Vitesse de réaction et intensité de sensation. Données expérimentales sur le problème d'une courbe sigmoïde des vitesses - article ; n°1 ; vol.51, pg 1-16

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L'année psychologique - Année 1949 - Volume 51 - Numéro 1 - Pages 1-16
16 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 : samedi 1 janvier 1949
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Y Galifret
Henri Piéron
I. Vitesse de réaction et intensité de sensation. Données
expérimentales sur le problème d'une courbe sigmoïde des
vitesses
In: L'année psychologique. 1949 vol. 51. pp. 1-16.
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Galifret Y, Piéron Henri. I. Vitesse de réaction et intensité de sensation. Données expérimentales sur le problème d'une courbe
sigmoïde des vitesses. In: L'année psychologique. 1949 vol. 51. pp. 1-16.
doi : 10.3406/psy.1949.8490
http://www.persee.fr/web/revues/home/prescript/article/psy_0003-5033_1949_num_51_1_8490L'ANNÉE PSYCHOLOGIQUE
TOME LI
MEMOIRES ORIGINAUX
I
VITESSE DE RÉACTION
ET INTENSITÉ DE SENSATION
DONNÉES EXPÉRIMENTALES SUR LE PROBLÈME
D'UNE COURBE SIGMOÏDE DES VITESSES
par Yves Galifret et Henri Piéron
I. — Introduction.
Les latences réactionnelles décroissent en fonction de l'inten
sité croissante des stimulations et l'on a pu chercher, dans une
vitesse de réaction, la manifestation objective de l'intensité de
la sensation. Parmi les méthodes psychophysiques pour la déter
mination de seuils différentiels chez l'homme, on a récemment
introduit celle de la mesure des différences dans les temps de
réaction, et, chez les animaux, la latence réactionnelle est utilisée
depuis longtemps déjà pour l'étude des intensités d'excitation
sensorielle.
Toutefois, l'un de nous, en reconnaissant un certain parallé
lisme entre la variation des vitesses de réaction et des intensités
de sensation, construites par intégration d'échelons différentiels,
ou des intensités d'excitation, mesurables d'après des manifestat
ions directes, comme le rétrécissement pupillaire à la lumière,
a indiqué une différence importante dans l'allure générale des
courbes. Alors que les intensités d'excitation sensorielle décrivent
une courbe sigmoïde assimilable à une intégrale de probabilité,
ce qui s'accorde avec un processus probable de recrutement, —
recrutement d'esthésiones corticaux pour l'intensité de la sensa
tion, — les vitesses de réaction paraissent bien croître sans
l'année psychoi.ocique. li 1 MEMOIRES ORIGINAUX 2
inflexion initiale suivant une allure parabolique simple (2-3).
Mais, au cours de nos recherches sur les réactions à des stimu
lations visuelles périphériques ultra-brèves de surface minimale
ou d'étendue moyenne (1), en constatant qu'au seuil — déter
miné à 50 % de réponses positives — les valeurs des latences
étaient les mêmes dans les deux cas, ce qui permet d'exclure un
mécanisme de tout ou rien dans les processus de transmission
intra-rétinienne, nous avons trouvé qu'il paraissait se produire,
lors de l'augmentation des luminances, une certaine inflexion
pour la grande plage, et un comportement initial d'allure diff
érente pour la plage punctiforme. En raison des fluctuations et
du nombre insuffisant des mesures, rien de certain ne pouvait
alors être établi.
Aussi avons-nous repris cette question systématiquement, et
déterminé, chez le même sujet, dans les mêmes conditions, les
temps de réaction à ces deux plages, en vision périphérique, en
procédant à de nombreuses mesures, en particulier dans la zone
juxta-liminaire et un peu au-dessus.
On sait que les courbes de décroissance des temps, qui tendent
asymptotiquement vers une limite irréductible, ne permettent
pas d'observer une inflexion, même quand celle-ci caractérise
nettement la courbe ascendante de leurs réciproques, les vitesses.
