Recherches sur les lois de variation des temps de latence sensorielle en fonction des intensités excitatrices - article ; n°1 ; vol.20, pg 17-96

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L'année psychologique - Année 1913 - Volume 20 - Numéro 1 - Pages 17-96
80 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 1913
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Henri Piéron
II. Recherches sur les lois de variation des temps de latence
sensorielle en fonction des intensités excitatrices
In: L'année psychologique. 1913 vol. 20. pp. 17-96.
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Piéron Henri. II. Recherches sur les lois de variation des temps de latence sensorielle en fonction des intensités excitatrices. In:
L'année psychologique. 1913 vol. 20. pp. 17-96.
doi : 10.3406/psy.1913.4294
http://www.persee.fr/web/revues/home/prescript/article/psy_0003-5033_1913_num_20_1_4294II
RECHERCHES SUR LES LOIS DE VARIATION
DES TEMPS DE LATENCE SENSORIELLE
EN PONCTION DES INTENSITÉS EXCITATRICES1
Par Henri Piéron,
Directeur du Laboratoire de psychologie
physiologique de la Sorbonne.
I. — OBJET DES RECHERCHES
Mon but, en entreprenant ces recherches, a été de détermi
ner selon quelle loi se produisait la décroissance des temps de
réaction en fonction de l'augmentation des excitations, et cela
en m'adressant à des excitations sensorielles différentes, afin de
mettre en évidence l'influence supposée des phénomènes de
réception périphérique.
Comme on le verra dans la discussion de nos premiers résult
ats, il semble bien que l'allongement des temps de réaction au
fur et à mesure qu'on se rapproche du seuil de sensation dépend
essentiellement d'une augmentation du temps nécessaire pour
que la transformation de l'excitant physique en phénomène
cérébral de nature sensorielle s'effectue; si l'on descend au-
dessous du seuil, ce temps devient infini.
Il y a là une hypothèse fondamentale, qui paraît pleinement
justifiée par les faits; et en outre on peut penser qu'une part
1. Des notes préliminaires ont été publiées sur ces recherches : De la
variation du temps perdu de la sensation en fonction de l'intensité de
l'excitation. C. R. de l'Académie des Sciences, 15 avril 1912, t. CLIV,
p. 998. — De la relation qui unit le temps de latence de la réaction à
l'intensité de l'excitation. Id., 2 décembre 1912, t. GLV, p. 1176. — De la
décroissance, en fonction des intensités d'excitation, du rapport de la
période latente à la période totale d'établissement pour les sensations
lumineuses. Id., 26 janvier 1914, t. CL VIII, p. 274. — La loi de Weber-
Fechner et le temps de latence des sensations. C. R. des séances de la
l'année psychologique, xx. 2 18 MÉMOIRES ORIGINAUX
importante revient au processus de transformation périphé
rique, ce qui permet alors de viser à une étude indirecte de la
nature des processus de transformation de l'excitant physique
capables de provoquer dans les neurones sensoriels périphé
riques une décharge d'influx nerveux : nous verrons en effet
que la loi de décroissance des temps de latence en fonction des
intensités varie suivant les sensations, ce qui indique que les
processus impliqués doivent être différents, et ce qui peut guider
dans la découverte de la nature exacte de ces processus.
Mes recherches ne visent donc pas tant à préciser notre con
naissance des temps de réaction pris en eux-mêmes qu'à per
mettre, par l'intermédiaire de ces temps de réaction — servant
à déceler les variations des temps de latence sensorielle qui ne
peuvent pas facilement être mesurés à part * — , de pénétrer le
mécanisme de l'excitation sensorielle.
II. — HISTORIQUE
II y a fort longtemps que l'on s'est occupé pour la première
fois de l'influence des intensités d'excitation sur le temps de
latence des réactions : c'est ainsi que Von Wittich, en 1868 2,
cherchant à déterminer la vitesse de l'influx sensoriel et de l'influx
moteur chez l'homme, en employant des excitations tactiles
sur des régions de la peau différemment éloignées du cerveau,
ou en faisant réagir le sujet avec la main d'une part et avec
le pied de l'autre, fît quelques déterminations au moyen d'in
tensités excitatrices différentes ; il excitait la surface cutanée par
des chocs d'induction, changeant l'intensité du courant du
circuit primaire pour faire varier de ces chocs. Il
en fit de même pour des étincelles destinées à obtenir des temps
de réaction visuels.
