 16,1 es et + 10,72 es. Ceci diminue de beaucoup l'intérêt
des moyennes générales, mais justifie un examen plus approfondi
de la variabilité interindividuelle.
B) La variabilité interindividuelle
de la précision des ajustements
Nous avons calculé les variations moyennes
Vm = (mi — MG)
10
(où mi est la moyenne individuelle et MG la moyenne générale).
Les variations moyennes exprimées en es sont représentées
dans les colonnes 3, 6 et 9 du tableau 1.
Il apparaît que :
1° La variabilité interindividuelle de la précision des ajuste
ments augmente fortement en fonction de la pente d'accélération
ou de ralentissement des séries.
2° Cette augmentation est plus forte dans le cas des séries
ralenties. Il est plus difficile, en effet, d'établir une bonne synchron
isation lorsqu'on accompagne des séries dont les premiers
stimuli se succèdent très rapidement (intervalles de 30 es), ce
qui est le cas pour les séries ralenties, alors que les séries accélérées
commencent par un tempo lent. On comprend dès lors que cette
difficulté plus grande des séries ralenties puisse provoquer des
différences individuelles plus importantes dans l'adaptation des
sujets à cette tâche. 14 MÉMOIRES ORIGINAUX
3° La variabilité interindividuelle est la plus faible, à une
exception près (série c^), dans le cas des séries U et I.
Dans ce type d'épreuves, on peut dire que plus la variabilité
interindividuelle d'un paramètre donné est faible, plus les
processus qui y sont impliqués sont généraux.
Prenons l'exemple du temps de réaction auditif simple que
nous savons assez voisin d'un sujet à l'autre. La faible variabilité
interindividuelle du temps de réaction moyen provient de la
similitude des mécanismes sensori-moteurs mis en jeu dans
cette épreuve. Le processus est le même pour tous les sujets
et le temps de réaction total est la somme d'un certain nombre
de latences irréductibles ou tout au moins faiblement variables :
temps d'excitation, temps de conduction afférent, temps d'él
aboration centrale de la réponse, etc.
Or, nous avons vu que l'épreuve avec la série apériodique
pouvait être assimilée à une épreuve de temps de réaction
simple. Si nous trouvons une aussi faible variabilité interindivi
duelle dans des épreuves de synchronisation à des cadences
uniformes, cela signifie que les mécanismes sous-jacents à cette
activité sont, eux aussi, primaires, sans être pour cela de la même
nature que ceux qui sont impliqués dans le temps de réaction.
Par ailleurs, nous constatons que la variabilité interindivi
duelle augmente en même temps que les pentes d'accélérations
ou de ralentissements, nous sommes donc en droit de penser que
nous nous éloignons de plus en plus d'un processus primaire et
général. Autrement dit, les différentes attitudes ou les capacités
individuelles jouent un rôle de plus en plus prépondérant au
fur et à mesure que l'on s'écarte davantage de l'épreuve de
synchronisation à une cadence simple.
LA RÉGULARITÉ DE LA SYNCHRONISATION
La régularité de cette activité est d'autant plus grande que
la dispersion autour de la moyenne, des écarts qui séparent les
réponses des stimuli, est plus faible. Les distributions des écarts
étant normales, nous avons choisi leurs écarts-types comme
indices de régularité :
Le tableau n° 2 nous montre :
— d'une part, l'évolution de ces indices en fonction de la pente
des séries (colonnes 2, 5, 8 et 11) où chaque nombre
représente la moyenne des écarts-types obtenus avec les
10 sujets ; EHRLICH. SYNCHRONISATION SENSORI-MOTRICE 15 S.
d'autre part (colonnes 3, 6, 9 et 12), les variabilités inter
individuelles de ces indices obtenus comme précédem
ment en calculant les variations moyennes par la formule
Vm = (ai — MG) (ou ci . est 1 écart-type ^ de chaque
10
distribution individuelle et MG la moyenne des 10 écarts-
types). Toutes ces valeurs sont exprimées en centièmes
de seconde.
TABLEAU II
Ralentissement Accélération Cycles
Vm Vm Séries MG Vm Séries MG Séries MG Séries MG Vm
3,62 0,9 3,64 0,23 3,61 0,72 U 2,65 0,15 CX flj ri
5,08 4,91 1,74 0,75 I 5,21 1,17 1,09 4,66 a2 r2 C2
1,05 1,52 6,26 0,88 6,93 6,16 a5 r5 c5 ....
1,25 0,92 a8 . . . . 6,71 1,90 8,63 7,67 r8 Cg
2,50 1,22 7,01 2,54 9,72 c10. . . . 10,09 a10 ... r10
A) La moyenne des indices de régularité
1° La première constatation qui s'impose ici, c'est que ces
moyennes augmentent d'une manière systématique en fonction
de la pente des séries : autrement dit, la régularité de la synchro
nisation baisse.
Ceci vaut aussi bien pour les séries accélérées et ralenties
que pour les séries cycliques qui, rappelons-le, ne se différencient
des précédentes que par des inversions périodiques du signe de
leur pente. Ni le signe de la pente (accélération ou ralentissement),
ni l'inversion périodique de ce signe ne semblent déterminants
ici : seule compte la valeur absolue de la pente des séries.
2° La dispersion moyenne est plus faible dans le cas de la
synchronisation à une cadence uniforme que dans celui de n'im
porte quelle autre série.
3° Cette dispersion est deux fois plus grande pour la série
apériodique que pour la cadence et ce fait nous paraît très
important. Il semble indiquer en effet que les mécanismes qui
sont sous-jacents à l'activité de synchronisation sont plus précis,
moins variables que ceux qui sont impliqués dans l'épreuve du
temps de réaction auditif. Autrement dit, le mécanisme de la
synchronisation à des cadences uniformes dépend de processus
internes qui sont beaucoup moins soumis à des fluctuations
aléatoires que ceux qui sont impliqués dans le temps de réaction.

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