Participation des centres nerveux dans les phénomènes de fatigue musculaire - article ; n°1 ; vol.7, pg 161-186

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L'année psychologique - Année 1900 - Volume 7 - Numéro 1 - Pages 161-186
26 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 1900
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J. Joteyko
VI. Participation des centres nerveux dans les phénomènes de
fatigue musculaire
In: L'année psychologique. 1900 vol. 7. pp. 161-186.
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Joteyko J. VI. Participation des centres nerveux dans les phénomènes de fatigue musculaire. In: L'année psychologique. 1900
vol. 7. pp. 161-186.
doi : 10.3406/psy.1900.3211
http://www.persee.fr/web/revues/home/prescript/article/psy_0003-5033_1900_num_7_1_3211VI
PARTICIPATION DES CENTRES NERVEUX
DANS LES PHÉNOMÈNES DE FATIGUE MUSCULAIRE
(travail du laboratoire de psychologie expérimentale
de l'université de bruxelles)
I
Les différents types sensitivo-moteurs, — II est reconnu, que
les centres psycho-moteurs, qui commandent aux mouvements
volontaires, occupent dans chaque hémisphère un territoire
bien délimité, et qu'il existe un centre spécial pour le membre
supérieur et le membre inférieur. On admet même générale
ment que les différents groupes musculaires, tels que les
fléchisseurs et les extenseurs, possèdent leurs centres bien
distincts. Néanmoins nous manquons de moyens pour mettre
directement en évidence l'état d'excitabilité d'un centre psycho
moteur après la fatigue du mouvement volontaire qu'il com
mande. Prenons comme exemple le mouvement tel qu'il
s'exécute à l'ergographe et qui consiste dans une série de
flexions du doigt médius et soulèvement répété d'un poids
jusqu'à extrême- fatigue et impotence fonctionnelle. Cet arrêt
des fonctions est-il dû à la fatigue du muscle, qui ne veut plus
obéir au stimulus que lui envoient constamment les centres
moteurs, ou bien est-ce le stimulus lui-même qui fait défaut?
Dans ce dernier cas, il faudrait admettre que c'est la volonté
qui s'épuise et que les centres psycho-moteurs se fatiguent
bien avant que le muscle lui-même ne soit frappé.
Pour pouvoir répondre à cette question, tâchons d'explorer
l'excitabilité des centres voisins de celui qui vient d'accomplir
le travail ergographique, et cet examen nous permettra peut-
être de reconnaître, si son état de fatigue ou d'excitation ne
s'est pas propagé aux autres centres sensitivo-moteurs.
Si, après avoir exécuté à l'ergographe une certaine somme
de travail jusqu'à l'épuisement complet des fléchisseurs du
médius, on examine la force totale de flexion de la même main
l'année psychologique, vu. Il 162 3IÉM01KES ORIGINAUX
en serrant un dynamomètre, on constate que l'énergie dyna
mométrique a diminué environ d'un quart par rapport à ce
qu'elle était avant le travail ergographique. Nous avons donc
perle de 25 0/0 de force musculaire par le fait de la fatigue
ergographique. Cette constatation à elle seule ne suffit évidem
ment pas pour permettre d'affirmer que cette perte de force est
d'origine centrale, car la main qui a travaillé à l'ergographe
n'est peut-être pas indemne de toute altération locale.
Mais nous pouvons prendre la force dynamométrique de la
main gauche, qui est demeurée au repos ; cet examen va nous
montrer si l'exercice ergographique imposé à la main droite
n'a pas retenti sur les centres psycho-moteurs du côté opposé.
S'il y a retentissement, la force dynamométrique de la main
gauche ne restera pas stationnaire, mais elle subira soit une
diminution, soit une exaltation traduisant de celte manière un
état central, déterminé par l'accomplissement du travail ergo
graphique. Cet examen, s'il est positif, pourra, par conséquent,
jeter une vive clarté sur la participation possible des centres
psycho-moteurs dans les phénomènes de fatigue ergogra
phique *.
Mes expériences ont porté sur 18 sujets, tous étudiants en
candidature en sciences de l'Université de Bruxelles. Les expé
riences étaient disposées en sorte qu'il fût possible d'évaluer
la force dynamométrique de la main gauche à différents moments,
suivant les différents degrés de fatigue accusée par la main
droite, qui fournissait plusieurs courbes ergographiques. Celles-
ci se suivaient à plusieurs minutes d'intervalle, temps insuffi
sant pour faire disparaître toute trace de fatigue antérieure.