Voici les résultats qu'il obtint :
Société de Biologie, 20 juillet 1912, t. LXXIII, p. 214. — Des rapports entre
les lois de décroissance des temps de latence des sensations en fonction de
l'intensité des excitations et les marges d'excitabilité de ces sensations.
Id., 17 janvier 1914, t. LXXVI, p. 76-79.
1. Nous parlerons des essais tentés cependant dans ce but par la
méthode indirecte ou par la méthode directe, qui se heurte pour beau
coup de sensations à de graves difficultés pratiques.
2. Von Wittich, Ueber die Fortleitungsgeschwindigkeit im menschli
chen Nerven. Zeitschrift für rationnelle Medicin, 3e S., XXXI. 1868,
p. 87-125. H. PIÉRON. — RECHERCHES SUR LES LOIS DE VARIATION 19
Excitation cutanée.
Nombre d'éléments
du circuit primaire. Temps. Nombre de mesures.
4 0",185 39
6 0 ,188 42
10 0 ,165 43
Excitation lumineuse.
Nombre d'éléments. Temps. Nombre de mesures.
6 0",210 45
8 0 ,184 45
12 0 ,181 46
12 0 ,183 46
L'intensité d'excitation manifestait donc une influence
raccourcissante sur ce que Von Wittich appelait le « temps
physiologique ».
Cette même année 1868, Sigmund Exner, étudiant en médecine,
qui se préoccupait de déterminer les « temps de perception »
pour la vue, fournissait des résultats montrant l'influence
raccourcissante des intensités excitatrices sur ces temps1;
malheureusement ses expériences, faites à l'Institut physiolo-
que de Helmholtz, étaient basées sur une technique assez peu
satisfaisante : avec un dispositif tachistoscopique comprenant
deux disques, tournant à des vitesses inégales derrière une fente
fixe avec lunette d'observation, et portant des échancrures de
dimensions variables, Exner faisait comparer à une plage noire
fixe une plage grise plus ou moins foncée obtenue par rota
tion rapide d'un disque à secteurs noir et blanc, de grandeur
respective variable. L'éclairage n'était pas défini. Le noir
n'étant pas obscur, mais réfléchissant encore une quantité
notable de lumière, Exner n'étudiait donc qu'une sensibilité
différentielle, alors qu'il croyait étudier la sensibilité absolue.
Dans ces conditions, et pensant trouver une relation loga
rithmique, il employa des intensités croissant en progression
géométrique, et obtint des temps, fournissant juste la percept
ion, qui s'ordonnaient, comme cela était prévu, en
arithmétique :
1. Cf. Exner, Ueber die zu einer Gesichtswahrnehmung nöthige Zeit.
Sitzungsberichte der kaiserlicher Akademie der Wissenschaften, Vienne,
Math-Nat-Klasse, LVII, II, 1868, p. 601-632. MÉMOIRES ORIGINAUX 20
I II
Intensités. Temps. Différences. Temps. Différences.
1 0 ,18730 — 0",1851 —
2 0 ,15873 0,02857 0 ,1558 0,0293
4 0,12857 0,03016 0,1280 0,0278
8. ..... 0,103174 0,025396 0,1049 0,0231
16 0",076190 0,026984 0 ,0756 0,0293
En outre Exner chercha, à côté de l'influence de l'intensité,
l'influence de la position dans la rétine, celle de la grandeur de
l'image rétinienne, etc. Pour la grandeur de l'image la loi de
son action fut encore logarithmique. Enfin la même loi parut
encore valable pour l'influence de l'intensité d'une excitation
brève sur la durée de la période croissante de la sensation1,
déduite de la détermination du moment où deux sensations
provoquées par des excitations successives paraissaient égales,
détermination elle-même déduite de la limite des images consé
cutives.
î ii
Intensités. Temps. Différences. Temps. Différences.
