Il est toujours intéressant de savoir comment réagit notre corps lorsqu’il est placé dans une situation

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Par Martin Pellicelli, 1169 La Gaillarde, Roberval, G8H 3A8, 275-4207 et Julie Lalancette, 1800 Boul. Sacré Cœur, Dolbeau, G8L 2A1, 276-5394 Résumé : Pellicelli, M., Lalancette, J. (2001) Il fait noir, noir, noir…, Expo-journal, rapport interne, programme des sciences de la nature, Cégep de St-Félicien, St-Félicien, Canada, 8 pages. Grâce à une expérience simple dans le noir et sans bruit, nous avons pu détecter chez nos cobayes garçons une notion du temps plus aiguë que chez les filles. De plus, grâce à l’électroencéphalogramme nous avons pu mesurer un état de relaxation au niveau de l’activité cérébrale. Donc, la privation de son et de lumière pourrait s’avérer une bonne méthode de relaxation. Mots clés : Biologie, notion du temps, relaxation, chronobiologie. Il est toujours intéressant de savoir comment réagit notre corps lorsqu’il est placé dans une situation extrême. Par exemple, on sait que lorsque notre corps est placé au froid il va souffrir d’hypothermie. Toutefois, qu’en est-il de celui-ci lorsqu’il est placé dans un endroit sans son et sans lumière? C’est sur cette question que nous nous sommes penchés. Nous avons appris, après quelques recherches, que notre cerveau est doté d’une horloge biologique interne. (Cermakian et Sassone-Corsi, 2001) C’est sur ce fait que nous nous sommes basés afin de bâtir notre première hypothèse qui est : « L’être humain a la capacité de garder la notion du temps, même sans ...
Publié le : samedi 24 septembre 2011
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Par Martin Pellicelli, 1169 La Gaillarde, Roberval, G8H 3A8, 2754207 et Julie Lalancette, 1800 Boul. Sacré Cœur, Dolbeau, G8L 2A1, 2765394
Résumé : Pellicelli, M., Lalancette, J. (2001)Il fait noir, noir, noir…, Expojournal, rapport interne, programme des sciences de la nature, Cégep de StFélicien, StFélicien, Canada, 8 pages. Grâce à une expérience simple dans le noir et sans bruit, nous avons pu détecter chez nos cobayes garçons une notion du temps plus aiguë que chez les filles. De plus, grâce à l’électroencéphalogramme nous avons pu mesurer un état de relaxation au niveau de l’activité cérébrale. Donc, la privation de son et de lumière pourrait s’avérer une bonne méthode de relaxation. Mots clés : Biologie, notion du temps, relaxation, chronobiologie.
Il est toujours intéressant de savoir comment réagit notre corps lorsqu’il est placé dans une situation extrême. Par exemple, on sait que lorsque notre corps est placé au froid il va souffrir d’hypothermie. Toutefois, qu’en estil de celuici lorsqu’il est placé dans un endroit sans son et sans lumière? C’est sur cette question que nous nous sommes penchés. Nous avons appris, après quelques recherches, que notre cerveau est doté d’une horloge biologique interne. (Cermakian et SassoneCorsi, 2001) C’est sur ce fait que nous nous sommes basés afin de bâtir notre première hypothèse qui est : « L’être humain a la capacité de garder la notion du temps, même sans stimulus sensoriels, grâce à son horloge biologique interne. » Par la suite, nous avons trouvé intéressant de faire une distinction entre les hommes et les femmes. Afin de se construire une deuxième hypothèse pertinente nous avons utilisé le fait que le cerveau des femmes n’est pas pareil à celui des hommes. (de Agostini, 1984). En effet, se sont messieurs R. Holloway et C. de LacosteUtamsing, à l’université Columbia de New York, qui disaient que l’on pouvait observer des différences sexuelles dans les dimensions de certaines structures anatomiques cérébrales : la partie postérieure, du splenium et d’une structure reliant les deux hémisphères, appelée corps calleux qui serait plus grande chez les femmes que chez les hommes. L’hypothèse tirée de cette affirmation est : « En absence de lumière et de bruits, les hommes auront une notion du temps plus aiguë que les femmes. » Résultats surprenants Après avoir réalisé, ce que l’on pourrait appeler, la première partie de notre expérimentation qui concerne les deux premières hypothèses énoncées cihaut, nous avons pensé à une autre expérimentation. Il est à noter que les résultats seront d’avantage traités dans la sectionUne cascade de données. Donc, nous avons cherché un moyen d’aller voir ce qui se passait au niveau du cerveau des personnes mise en isolement. Après quelques recherches, nous avons conclu que l’électroencéphalogramme serait un moyen très intéressant. Nous avons donc formulé l’hypothèse suivante : « Les électroencéphalogrammes des sujets mis en isolement seront semblables à une personne qui dort. » En conséquent, on s’attendait à obtenir un tracé comportant deux types d’ondes, soient des ondes alpha et bêta. Il est possible de voir ces tracés d’ondes à la figure 1.