Cet examen m'a montré qu'au point de vue de la résistance
à la fatigue on pouvait admettre l'existence de deux types
moteurs principaux et d'un type intermédiaire.
1° Les sujets du premier type (type dynamogène) sont ceux
qui résistent le mieux à la fatigue (10 sur 18). Chez eux non
seulement il n'existe aucune espèce de fatigue des centres ner
veux volontaires après le travail ergographique, mais.au con-
1 . Les résultats concernant les neuf premiers sujets d'expérience ont été
publiés dans les recueils suivants :
J. Joteyko, l'Effort nerveux et la fatigue {Archives de biologie, XVI, 1899) ;
— la Résistance à la fatigue des centres psycho-moteurs de l'homme [Bul
letin de la Soc. des Sciences méd. et nat. de Bruxelles, 8 janvier 1900); —
le Quotient de la fatigue (Compt. Rend, de V Académie des sciences de Paris,
CXXX, 1900, p. 527). Les effets du travail de certains groupes musculaires
sur d'autres groupes qui ne font aucun travail (Ib.). JOTEYKO. CENTRES NERVEUX 163 J.
traire, il y a une légère excitation de ces centres. L'excitation
centrale se traduit par une augmentation de V énergie dynamo-
métrique de la main qui n'a pas travaillé à l'ergographe. Même
pulsieurs courbes ergographiques sont incapables de détermi
ner la fatigue des centres nerveux. Il y a toujours un effet dyna
mogène. Cet effet dynamogène disparaît après plusieurs
minutes de repos;
2° Chez les sujets appartenant au deuxième type (type inhi-
biloire), le travail ergographique ne détermine jamais de dyna-
mogéme et dès la première courbe leur énergie dynamométrique
est en voie de décroissance. 11 y a au plus perte de 20 0/0 de
la force dynamométrique de la main gauche par le fait du tra
vail ergographique de la main droite. Cette perte d'un cinquième
de force ne peut être attribuée à une autre cause qu'à une perte
correspondante de l'énergie des centres nerveux. Il y a eu fatigue
du centre moteur cérébral correspondant au membre qui a tra
vaillé et propagation de cet état de fatigue aux centres voisins.
Comme la diminution de force dynamométrique de la main
droite excède à peine celle de la main gauche, il est légitime
d'affirmer, que la diminution d'énergie cérébrale est la même
des deux côtés et qu'il n'y a pas à proprement parler de locali
sation cérébrale de la fatigue. Cet état de dépression disparaît au
bout de plusieurs minutes de repos ;
3° Enfin, le type intermédiaire comprend les sujets, qui pré
sentent une surexcitation motrice après la première courbe
ergographique ; mais, après plusieurs courbes, ils accusent
toujours un état de dépression. Il y a donc chez eux prédomi
nance de la dépression.
Nous voyons par cet exposé, que le travail ergographique
épuise totalement la force des fléchisseurs du médius, puisqu'il
y a abolition complète du mouvement volontaire ; mais il
n'épuise pas la force des centres nerveux qui commandent
au mouvement. Le peu d'intensité de la fatigue centrale permet
la conclusion que le siège de la fatigue des mouvements volon
taires est situe à la périphérie. Néanmoins la participation pos
sible de la fatigue centrale dans les phénomènes de fatigue
motrice présente un grand intérêt, car elle montre que l'épu
isement des cellules cérébrales pourrait survenir pour des efforts
excessifs.
Ces conclusions seront confirmées par des données encore
plus probantes, que j'exposerai dans la suite. Mais, dès main
tenant, il apparaît comme très probable que les centres nerveux MÉMOIRES ORIGINAUX 164
moteurs sont moins fatigables que les appareils terminaux.
La réparation des centres nerveux se fait plus vite que la
réparation du muscle. Ainsi, par exemple, il faut au moins dix
minutes de repos pour faire dissiper toute trace de fatigue
ergographique ; ce temps est limité par la réparation du
muscle, car les centres volontaires se restaurent bien plus
rapidement. La dépression après le travail ergographique,
constatée chez plusieurs sujets, disparait, en effet, déjà, au bout
de 4 à 5 minutes de repos. Il en est de même de l'excitation,
qui est la caractéristique du type « dynamogène ». Et cette
disparition des effets dynamogènes ou inhibitoires du travail
ergographique, après un certain temps de repos et retour à
l'état normal, est même un des témoignages les plus probants
de la réalité des deux types moteurs.