1 0",2873 — 0",2654 —
2 0 ,2460 0,0413 0 ,2176 0,0478
4 0 ,2000 0,0460 0 ,1744 9,0432
8 0,1508 0,0492 0,1188 0,0556
En réalité, la technique expérimentale et la légitimité des
déductions ne sont pas sans prêter à de sérieuses objections, et
les résultats ne peuvent être considérés comme bien établis.
Notons seulement la conviction préalable que l'auteur avait de
trouver des relations logarithmiques : elle s'explique aisément
si l'on tient compte du fait que les Éléments de psychophy
sique de Fechner avaient paru huit ans auparavant.
Quelques années plus tard, Exner étudiait sous le nom
d'équation personnelle les temps de réaction, comparait l'exc
itation électrique à l'excitation lumineuse de la rétine, et, se
basant sur la différence de ces temps, attribuait à l'excitation
rétinienne (qui constitue le stade périphérique de la phase
1. Il s'agit ici de la période d'établissement d'une sensation qui évolue
après cessation de l'excitation, tandis qu'il y a une période croissante de
la sensation pour une excitation qui dure, période qui résulte alors à la fois
de la sommation plus ou moins complète des effets de l'excitation au cours
du temps et de l'évolution spontanée de la sensation induite. .
PIÉRON. — RECHERCHES SUR LES LOIS DE VARIATION' 21 H.
latente de la sensation) une durée de trois à quatre centièmes
de seconde1.
D'après Richet2, Exner aurait étudié aussi l'influence de l'in
tensité d'excitation sur le temps de réaction, en employant
des étincelles de longueur variable, ce qui ne fournit pas des
évaluations relatives d'intensité. Les valeurs trouvées indi -
quées par Richet sont les suivantes :
Longueur d étincelle. Temps de réaction.
0mra,5 0",158
1 0 ,150
2 0,148
3 0 ,148
5 0 ,138
7 0 ,123
Mais je n'ai pu retrouver dans quel travail d'Exner ont été
publiés ces résultats.
Une série de déterminations analogues à celles de Von Wittich
furent encore effectuées en 1876 par Von Vintschgau et Hönigs-
chmid, et en 1877 par Von Kries et Auerbach.
Von Vintschgau et Hönigschmid 3 se préoccupèrent de comp
arer aux temps de réaction gustatifs qu'ils avaient obtenus les
temps pour les excitations tactiles et électriques de la langue,
et à ceux-ci les temps pour des excitations semblables des
doigts.
En employant des chocs d'induction, ils utilisèrent une
intensité donnée comme forte et une donnée comme faible chez
certains de leurs sujets, et obtinrent les valeurs moyennes sui
vantes :
LANGUE DOIGTS (PULPE) '»> —' . ' ~"m * ■ Excitation forte
Excitation Excitation Excitation Excitation de 2 doigts
faible. forte. faible. forte. à la fois.
H. 0",1774 0",1304 0",1747 0",1365 0",1274
D. 0 ,0982 — 0 ,1087 0 ,1009
Fr. 0,1545 0,1239 0,1499 0,1262 0,1205
1. S. Exner, Experimentelle Untersuchung der einfachsten psychis
chen Processe. I. Die persönliche Gleichung; III. Die persönliche Gle
ichung; zweiter Teil. Archiv für die gesamte Physiologie, 1873, VII, p. 601-
660, et 1875, XI, p. 403-432.
2. Dictionnaire de Physiologie, article Cerveau.
3. M. Von Vintschgau et j. Hönigschmid, Versuche über Reactionszeit
einer Geschmacksempfindung. II. Archiv für die gesamte Physiologie, XII,
1876, p. 87-132. 22 MÉMOIRES ORIGINAUX
En ce qui concerne les expériences faites par Von Kries et
Auerbach1 l'un sur l'autre au moyen d'excitations cutanées
réalisées par des chocs d'induction, voici les moyennes pour les
excitations dites fortes et faibles, sans évaluation comparative
des intensités :
Excitation faible. Excitation forte.
A. 0",151 0",140
K 0 ,129 0 ,128
Voici une série où les excitations de trois intensités ont été
faites en ordre décroissant, puis croissant :
Excitation Excitation Excitation Excitation Excitation
forte. moyenne. faible. moyenne. forte.