Figure 1 Figure montrant des exemples d’ondes cérébrales durant une période de une seconde.
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Comment s’y prendre ? Tout d’abord, il faut savoir que nous avons dû effectuer deux expérimentations, soit celle dans le noir et celle avec l’électroencéphalogramme. Afin d’effectuer la première expérience nous avons dû sélectionner notre échantillonnage. Pour ce faire nous avons pigé – échantillonnage aléatoire – cinquante noms de personnes faisant partie du cégep. C’estàdire que nous avons pigé parmi la population étudiante, le corps enseignant, les administrateurs (trices) et tout le personnel technique. Étant donné l’étendue de notre échantillonnage, il a été très difficile de communiquer avec chacune des personnes pigées. C’est pour cette raison que la manipulation qui consiste à piger les noms a été l’une des plus difficile. De plus, puisque nous avons été incapable de communiquer avec les cinquante premières personnes pigées, nous avons été dans l’obligation de piger, une autre fois, trente noms. Au total, il nous a été possible de communiquer avec 37 personnes qui ont formé notre groupe expérimental pour la première expérience, l’isolement dans le noir. Cette expérience consistait à placer une personne dans une pièce sans son et sans lumière pendant une période de temps inconnue du cobaye. Le temps d’isolement était tiré au hasard et d’une durée de 10 à 20 minutes pour chaque personne. Afin de garder les cobayes dans le noir complet et sans aucune présence de son, nous avons utilisé des bouchons, un casque de sécurité muni d’écouteur – casque de foresterie – et un bandeau pour les yeux. Après leur séance d’isolement, nous leur demandions combien de temps avait duré l’expérience et aussi s’ils avaient des remarques sur ce qu’ils avaient vécu. Par ces commentaires, qui seront discutés dans la sectionUne cascade de données(voir tableau 2 et 3), nous avons constaté que les sujets se disaient très relaxés. Nous nous sommes donc questionnés sur la véracité de cette affirmation et c’est ce qui nous a mené à notre deuxième expérience. Dans cette deuxième partie, nous avions pensé qu’il serait intéressant de calculer l’activité cérébrale afin de voir si elle diminuait au cours de l’isolement dans le noir. Il est survenu, à ce moment, une seconde difficulté. En effet, le manque de temps s’est avéré très dérangeant. Par conséquent, nous avons effectué l’expérience à l’aide d’un électroencéphalogramme (EEG), appareil qui calcul l’activité électrique cérébrale, sur une seule personne et ce à deux reprises. L’expérience consistait à placer la personne dans les mêmes conditions que la première expérience et d’ajouter le branchement de l’EEG. Ce dernier se faisait à l’aide de trois électrodes qui étaient disposées comme suit : une sur le lobe frontal gauche, une seconde sur le droit ainsi que la troisième sur la partie inférieure de l’oreille. Cette dernière
Figure 2 Relevé d’EEG pris dans des conditions normales. servait seulement de référence, c’estàdire qu’elle était un zéro. L’expérimentation
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proprement dite était la suivante. Tout d’abord, un premier relevé était pris pendant vingt secondes, voir figure 2.
Figure 3 Relevé d’EEG pris au début de l’isolement.
1 seconde
Figure 4 Relevé d’EEG pris après 15 minutes d’isolement dans le noir et sans son.