La des types que je viens de décrire apparaît avec
une évidence d'autant plus grande qu'il m'a été possible de
saisir un rapport constant entre les manifestations motrices et
sensitives. Parmi les 18 sujets soumis aux expériences, j'en ai
choisi 5 qui présentaient des types bien tranchés au point de
vue des phénomènes post-ergographiques, et j'ai examiné leur
sensibilité cutanée au moyen de Festhésiomètre, avant et après
l'accomplissement du travail ergographique. Ceux qui avaient
présenté un accroissement d'énergie musculaire après le tra
vail ergographique ont accusé, dans cette série d'expériences,
une exaltation de la sensibilité cutanée ; ceux qui avaient
montré une diminution de l'énergie dynamométrique ont accusé
un émoussement de la cutanée après le travail ergo
graphique.
Ces données expérimentales sont en accord complet avec
tout ce que nous savons sur la dynamogénie et l'inhibition.
Nous savons que les excitations relativement faibles sont dyna
mogènes ; les excitations très fortes exercent un effet inhibi-
toire1. Mais le côté nouveau de ces expériences, c'est la possi-
1. Parmi les auteurs anciens, Fechner (Beobachtungen, welche zu bewei
sen scheinen das durch die Uebung der Glieder der einen Seile die der
andern zugleich mit geübt werden. — Berichte der Sachs. Ges. Wiss. Nat.-
phys. Classe, 1858) et Weber avaient déjà vu que les effets de l'exercice
d'un côté du corps se transmettaient au membre situé symétriquement de
l'autre côté. Parmi les auteurs modernes, citons Ch. Fe're' (Sensation et
mouvement, Paris, 1881) et Patrizi (la Simultanéité et la succession des
impulsions volontaires symétriques ; — Arch. ital. de Biologie, XIX, 1893),
qui ont fait des expériences dans le même genre. Mais nous n'y trouvons
aucune mention sur la diversité des types. JOTEYKO. CENTRES NERVErx 16b J.
bililé d'établir la distinction entre deux types sensitivo-moleurs
et un type intermédiaire, en prenant pour mesure l'accomplis
sement d'un travail qui, déprimant certains sujets, est
excitant pour les autres. Ce travail-limite est le travail qu'on
accomplit à l'ergographe de Mosso. Suivant les sujets, il déter
mine tantôt des phénomènes dynamogènes {type dynamogène),
se traduisant par un accroissement de l'énergie musculaire et
par une exaltation de la sensibilité générale (hypéresthésie),
tantôt des effets inhibitoires (type inhibitoire), se traduisant
par une diminution de l'énergie musculaire et par un émousse-
ment de la sensibilité (anesthésie). Je considère ces deux types
et le type intermédiaire comme étant l'expression de l'état
normal, attendu que les sujets d'expériences étaient choisis
parmi les individus jeunes et robustes.
La distinction des types sensitivo-moteurs repose sur des
phénomènes qui se déroulent dans les centres sensitivo-
moteurs et qui ont un retentissement à la périphérie. Or, dans
tous les cas, et indépendamment de ses effets centraux, la
fatigue à l'ergographe a toujours été totale, jusqu'à extinction
complète de la force des fléchisseurs du médius. N'est-on pas
en droit de dire que cette extinction de force est d'origine
périphérique?
Quoique, dans ces expériences, je me sois attachée unique
ment au côté purement scientifique de la question, je ne puis
perdre de vue, que la pédagogie aurait quelque parti à tirer de
la constatation des divers types sensitivo-moteurs. Ils four
nissent, en effet, un critérium de la résistance à la fatigue des
centres volontaires. Or nous savons que la fatigue intellectuelle
peut, dans certaines limites, être mesurée par la fatigue des
mouvements volontaires.