K. 0",134 0",141 0",145 0",141 0",i39
Un peu plus tard, Buccola faisait encore des déterminations
très semblables avec les mêmes résultats, de façon tout à fait
indépendante2.
Voici les moyennes, qu'il donna, de trois sujets pour des
temps de réaction à l'excitation cutanée par chocs d'induction,
avec trois intensités non évaluées comparativement.
Excitation Excitation Excitation
faible. moyenne. forte.
R 0",159 0",141 0",126
L 0,148 0 ,126 0 ,114
T 0 ,143 0 ,129 0 ,124
En outre Buccola compara une excitation visuelle assez vive
réalisée par une illumination d'un tube de Geissler, et une exci
tation moindre fournie par une petite étincelle de 3 mm.
Il obtint chez quatre sujets les temps moyens suivants :
Étincelle. Tube de Geissler.
0",179 0",153
0,200 0,170
0,180 0,167
0,168 0,151
1. Johannes von Kries et Felix Auerbach, Die Zeitdauer einfachster
psychischen Vorgänge. Archiv für Physiologie, 1877, p. 297-378.
2. G. Büccola, Studi di Psicologia sperimentale. I. La durata dei pro-
cessi psichici elementari. Rivista di Filosofia scientifica, 1881-82, I,
p. 40-58. ■
H. PIÉRON. — RECHERCHES SUR LES LOIS DE VARIATION 23
Cependant, Wundt, dès la deuxième édition de son Traité de
Psychologie physiologique1, indiquait l'influence des intensités
d'excitation sur la durée des temps de réaction, et apportait
à l'appui des expériences personnelles basées sur l'emploi d'exci
tations auditives :
En faisant varier la hauteur de chute d'une boule métallique
suivant une progression géométrique — et s'attendant sans
doute à trouver une décroissance des temps en progression
arithmétique, comme Exner, en quoi il fut déçu — , il obtint les
valeurs moyennes suivantes des temps de réaction :
Hauteur de chute. Temps.
1 mm 0",217
4 — 0 ,146
8 — 0,132
16 — 0 ,135
De ces résultats Wundt dégagea une loi, qui a gardé son nom,
sur les relations des temps avec les intensités, d'après laquelle
le temps de réaction varie en sens inverse de l'intensité excitat
rice, et d'autant plus vite qu'on est plus près du seuil; cette
loi serait également valable selon lui pour le comportement de
la variation moyenne.
Pour les intensités fortes, il admit qu'il pouvait y avoir des
phénomènes d'inhibition ralentissant la réaction.
L'expression de cette loi avec les expériences précitées ne se
retrouvent pas dans les éditions postérieures des Grundzüge;
on retrouve l'affirmation générale d'une dépendance de deux
termes, et, à l'appui, les expériences effectuées à son instigat
ion, par G. 0. Berger, avec mention également des résultats
de Martin qui ne vérifiaient pas la loi.
Si Wundt ne cite que Berger, en réalité il s'agit d'expériences
faites en collaboration dans le laboratoire de Leipzig par Berger
et Cattell et que chacun des deux auteurs publia de son côté,
sans doute à cause de quelque conflit de collaboration2. A vrai
dire, les deux travaux ne se superposent pas absolument, et,
en particulier, les expériences sur l'intensité sonore ne se
trouvent pas chez Cattell.
D'autre part signalons que, pour les excitations visuelles
1. Wundt, Grundzüge der physiologischen Psychologie, 2e édit., 1874.
2. G. 0. Berger, Ueber den Einfluss der Reizstärke auf die Dauer einfa
cher psychischen Vorgänge. Philosophische Studien, III, 1886, p. 37-93. 24 MÉMOIRES ORIGINAUX
et électro-cutanées, les chiffres donnés par Cattell pour les
2 séries de mesures sont tous inférieurs de 3 centièmes de
seconde à ceux donnés par Berger sans que l'on puisse trouver
dans les indications techniques la cause de cette divergence
systématique regrettable. Les variations moyennes sont les
mêmes, sauf la moyenne générale de la première série (expé
rience de Berger) où le chiffre arrondi l'est par excès chez
Cattell, par défaut chez Berger.