De même, dans l'adaptation à l'obscurité, la décroissance des
seuils de visibilité ne comporte pas d'inflexion, alors que la
courbe ascendante des sensibilités — réciproques des seuils — est
une sigmoïde incontestable, ce qui a conduit des auteurs utilisant
respectivement de façon exclusive l'un ou l'autre des modes de
représentation à des controverses bien inutiles.
Mais, en outre, l'existence d'une latence irréductible dans le
temps de réaction (retards de transmission et phase efférente)
peut masquer dans une assez large mesure une inflexion initiale
des vitesses quand cette latence irréductible représente une forte
proportion de la latence totale.
Aussi déterminons-nous la vitesse par la réciproque de la
latence, diminuée d'une part importante de la latence irréduct
ible. La réciproque de la seule latence réductible conduirait à
une courbe présentant une ascension terminale vers l'infini
quand on s'approche de l'annulation totale de cette latence
réductible. En procédant comme nous l'avons fait, on sensibilise
seulement à une inflexion éventuelle la phase initiale de la courbe
des vitesses, la seule qui nous intéressait, sans empêcher l'amor
tissement qui est une donnée certaine. Y. GALIFRET ET H. PIERON. VITESSE DE REACTION 3
IL — Technique.
Nous avons utilisé sans modification le dispositif décrit anté
rieurement (1). Rappelons-en les caractéristiques essentielles :
L'arrangement optique est tel que l'on envoie dans l'œil un
faisceau de lumière dirigée (maxwellian view).
La plage punctiforme et la plage étendue, placées à 4 m. 50
de l'œil, sont vues respectivement sous des angles de 9" et de
900".
Le sujet fixant un groupe de points rouges (disposés en un
carré de la dimension angulaire de la fovéa) les plages stimuli
forment leur image sur la rétine temporale de l'œil droit, à 15°
du centre.
L'énergie lumineuse est produite par la décharge très brève
(ÎO^4 à 10~5 seconde) d'une batterie de condensateurs dans ; un
tube à gaz rare (xénon).
Le sujet (l'un de nous) a pour consigne d'appuyer sur une clef
de Morse dès qu'une illumination se manifeste dans son champ
périphérique.
Le temps de réaction est obtenu en millièmes de seconde avec
un chronoscope de Hipp.
Étant donné que nous avons opéré avec des intensités souvent
très faibles, inférieures au seuil — défini à 50 % de réponses —
dans un certain nombre de cas, il nous a fallu faire un grand
nombre de présentations pour obtenir un effectif suffisant de
temps de réaction. Dans chaque expérience, nous présentions au
sujet trois ou quatre niveaux de luminance, dont un au-dessous
du seuil, un dans la région du seuil et les autres plus ou moins
au-dessus du seuil. En fait, ces niveaux ne pouvaient être choisis
au début de l'expérience que par tâtonnements et sans qu'on
puisse préjuger de leur valeur exacte en unités physiologiques
(fechners). C'est en fin d'expérience seulement, après décompte
du nombre de stimulations efficaces et inefficaces pour chaque
niveau choisi, que l'on pouvait déterminer, par interpolation, le
seuil, et traduire les différentes valeurs du stimulus en unités
physiologiques. De ce fait, d'une expérience à l'autre, les diffé
rents niveaux utilisés ont varié sensiblement et, pour exprimer
les résultats d'ensemble, nous avons dû faire les moyennes des correspondant, non à une intensité donnée du stimulus,
mais à un certain nombre d'intensités suffisamment voisines
pour être confondues avec leur moyenne. MEMOIRES ORIGINAUX
III. RÉSULTATS.
Les résultats se trouvent condensés dans les tableaux suivants,
conformément aux indications ci-dessous :
Col. 1 : les différents niveaux physiologiques utilisés, en fech-
ners.
Col. 2 : les temps de réaction correspondants, en millisecondes.
(Ce sont les médians d'un effectif total pouvant aller de 14
— stimulations infra-liminaires rarement perçues — à 50.)
Col. 3 : les vitesses, calculées en prenant l'inverse des latences
diminuées d'une part importante de la phase irréductible et
fixée, arbitrairement, à 150 ms (pour une valeur pro
bable, dans nos conditions expérimentales, de près de 250 ms).
