L'année psychologique - Année 1938 - Volume 39 - Numéro 1 - Pages 89-135 47 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.
Henri Piéron J. Segal III. Recherches sur la sensibilité tactile digitale par stimulation électrique du nerf cutané In: L'année psychologique. 1938 vol. 39. pp. 89-135. Citer ce document / Cite this document : Piéron Henri, Segal J. III. Recherches sur la sensibilité tactile digitale par stimulation électrique du nerf cutané. In: L'année psychologique. 1938 vol. 39. pp. 89-135. doi : 10.3406/psy.1938.5625 http://www.persee.fr/web/revues/home/prescript/article/psy_0003-5033_1938_num_39_1_5625III RECHERCHES SUR LA SENSIBILIT TACTILE DIGITALE PAR STIMULATION LECTRIQUE DU NERF CUTAN Par PI RON et SEGAL INTRODUCTION La stimulation électrique si elle dans la nature un caractère exceptionnel se montre efficace pour excitation de tous les appareils nerveux Appliquée la peau elle engendre des sensations qui ont un caractère spécial du une inter vention complexe de divers récepteurs sans on puisse envisager de spécificité réceptrice et avec des differences notables suivant la nature du stimulus décharges de conden sateur courant alternatif courant continu etc.) avait cherché systématiser Le Dantec et aussi suivant les électrodes des électrodes liquides agissant électivement sur des sensibilités profondes après Martin Porter et Nice) Avec des intermittences de courant galvanique des appli cations de courant alternatif des décharges rythmées de condensateurs on éprouve des impressions qui ont une analo gie nette avec les sensations vibratoires dues des excitations mécaniques et de même que on cherché une aide la compréhension du langage chez les sourds au moyen du tact par amplification des vibrations mécaniques du langage en particulier la suite des travaux de Gault on dans le même but utilisé les variations électriques microphoniques amplifiées et appliquées aux doigts par appel au sens electro- tactile Lindner) qui aurait par action de courants alterna tifs une sensibilité différentielle plus fine aux variations de fréquence après Monje1 au lieu de 11 12 au Sur la muqueuse buccale Schaffrath obtient un seuil différentiel de fréquence de avec un plafond 200 p;sec. et Wollmann trouve/pour 90 MOIRES ORIGINAUX tact et intensité environ après Schobel et pouvant abaisser ou entre 100 et 400 p:sec.) un optimum de fréquence analogue autour de 200 mais une marge de fréquences encore plus élevée allant 12.000 p:sec.) et en revanche une marge intensités plus étroite la douleur apparaissant déjà au quadruple de intensité liminaire) Le même optimum de fréquence est constaté avec courant alternatif transmis aux doigts par des électrodes de mm de diamètre au cours des recherches de Gilmer 256 p:sec.) qui comparé les vibrations mécaniques un haut-parleur électromagnétique actionné par un audio-oscillateur de 12.500 p:sec. avec les variations électriques amplifiées de ce même oscillateur et transmises par une aiguille formant élec trode trouvant en agissant sur les mêmes points cutanés points ctiles les impressions engendrées étaient hien des sensations vibratoires identiques excitation autres points pouvant donner des sensations de piqûre ou de brûlure la comparaison était valable 2.000 p:sec la sensation vibratoire mécanique faisant place après lui une continue de pression au delà de 2.600 p:sec.) Autrefois déjà Von Frey puis Drechsel avaient noté que des courants rectangulaires une demi-seconde engendraient silivani les points une sensation vibratoire ou bien de fourmille ment de piqûre ou de brûlure Quand les doigts plongent dans eau où est amené le courant comme dans les expériences de Monje la stimulation par le courant alternatif sinusoïdal agit sur divers récepteurs et on per oit avec la vibration au même rythme du picotement du fourmillement de nature algique la fréquence apparente croît 200 par seconde et au delà resterait inchangée après Monje1 La fréquence apparente changerait ailleurs aussi avec intensité fréquence stimulatrice constante Dans des excitations par choc unique on déterminé des chronaxies des récepteurs cutanés une chronaxie de choc tactile sur laquelle les données des divers auteurs accordent bien2 et des chronaxies douloureuses plus longues pius les battements engendrés par courants alternatifs de fréquence différente une discrimination cutanée atteignant une valeur relative de existence de ce plafond en désaccord avec les assertions de Lindner expliquerait par la phase réfractaire fixée par Auster comparant des -stimulations uniques ou couplées 04-07 msec BOURGUIGNON suivant les territoires trouve 020 036 et 044 PI RON ET SEGAL LA SENSIBILIT TACTILE DIGITALE 91 variables et qui paraissent bien correspondre