Enfin dans les indications techniques Cattell parle de l'emploi
d'un tube de Geissler, tandis que Berger déclare expressément
qu'il n'a pas employé le tube de Geissler, mais un tube de Puluj ,
enduit d'un mélange de sulfure de calcium et de strontium
devenant phosphorescent sous l'influence du choc d'induction
et donnant une lumière blanche.
Cattell déclare n'avoir pu trouver de relation précise entre
les intensités d'excitation et les temps ; Berger donne les loga
rithmes de ces valeurs — bien inutilement, car la relation log
arithmique désirée n'apparaît point — mais se contente de
signaler qu'il confirme la loi de Wundt, citée sous la forme
vague qui lui avait été donnée par son maître.
Voici les valeurs numériques obtenues pour les excitations
lumineuses — sur la technique desquelles nous reviendrons — :,
pour les excitations sonores, et pour les excitations cutanées par
chocs d'induction. Nous donnons pour les excitations lumi
neuses et cutanées les valeurs de Berger et celles de Cattell pour
bien montrer leur identité, à la différence systématique près
(en millièmes de seconde), sauf pour une des valeurs (inten
sité II) des temps de réaction aux excitations cutanées où la diff
érence est de 31 «7 au lieu de 30, sans doute à cause d'une faute
d'impression de Cattell * :
Excitations lumineuses.
Excitation Excitation
plus plus forte
7 Intensités : 1 23 123 315 1000 forte. encore.
Sujet I (Berger).
Valeur de Berger. 338 265 230 222 225 207 198 238 de Cattell. 308 235 208 200 192 195 177 168
Sujet II (Cattell).
Valeur de Berger. 281 205 190 178 173 165 158 177 de Cattell. 251 175 135 128 160 148 147 143
1. James Me Keen Cattell, The Influence of the Intensity of the
Stimulus on the Lenght of the Reaction-Time. Brain, 1886, VIII, p. 512-515. PIERON. — RECHERCHES SUR LES LOIS DE VARIATION 25 H.
Excitations électriques de la peau i.
Intensités. I II III IV
c . . j In , C Valeur de Berger. 212 193 188 190 Sujet 1 (Berger). \
, ( Valeur de Berger. 194 186 162 161
bUjetUlLattell)- j de Cattell. 164 155 132 131
Excitations sonores.
Intensités
(Hauteurs de chute). 6 cm. 16 cm. 30 cm. 56 cm.
B. 151 146 127 123
C. 138 129 109 109
Tous ces résultats mettent en évidence le fait de l'influence
des intensités ; cependant, s'adressant aux sensations auditives,
Martius déclare que ce fait n'est pas absolument exact, et il
donne des valeurs à l'appui montrant qu'avec un son fort et un
son faible, les temps restent sensiblement égaux, qu'il s'agisse
de sons de différentes hauteurs ou de bruits2 :
Son faible. Son fort.
c 0",1385 0",1383
c2 0 ,1251 0 ,1251
huje • c4 0 ,1178 0 ,1205
Bruit 0 ,1169 0 ,1224
c1 0,1230 0 ,1211
c3 . 0,1117 0 ,1100
Sujet II. c4 0 ,1066 0 ,1069
Bruit 0 ,1175 0,1195
II est bien certain, et nous le comprendrons facilement dans
la suite de ce travail, bien que les résultats de Wundt suffisent
déjà pour en rendre compte, que Martius comparait des intens
ités trop fortes, trop éloignées du seuil, dans une zone où les
temps sont tout près de leur limite inférieure et ne subissent
plus d'influence nette de l'intensité.
Et il en a été de même pour Slattery3, qui déclare aussi que
1. L'intensité I était proche du seuil, l'intensité IV était maxima, avec
déjà une tonalité douloureuse, les deux intermédiaires étaient interpolées
de manière à faire une division à peu près en parties égales de l'inter
valle entre les extrêmes.
2. Götz Martius, Ueber den Einfluss der Intensität der Reize auf die
Reactionszeit der Klänge. Philosophische Studien, VII, 3, 1891, p. 469 -
486.
3. Morris D. Slattery, On the relation of the reaction-time to varia-

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