Recherches sur la sensibilité tactile digitale par stimulation électrique du nerf cutané - article ; n°1 ; vol.39, pg 89-135

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.
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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