des systèmes hétérogènes piqûre brûlure Jamais on réussi provoquer par ce moyen une sensation spécifique de chaleur mais seule ment de brûlure douloureuse dont indépendance vis-à-vis des sensations thermiques ne peut faire de doute) que certains auteurs ont assimilée tort la sensation thermique Les auteurs accordent en général Daiïenbach admettre on ne peut pas non plus provoquer de sensations de froid Schriever et Hegemann toutefois disent avoir obtenu des sensations cutanées de froid par des décharges de condensa teur en établissant même leurs lois de sommation passant un potentiel liminaire de 70 avec un seul stimulus 43 avec 30 avec et 25 avec 10 stimuli séparés par un intervalle constant un douzième de seconde tandis que pour les sensations douloureuses la variation du potentiel liminaire est comprise entre 45 pour stimulus et 25 pour ou pour 10) En étudiant ainsi les lois de sommation des systèmes récepteurs itératifs ces auteurs ont signalé que la sensation tactile engendrée par un choc unique appartenait pas ces systèmes itératifs aucun abaissement de voltage liminaire ne pouvant être obtenu par répétition des chocs de condensateur résultat qui nous le verrons ne accorde pas avec les don nées que nous avons obtenues) En contradiction avec cette assertion on observe bien que pour la sensation vibratoire due des stimulations élec triques répétées le seuil devient moindre quand la durée de stimulation croît Peut-il agir une différence due intervention de récepteurs différents Quand on agit sur la peau avec des récepteurs superficiels et profonds avec des troncs nerveux sous-cutanés des branches vasculaires on ne sait évidemment pas très bien quel niveau agit la stimulation électrique Ebbecke essayé de différencier dans excitation apportée par des mèches 072 msec pour le choc tactile et des valeurs fois plus fortes pour le fourmillement 10 fois plus pour la chaleur brûlante WALTHARD et WEBER indiquent 009 039 les points ctiles 027 060 pour la douleur SCHRIEVER obtient 020 environ pour le tact ou fois plus pour la douleur claire et fois plus pour la douleur sourde DALLEN- BACH indique 010 030 et chez une série de sujets normaux des valeurs comprises entre 005 et 092 msec et le double pour la douleur) MEMOIRES ORIGINAUX 92 imbibées la peau au moyen du courant galvanique celle des troncs nerveux donnant des sensations projetées dis tance celles des terminaisons au point de contact de élec trode et celles indirectement provoquées par des modifications cutanées libérations ions et OH engendrant le chatouille ment la démangeaison la brûlure) La possibilité exciter des troncs nerveux est particulière ment intéressante car elle élimine tout autre mécanisme que celui de action du courant sur les fibres conformément aux méthodes classiques de électrophysiologie expérimentale en rempla ant le critère de la contraction musculaire par celui de la sensation éprouvée sensation localisée au point affleurement des terminaisons périphériques de la fibre afférente est dans cette direction ont été engagées nos recher ches suscitées par les problèmes que pose la sensibilité vibra toire étudiés par un de nous Piéron) Les données obtenues dans excitation électrique directe des nerfs sensitifs sont encore peu nombreuses et ont porté en général que sur les impressions douloureuses ainsi provo quées déterminations de chronaxie par Opitz étude du processus de sommation par Haimann et Schenk et par Hauck et Neuert sous la direction Achelis) On recherché pour des stimulations uniques ou couplées avec des sensations souvent mal définies la durée de la phase réfractaire du nerf sensitif 17 msec pour la phase absolue et 35 pour la phase relative après Golia et Antonovitch sur le nerf cubital 07 pour la phase absolue qui compren drait une période initiale relative après Gattner) Et la répétitivité serait perceptible après Heinbecker Bishop et Leary un peu plus -de 30 sec avec fusion uniformisée déjà 60) ce qui contraste avec les don nées sur excitation cutanée1 La question méritait être systématiquement étudiée est ce que nous avons tenté de faire Il est vrai que BLOCH dans excitation électrique de la peau comparée excitation mécanique avait autrefois en 1877 trouvé que la fusion en un point correspondait des stimulations séparées par 33 m:sec et 45 avec stimulations mécaniques) et se réalisait encore en agissant sur deux doigts différents des rythmes de 40 80 p:sec.) RON ET SEGAL LA SENSIBILIT TACTILE DIGITALE 93 PI THODE ET TECHNIQUE DE RECHERCHE Après divers tâtonnements relatifs des stimulations électriques de plusieurs branches nerveuses nous avons choisi un rameau terminal uniquement sensitif et accessible une région où on ne risque plus exciter des muscles