On multiplie les valeurs obtenues par 105 pour raisons de commod
ité.
le niveau physiologique moyen du groupement. Col. 4 :
le logarithme de ce niveau multiplié par 10. Col. 5
: la vitesse moyenne correspondant à chaque niveau Col. 6
moyen.
Stimulation étendue (<p = 900").
4 1 2 3 5 6
I l V 1 V log (10 T)
400 0,79 400
451 332 0,83
370 0,874 0,942 374 0,89 420
. 395 0,91 403
411 383 0,95
1,02 400 400 1,06 1,025 403 1,10 397 405
385 426 ( 1,22
1,33 402 397 1,303 1,115 429
365 465 f 1,36
t 1.54 379 437
! 1^63 363 469 1,613 1,208 452
f 1.67 372 450
345 513 2,79
356 485 3,32 3,16 1,500 L 502
347 508 3,37 GALIFRET ET H. PIERON. VITESSE DE REACTION Y.
= 9"). Stimulation punctiforme (9
1 2 3 4 5 6
V 7 I t îog(ioT)
396 407 < 0,83 0.865 0,937 404 ( 0,90 400 400
1,10 397 405
1,11 387 422 1,133 1,054 41.5
1,19 390 417
439 1,39 378
1,44 1,44 390 417 1,158 428
1,49 383 429
1.95 359 478
457 2,01 1,303 479 1,99 369
503 2,09 349
En traduisant graphiquement les résultats (avec, en abscisse,
une échelle logarithmique des luminances en fechners), nous
obtenons pour la plage étendue une courbe convexe (fig. 1) et
pour la plage punctiforme une courbe concave (fig. 2).
Rappelons que ces courbes intéressent seulement la région
juxta-lïminaire; elles représentent la partie initiale des courbes
classiques de la vitesse de réaction en fonction de l'intensité sti-
mulatrice.
Il semble donc, de prime abord, que dans le cas d'une stimula
tion étendue on obtienne l'allure parabolique classique et, dans
le cas d'une stimulation punctiforme, une allure sigmoïde, la
pente, faible à l'origine, croissant ensuite pour décroître au-delà
d'une certaine valeur de la luminance. Si cette décroissance finale
avec atteinte d'un plafond n'apparaît pas sur notre tracé, c'est
que nos déterminations s'arrêtent à des valeurs de l'intensité
trop faibles. Mais nous avons fait par ailleurs, avec la plage
punctiforme, des déterminations en allant plus haut dans l'échelle
des intensités, négligeant alors la partie initiale. Les résultats ont
été les suivants :
I l V log (10 I)
0,71 426 0,851 362
1,43 363 1,155 470
2,50 331 1,398 553
5 317 1,699 600
7,50 1,875 6. MÉMOIRES ORIGINAUX
La courbe obtenue à partir de ces résultats est tracée en trait
interrompu sur la figure 3. Sur la même figure nous avons
reporté les courbes tracées précédemment et correspondant re
spectivement à la plage étendue et à la plage punctiforme.
La comparaison des valeurs obtenues est rendue difficile du
500
450
*<s
•■§ 400
Fig. 1. — Évolution de la vitesse de réaction en
fonction de l'intensité du stimulus pour une st
imulation périphérique étendue (900").
Les signes x + • A et y sont relatifs à cinq séries de 350
mesures. Les cercles o représentent les moyennes V.
0,75 1,5 2 2.5
Intensité ( Fechners)
fait que d'une expérience à l'autre l'état du sujet varie sensible
ment. On voit par exemple en comparant les courbes de pour
centage des réponses en fonction de l'intensité (fig. 4) que la
pente n'est pas constante, le nombre liminaire de photons oscil
lant entre 2 et 8 1. Or il n'est pas prouvé que la vitesse de réaction
soit uniquement fonction du niveau physiologique et absolument
1. Chiffres obtenus à partir des tables de la fonction de Poisson, les
courbes de réponses étant considérées — dans un but de simplification —
comme l'expression de la seule fluctuation autour d'une moyenne définie du
nombre de quanta absorbés par la rétine lors stimulation d'énergie
déterminée. Y. GALIFRET ET H. PIERON. VITESSE DE REACTION
indépendante du niveau absolu de stimulation. En tout cas, étant
donné la variabilité des résultats on ne peut accorder qu'une
500
450
.1
-S
400
350
0,75 1.5 2,5
Intensité ( Fechners)
Fig. 2. — Évolution de la vitesse de réaction en fonction de l'intensité
du stimulus pour une stimulation périphérique punctiforme (9").