Ce relevé a été pris dans des conditions normales, c’estàdire en présence de son et de lumière. Le second relevé était effectué tout de suite après l’isolement de la personne. C’estàdire qu’à la fermeture de la lumière, donc au début de l’isolement, un autre relevé était pris durant une même période de temps, voir figure 3. Par la suite, les autres relevés étaient pris à toutes les cinq minutes et ce pendant une période totale de 35 minutes lors du premier essai et de 30 minutes lors du deuxième essai, voir figure 4. Pour analyser les tracés obtenus, il s’agissait de compter le nombre de pics dans une seconde. Une cascade de données Dans cette section, il vous sera présenté les divers résultats que nous avons obtenus durant toute notre expérimentation. Tout d’abord, les résultats présentés dans les tableaux 2 et 3 ont été obtenus au cours de la première expérimentation, soit l’isolement dans le noir pour évaluer la perception du temps des sujets. Les colonnes qui feront l’objet d’une analyse sont la colonnedifférenceainsi que celle des remarques.
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Tableau 1 Tableau montrant les rythmes et le nombre de pics théoriques reliés à chacun
Sujets 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Sujets 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
Rythmes Bêta Alpha Thêta Delta
Nombre de Pics 1330 912 58 14
Tableau 2 Tableau représentant les résultats obtenus par les filles lors de la première expérienceTemps isolement Temps perçu Différence Remarques 17 15 2!Relaxant 13 10 3!Endormant ! 17 14 3 Images dans la tête !Bruits intenses après expérience 14 12 2 !Fait du bien 16 15 1 !Panique 13 20 +7 !Perte de contrôle des mouvements 16 15 1 14 15 +1 12 10 2 15 15 0 15 12 3 15 19 +4 13 8 5 13 12 1 18 15 3 12 11 1 12 15 +3 14 16 +2 18 16 2 14 20 +6 Tableau 3 Tableau représentant les résultats obtenus par les garçons lors de la première expérienceTemps isolement Temps perçu Différence Remarques 18 18 0!Relaxant 18 18 0!Endormant ! 16 14 2 Sauvé de tout !Bruits forts après expérience 17 16 1 15 15 0 12 13 +1 17 14 3 18 15 3 13 10 3 12 10 2 14 10 4 16 15 1 18 19 +1 12 12 0 13 15 +2 15 20 +5 16 14 2
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Le graphique de la figure 5 présent la moyenne et l’écart type de la colonne différence. Comme on peut observer, les incertitudes sont très grandes.
Figure 5 Graphique présentant la moyenne des différences en absolu et l’écart type de l’échantillonLa table ronde des résultats Dans cette section, nous ferons l’analyse des résultats que nous avons obtenus et aussi une critique de ceuxci. Premièrement, en comparant la colonne « différence » des tableaux 2 et 3 nous pouvons constater certaines différences. En effet, du côté des garçons nous pouvons noter quatre temps correctement évalués tandis que chez les filles, seulement une personne a réussite à donner le temps exact. Cela va dans le sens de notre hypothèse, pour notre échantillon, qu’il y aurait présence d’une horloge biologique interne dans chacun d’entre nous. De plus, les erreurs d’évaluations du côté des garçons varient très peu. C’estàdire d’environ une à trois minutes en général. Tandis que du côté des filles les fluctuations sont beaucoup plus marquées par la présence de différences notables de quatre, cinq six et même de sept minutes dans certains cas. Si nous rapportons cela à nos hypothèses, nous pouvons donc penser que notre seconde hypothèse à savoir les garçons ont une perception du temps plus aiguë que celles filles, pourrait être vraie. Maintenant que nous pouvons témoigner sous réserves notre hypothèse en lien avec notre population expérimentale, nous pensons qu’il serait intéressant de voir si cela va dans le même sens pour la population en générale. Alors, nous avons fait un graphique de la moyenne, en absolue, des différences accompagnées des écarts types de ceuxci. (voir figure 5) En analysant les données du graphique, nous pouvons constater que les écarts types sont très considérables. Alors, étant donné que les marges se confondent, une grande quantité de données s’englobent. Cela signifie que les résultats des garçons ne peuvent être jugés différents à ceux des filles puisqu’ils ne sont