et de provoquer des contractions avec leurs répercussions sensitives la base de la première phalange du médius en tâtonnant latéralement avec une électrode de Bourguignon on arrive déterminer un point où les stimulations un rameau superfi ciel sur le territoire du médian provoquent des sensations de choc tactile au niveau de la 2e phalange dans une région latérale près de articulation proximale Avec des décharges de condensateur assez brèves on ne provoque impression douloureuse que sous des voltages assez élevés au triple environ du voltage liminaire quand la durée de décharge est égale la chronaxie Nous avons donc utilisé systématique ment en général des durées de décharge égales la chronaxie déterminée chaque fois au préalable ce qui nous permis obtenir des sensations exclusivement ctiles pour une marge assez grande relativement des intensités de stimula tion En utilisant ainsi des décharges de condensateurs il était possible de réaliser des stimulations multiples de durée définie en réglant leur nombre et leur intervalle grâce un dispositif contacteur constitué par un cylindre tournant Pour réaliser les voltages élevés nécessaires atteignant plusieurs centaines de volts nous avons dû nous servir de piles sèches avec réglage direct des tensions par le jeu des fiches échelons de 15 volt Un potentiomètre faible résistance aurait vite mis les piles hors service et une grande rendu trop lente la charge des condensateurs qui devait être très rapidement effectuée Toutefois un potentiomètre de faible résistance été quelquefois utilisé pour une stimulation additive dans la mesure des seuils différentiels Le dispositif de stimulation est conforme au schéma classique Circuii de décharge Le condensateur variable de la fig est branché successivement sur la pile et sur le circuit de décharge qui comporte une résistance de 25.000 ohms en série avec le sujet une autre de 7.000 ohms en parallèle avec lui et une troisième de 18.000 ohms en série avec le condensa teur Dans ces conditions 0001 correspond une durée de décharge environ 0009 msec Pour déterminer la rhéobase 94 MEMOIRES ORIGINAUX on court-circuitait au moyen du manipulateur Avec le manipulateur on pouvait brancher volonté dans le circuit une pile apportant un voltage supplémentaire déterminé quand on faisait varier intensité de stimula tion au cours des chocs consé cutifs et dans certains cas un potentiomètre faible ré sistance pouvait être bran ché en Pg) Au cours expériences relatives au masquage une stimulation faible par plus forte un relais automatique assez lent était substitué au manipula teur MZ pour assurer le chan gement de voltage du circuit Bêlais de commande Normalement les stimula tions étaient assurées par des contacts au niveau du re lais Ri spécialement construit sur le type des signaux de Despréz et capable de suivre des fréquences intermit tences élevant 400 par seconde grâce sa très faible inertie et absence cJLo -1.1 de fréquence propre ce qui L9 w.-é permettait au moyen du contacteur imposer de& rythmes de stimulations brè ves définis en nombre et en fréquence Coniacieur Le contac- teur consistait en un cylindre métallique recouvert un papier calque dans lequel étaient découpées des ouvertures formant des séries linéaires paral lèles de nombre et intervalle déterminés Un balai frottant sur la surface et fermant un circuit au passage de chaque ouverture une série au niveau de laquelle ET SEGAL LA SENSIBILIT TACTILE DIGITALE 95 PIERON il était placé sur son support permettait envoi des déch-arges de condensateurs Le circuit commandant le relais compor tait un accumulateur le balai la masse du cylindre et le bobinage du relais La durée exacte du contact assurant par la man uvre du relais la décharge du condensateur avait pas importance Dans intervalle de deux contacts le condensateur était rechargé En pla ant sur support côte côte trois balais -83 By chacun devant une série de perforations du papier du cylindre on pouvait par le jeu du commutateur Corn changer la série des stimulations comparer par exemple choc unique et chocs ou chocs séparés par un certain intervalle et chocs sem blables séparés par un intervalle plus petit ou plus grand etc Dispositif des temps de réaction Pour la mesure des temps de réaction le balai en réalisant le contact par ouver ture du papier commandait outre le relais Bi retour spon tané commandé par un ressort) un relais Fî déclenchement spontanément irréversible et branchant un chronoscope de Hipp sur le circuit de accumulateur la marche de ai guille dont le départ était déclenché dès la commande du relais par accumulateur Ai avant la constitution du circuit de était assurée ee que le sujet réalisât arrêt par sa réaction en interrompant le