Les signes x + et • sont relatifs à trois séries de mesures. Les cercles o
représentent les moyennes V.
signification fort limitée à la partie initiale de la courbe tracée en
trait interrompu qui ne correspond qu'à une unique série de
mesures. C'est pourquoi nous avons raccordé la portion terminale ORIGINAUX MÉMOIRES
de cette courbe, statistiquement plus significative, à la courbe
initiale moyenne obtenue précédemment pour la même plage.
600
£500
£400
320 0,75 1,5 2 3 4 5
Intensité (Fechners)
Fig. 3. — Évolution de la vitesse de réaction en fonction de l'intensité
stimulatrice.
A — Stimulation étendue (moyenne de 5 séries).
^ punctiforme (série unique), courbe tracée en trait inte
rrompu.
• — (moyenne de 3 séries).
— J---O 100 r 100
900" 50- 4> = 50
0,5 ',5 0,5 1,5. 2
Fig. 4. — Courbes de réponses pour la stimulation punctiforme (<p = 9")
et pour la stimulation étendue (cp = 900"). En abscisse, l'intensité en
fechners sur une échelle logarithmique; en ordonnée, le pourcentage de
stimulations efficaces. Les différentes séries de mesures sont représentées
par des traits différents. (En toute rigueur les courbes devraient se croiser
au point d'abscisse 1 et d'ordonnée 50.) GALIFRET ET H. PIERON. VITESSE DE REACTION 9 Y.
Ainsi nous pouvons confronter l'allure générale en stimulation
étendue et en stimulation punctiforme.
Il apparaît alors que la vitesse croît moins rapidement dans
cette zone des faibles luminances (entre 1,5 et 4 fechners) pour
la plage étendue que pour la plage punctiforme, cette dernière
atteignant très tôt son plateau (fig. 3).
IV. — Discussion.
1° En fait, dans le cas de la plage punctiforme, il apparaît bien,
au début de la courbe d'accroissement des vitesses de réaction,
une incurvation caractéristique de la sigmoïde. Si cette incurva
tion peut faire défaut dans une expérience particulière, un cer
tain jour, elle a toutefois un caractère général et se dessine nette
ment pour la moyenne des valeurs; elle doit bien être considérée
comme ayant une valeur réelle.
Elle n'apparaît cependant pas avec la grande plage et on pourr
ait se demander si elle se limite au cas d'une stimulation pér
iphérique punctiforme. Mais, dans nos premières recherches, c'est
avec la grande plage, justement, qu'une indication d'incurvation
initiale nous avait conduits à poser ce problème. Et dans deux
des expériences au moins, avec cette plage de 900" comme on
peut le voir sur la figure 1 (valeurs marquées par les signes -f-
et x) il y a une indication toute semblable. Il ne semble donc
pas qu'il soit utile de chercher l'explication d'une différence entre
les deux modes de stimulation.
Ce qui doit être relevé c'est que l'incurvation dessinant la
concavité initiale de la sigmoïde est limitée à la zone juxta-îimi-
naire dans laquelle une certaine proportion des stimulations est
inefficace. A partir de 2 fechners (stimulation double de celle
correspondant à 50 % de réponses) on retrouve l'allure parabol
ique classique de la courbe. Il y a là une différence essentielle
avec la sigmoïde des intensités d'excitation sensorielle où le
point critique de passage d'une accéléra tionpositive à une accé
lération négative dans la variation en fonction du logarithme du
stimulus se situe bien au-dessus de la valeur du seuil.
Si, ordinairement, on n'observe pas pour les vitesses de réac
tion, cette allure initiale de la courbe, c'est qu'on tend à n'utili
ser que des stimulations à peu près constamment efficaces comme
valeurs les plus faibles, afin d'éviter les manques de réaction et
qu'on n'opère pratiquement jamais à partir du seuil véritable, à

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