II
Le quotient de la fatigue. — Une courbe ergographique est
composée de deux facteurs : la hauteur totale des soulèvements
et le nombre des soulèvements. Hock et Kraepelin * ont mont
ré que ces deux facteurs sont indépendants l'un de l'autre,
mais que leur rapport est constant pour chaque individu. Ainsi,
par exemple, il peut arriver qu'une certaine cause amène un
1. Ueber die Wirkung der Theebeslandtheile auf Körperliche und geistige
Arbeit {Kraepelin' s Psychologische Arbeiten, I, 1895). 166 MÉMOIRES ORIGINAUX
effet excitant, se traduisant par une augmentation de la hauteur
totale des soulèvements ; il ne s'ensuit pas nécessairement
que le nombre de doive être plus grand; il peut
rester le même, seulement chaque soulèvement sera plus fort.
L'effet inverse peut également se produire : une cause aug
mente le nombre des soulèvements sans influer sur leur hauteur
La caféine, par exemple, augmente la hauteur des soulève
ments sans influer sur leur nombre, tandis que l'essence de
thé diminue le nombre et n'influe pas sur la hauteur. En exa
minant de plus près les conditions dans lesquelles ces deux
facteurs sont sujets à varier, Hoch et Kraepelin arrivent à la
conclusion, que la fatigue des centres nerveux ou leur excita
tion modifie le nombre de soulèvements, tandis que la hau
teur est influencée par l'état du muscle. Le nombre de soulè
vements est donc fonction du travail du système nerveux
central hauteur totale est fonction du travail du système
musculaire. On sait que Mosso avait constaté une dépression
notable de la force ergographique chez plusieurs de ses col
lègues, dont la fatigue psychique résultait des examens qu'ils
avaient fait subir aux élèves de l'Université de Turin. Or les
tracés, après la fatigue psychique, diffèrent surtout des tracés
normaux par une diminution du nombre de soulèvements; la
force du premier effort n'est pas diminuée ; mais la descente du
tracé est très brusque et, après une dizaine de contractions, la
force descend à zéro.
J'ai appelé quotient de la fatigue rr le rapport numérique
qui existe entre la hauteur totale (exprimée en centimètres) des
soulèvements et leur nombre dans une courbe ergographique.
Nous savons que les effets de la fatigue s'accumulent, si l'on
entreprend un nouveau travail avant que la fatigue précédente
ne s'est dissipée. Afin de voir si l'accumulation de la fatigue est
d'origine centrale ou périphérique, j'ai examiné les variations
du quotient de la fatigue sous l'influence de la fatigue même.
Mes expériences ont consisté à faire alterner les courbes ergo-
graphiques avec de courts intervalles de repos variant de 1 à
10 minutes, mais réguliers dans la même série de courbes.
Chaque fois le sujet épuise totalement sa force à l'ergographe ;
après un court repos, pendant lequel il y a restauration part
ielle, il donne une seconde courbe, inférieure à la première au
point de vue du rendement ; après un nouveau repos, il four
nit une troisième courbe, qui est à la seconde au J. JOTEYKO. CENTRES NERVEUX 167
point de vue du travail mécanique. Chez certains sujets, le
nombre de courbes fournies a été poussé jusqu'à cinq. Aux
dépens de quel facteur, hauteur ou nombre, se fait l'accumul
ation de la fatigue?
Voici le résultat général de mes expériences, faites sur 18 su
jets (élèves de l'Université de Bruxelles) :
1° Le temps de repos entre les courbes successives étant
insuffisant pour la restauration complète, le sujet fournit
Fig. 1. — 2 courbes de fatigue ergographique fournies par Hubert à 10 mi
nutes d'intervalle, charge 3 kilogrammes. L'accumulation de la fatigue est
évidente, elle est due en grande partie à une diminution de la hauteur
lotale. 1, courbe : 6,12 kilogrammes; IF, courbe : 4,44 kilogrammes;
quotients de fatigue : 3,65 et 2,83.
chaque fois un travail mécanique moindre. Cette diminution
du travail mécanique se fait aux dépens des deux facteurs cons
tituants de la courbe, mais principalement aux dépens de la
hauteur. A chaque nouvelle courbe, la valeur du quotient de la
H
fatigue -r, diminue, ce qui signifie que la diminution de hau
teur ne suit pas une marche parallèle à la diminution du
nombre, mais que la diminution de hauteur est plus marquée.