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pas assez distinctifs. Donc, nous ne pouvons pas attester que nos résultats vont dans le sens de notre hypothèse pour ce qui est de la population en générale. Pour ce qui est de la seconde expérience avec l’EEG, on peut dire qu’il y a une baisse significative de l’activité cérébrale par l’étude des fréquences de chacun des relevés.(voir figure 2, 3 et 4) Cette baisse a été évaluée en comptant le nombre de pics dans une seconde. Nous sommes passés d’un nombre de 19 pics par seconde à 14,2 et cela en seulement 15 minutes. Cependant, nous ne pouvons affirmer que le relevé d’une personne en isolement sera semblable à celui d’une personne qui dort parce que la personne qui dort atteint, durant un moment de son sommeil, le rythme alpha. C’està dire qu’il aurait fallu compter entre neuf et treize pics par seconde. La fiabilité de nos résultats pourrait être accentuée par un plus grand échantillonnage lors de la première expérience. De plus, la prise d’un EEG sur chacun des cobayes mis en isolement aurait pu s’avérer plus significatif d’une population. Bien sûr, cela aurait été possible si nous aurions eu plus de temps et si la disponibilité des personnes contactées avait été plus grande. Ce que nous concluons ! Nous pouvons donc dire que le point fort de nos expériences étaient que même si les résultats obtenus lors de la première expérience n’étaient pas concluant, nous avons quand même pu en arriver à une deuxième expérimentation qui nous a permis de vérifier de nouvelles hypothèses. Cependant, pour l’expérience dans le noir, même si les résultats obtenus sont d’ordre qualitatif et ne semblent pas contredire nos hypothèses initiales, nous aurions dû faire un plus grand nombre d’expériences et les conduire avec plus de rigueur ainsi nous aurions pu améliorer la valeur statistique des différences observées. Ensuite, dans la deuxième expérience, nous pouvons penser que nous avons peutêtre trouvé une bonne méthode de relaxation. Reste à savoir si elle peut faire ses preuves comparativement à d’autres déjà connues. Aussi, nous pouvons classer notre projet comme original puisque quasiment aucune expérience n’avait été faite auparavant dans ces conditions. Donc, nous avons trouvé très peu de littérature à propos de ce sujet. Sur cette voie, nous avons dû bâtir nos hypothèses à partir de nos connaissances et de ce que nous pouvions observer autour de nous. Suggestions À la suite des résultats obtenus pour ce qui est des deux expériences, il est possible de faire quelques suggestions aux personnes qui auraient le désir de pratiquer des expérimentations dans le domaine de recherches dont traite l’article. Tout d’abord, refaire l’expérience sur la perception du temps afin de faire coller les résultats obtenus à la population du cégep pourrait s’avérer fort intéressant. Par la suite, un autre projet de recherche pouvant être pertinent serait de faire une étude sur la relaxation. Par exemple, évaluer, sur une plus longue période de temps, les conséquences, au niveau cérébral ou musculaire, d’un isolement sans son et sans lumière. Enfin, une autre expérience captivante serait d’analyser les différentes techniques de relaxation connues et de trouver
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la meilleure d’entre elles. De plus, cela nous donnerait les avantages et les inconvénients de chacune. Le plus gros des Merci !!! Bien que nous soyons à l’origine de cette expérience, il nous aurait été impossible d’atteindre les buts que nous nous étions fixés sans l’aide de personnes particulières. Tout d’abord, merci à monsieur Daniel Bhérer qui a eu la patience de nous montrer la subtilité des statistiques et à monsieur Laval Duchesne qui a su nous enseigner le fonctionnement de l’électroencéphalogramme et l’analyse des tracés obtenus. Un autre gros merci à toutes les personnes qui ont accepté de se prêter à notre expérience. Un remerciement à monsieur Bernard Vigneault qui nous a aidé à nous trouver un local afin de pratiquer nos expérimentations. Enfin, un dernier gros remerciement à madame Céline Matte qui nous a supporté durant toute la durée de nos expérimentations et qui nous a déniché du matériel spécifique. Donc, encore une fois, merci à tous ces gens. Médiagraphie !Cermakian N., SassoneCorsi P., 2001. Rythmes biologiques :les secrets d’une horloge. La Recherche # 338, p. 3842. !Québec Science volume 22 # 5, p.De Agostini M., 1984., Le cerveau atil un sexe? 4244. !Psychologies # 5, p. 5456.Kelle A., 1983., Respectez vos rythmes vitaux. !Pour laMorrison A., 1983., Une fenêtre ouverte sur le cerveau pendant le sommeil. science # 68, p. 5059.
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