circuit par jeu du manipula teur Ms pressant sur le bouton une clef de Morse) provo quant en outre le retour du relais en position de départ et prêt ainsi pour une nouvelle mesure de temps de réaction lectrodes Les électrodes du type impolarisable zinc- sulfate de zinc comportaient une anode indifférente constituée par une large plaque de zinc entourant le poignet avec inter posé du coton imbibé de la solution de sulfate de zinc une bande élastique maintenant la plaque et une cathode active spécialement construite pour application sur le doigt médius gauche face externe celle-ci était faite un petit bloc cylin drique ébonite avec noyau de zinc et dans une cavité rejoignant le noyau un bouchon de coton imbibé la face du bloc assez large épousant la forme du doigt mais la partie active de électrode restait limitée une surface de petit diamètre environ mm.) Avec fixation par un élastique tenseur une telle électrode reste bien en place même au cours des mouvements du doigt Le dessèchement est très lent et nous avons souvent pu opé rer pendant plus une heure sans avoir toucher électrode 96 MEMOIRES ORIGINAUX Le sujet était placé dans une pièce et expérimentateur dans une autre les manipulations ne pouvaient être vues et les mesures de temps de réaction il ne pouvait avoir influence du déclic du chronoscope de Hipp qui était pas entendu Une signalisation lumineuse permettait les communica tions entre expérimentateur et sujet II CHRONAXIE DES FIBRES DE SENSIBILIT TACTILE Au seuil absolu pour des passages rectangulaires de cou rant assez longue durée on obtient des sensations ctiles état pur projetées dans la deuxième phalange du médius pour une stimulation latérale de la base de la première pha lange en un point obtenu par tâtonnements et qui se montre électif pour excitation efficace de la branche superficielle cutanée du médian innervant le doigt En prenant le voltage double de cette rhéobase on obtient en millièmes de microfarad la capacité du condensateur per mettant atteindre le seuil de la sensation de choc tactile Voici traduites en durée efficace de la décharge les valeurs moyennes des chronaxies ainsi obtenues au cours des expériences effectuées sur 14 sujets 96 déterminations) Nombre Voltage Chronaxie de mesures rhéobasique Sujets msec. 107 0477 II 121 0450 43 III 0414 IV 64 0350 23 94 0313 VI 87 0270 VII 77 0234 VIII 84 0230 58 0225 IX x... 38 0174 XI .. 15 39 0154 XII 11 65 0120 XIII .. 72 0110 0092 XIV 57 96 72 0258 Moyenne La valeur médiane serait de 0232 msec La chronaxique été prise dans chaque expérience comme durée de la stimulation exercée III CAPACIT DE SOMMATION efficacité un choc unique de condensateur sur les nbres du rameau sensitif implique une réception ne nécessitant PI RON ET SEGAL LA SENSIBILIT TACTILE DIGITALE 97 pas de mécanisme itératif un influx unique se trouvant nor malement déclenché par le choc dans les fibres myélinisées Toutefois inverse des résultats de Schriever dans exci tation cutanée) il un processus incontestable de som mation Nous avons déterminé les voltages liminaires pour deux chocs et pour un choc unique de durée chronaxique) en faisant varier intervalle des chocs On alternait chaque fois le choc unique et le double choc Voici les valeurs moyennes de voltage liminaire obtenues chez six sujets par cette méthode 080 040 016 008 004 002 001 Intervalle sec. choc 128 114 111 117 97 1135 1135 Sujets 1115 1275 1125 945 1095 108 885 955 108 1155 147 1485 145 89 915 102 1135 1415 144 143 152 161 1515 1585 157 1625 1855 1515 158 149 1545 1535 1545 1715 1135 112 133 1275 1275 1245 123 1075 105 125 1105 110 965 96 160 1615 169 1695 169 168 1605 1535 1665 162 1655 165 745 75 94 76 96 955 76 73 74 93 92 865 choc 1196 11975 1246 1302 13225 13725 1484 Moyenne 1154 1212 1243 12615 1186 1261 1283 10 435 34 59 61 1115 101 Différence absolue 45 083 36 27 46 81 73 La limite de intervalle compatible avec un effet additif peut être placée aux environs de 08 sec. certainement au delà de 04 allure de la variation avec intervalle de la différence relative des voltages liminaires montre que aux envi- rons de 10 msec effet additif croît quand intervalle dimi nue mais on trouve chez tous les sujets des irrégularités qui semblent indiquer que certains intervalles peuvent être plus favorables que autres Il faudrait beaucoup plus de déterminations et un bien plus grand nombre de valeurs des intervalles pour préciser ce point Chez certains sujets la détermination été faite du seuil au choc unique et ensuite au double choc pour des intervalles décroissants puis croissants en terminant nouveau par le choc unique Il une tendance générale élévation pro- ANN PSYCHOLOGIQUE XXXDE
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