La décroissance du quotient de la fatigue a pu être observée 168 MÉMOIRES ORIGINAUX
chez tous les 18 sujets examinés sans distinction, et elle appar
aît dans toutes les conditions de l'expérimentation, pourvu
que les temps de repos soient insuffisants pour assurer la res
tauration complète d'une courbe à une autre. Toutefois les
résultats les plus constants et les plus nets s'observent avec
des intervalles de 5 à 7 minutes de repos entre les courbes suc
cessives. 11 est possible qu'au point de vue de la résistance à
la fatigue les sujets puissent être classés en plusieurs types, en
prenant pour mesure les valeurs décroissantes de leur quotient
de fatigue ;
2° Si les intervalles de repos entre les courbes successives
sont suffisants pour faire disparaître toute trace de fatigue
antérieure, il y a, dans ce cas, égalité entre les courbes au point
de vue du travail mécanique. Eh bien, on constate alors une
égalité mathématique entre les quotients successifs de la
fatigue. Ceci confirme pleinement les vues de Hoch et Krae-
pelin, qui avaient signalé les premiers que le rapport entre la
hauteur totale et le nombre de soulèvements est constant pour
chaque individu. En effet chaque individu possède un quotient
de la fatigue qui lui est propre, de même qu'il possède sa
courbe de fatigue ; mais les variations du quotient de la fatigue
sont tellement considérables, suivant les jours et les heures de
la journée, que, pour avoir un quotient comparable à lui-même,
il faut fournir deux tracés ergographiques dans la même séance
en prenant un repos suffisant entre les courbes. On voit alors
qu'il existe une identité parfaite entre le travail mécanique des
deux tracés, entre les deux quotients de la fatigue et entre la
forme des deux courbes, si bien que la seconde semble être la
photographie de la première. Il y a là, à n'en pas douter,
matière à l'établissement d'une loi psycho-mécanique de
l'épuisement moteur à formule mathématique ; mais je crois
qu?il serait encore prématuré de la formuler;
3° II arrive quelquefois qu'après un repos d'une durée suff
isante pour assurer la restauration complète, la deuxième
courbe présente une valeurdégèrement supérieure au point de
vue du rendement par rapport à la première (excitation et non
fatigue). Dans ces cas, on constate toujours une légère augment
ation de la valeur du deuxième quotient, ce qui revient à dire
que le nombre de soulèvements s'est un peu accru ;
4° Nous sommes donc en présence de trois cas possibles, qu'il
s'agit maintenant d'interpréter : a) si la restauration est comp
lète, le quotient de la fatigue reste identiquement le même JOTEYKO. CEMTRES NERVEUX 169 J.
dans les courbes successives; b) s'il y a accumulation de la
fatigue, la valeur du quotient décroît progressivement; c) s'il y
a excitation, la valeur du quotient de la fatigue augmente.
Grâce aux mesures dynamométriques, il m'a été possible de
démontrer que le nombre de soulèvements est réellement fonction
du travail des centres psychomoteurs, ainsi que l'avaient déjà
antérieurement affirmé Hochet Kra°pelin. Cette démonstration
permet d'expliquer toutes les variations du quotient de la fatigue.
Fig. 2. — 2 courbes ergographiques fournies par M"e Barthels à 10 minutes
d'intervalle, charge 3 kilogrammes. La légère accumulation de fatigue
est due à une augmentation de hauteur. I, courbe : 3,63 kilogrammes,
avec une hauteur totale de 121 centimètres, avec 51 soulèvements et
un quotient de fatigue de 2,39; II, courbe : 3,51 kilogrammes, avec une
hauteur totale de 1 17 centimètres, avec 58 soulèvements et un quotient de 2.
A cet effet, j'ai examiné chez 9 sujets les rapports qui existent
entre les variations du quotient de la fatigue et les variations
de la force dynamométrique.
Chez 7 sujets appartenant au type inhibiloire, nous voyons,
d'une part, la force au dynamomètre de la main gauche dimi
nuer dans la proportion d'un cinquième après plusieurs courbes
ergographiques accomplies avec la main droite, preuve de l'en
trée en jeu d'un certain degré de fatigue des centres nerveux
volontaires ; en même temps nous voyons diminuer dans une faible
mesure le nombre de soulèvements dans les tracés successifs.
Il existe un parallélisme presque complet entre la décrois
sance de ces deux valeurs : pression dynamométrique de la

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