Réaction aux stimuli

Expérience ExAO, observer les différences de réaction entre un stimulus visuel et auditif

Problème et Hypothèse

On se demandait s’il y avait une véritable différence dans le temps de réaction en fonction du stimulus utilisé pour obtenir une réaction. On sait qu'un stimulus ne prend pas le même temps pour arriver au système nerveux central afin d’être traité en fonction d’où le stimulus à été détecté: le signal d’un stimulus qui a été détecté sur le bout d’un doigt de pied mettra plus de temps à arriver au cerveau qu’un stimulus qui active des neurones dans le cou. On a donc décidé de se focaliser sur la différence entre les stimuli visuels et auditifs, tous deux des stimuli reçus à une distance plus ou moins égale au cerveau. Le temps entre le moment où le cerveau reçoit l'information et le moment où un stimulus auditif a été détecté devrait être négligeable comparé à celui d'un stimulus visuel.

Est-ce que le temps de réaction varie-t-il entre ces deux différents stimuli?

On suppose qu’on réagit plus vite à un stimulus visuel étant donné que les ondes électro-magnétiques se déplacent beaucoup plus vite que les ondes sonores. Donc, si un stimulus visuel est converti en potentiel d’action aussi rapidement qu’un stimulus auditif et que ces deux stimuli prennent autant de temps pour arriver au cerveau pour être traités, on devrait observer ce qu’on a supposé.

Protocole Expérimental

Pour mesurer la différence dans le temps de réaction entre un stimulus visuel et un stimulus auditif, nous avons utilisé le programme “ExAo”. Ce test consiste à mesurer la vitesse qu’une personne prend pour réagir et fléchir le mollet après un stimulus. Dans ce cas, le stimulus est un marteau qu’on tape sur un bureau. Lorsque le marteau rentre en contact avec le bureau, le chronomètre démarre et le programme commence à enregistrer ce que les électrodes placées sur le tibia mesurent. Lors d’une contraction, les électrodes vont mesurer une augmentation dans le potentiel de membrane du mollet. Les sujets testés devront donc fléchir leur mollet lorsqu’ils entendent ou voient le marteau taper sur le bureau en fonction de si on mesure le temps de réaction auditif ou visuel.

Nous avons testé quatre individus et chacun a fait cinq tests auditifs et cinq tests visuels.

Résultats

Malheureusement, à cause de problèmes techniques, nous avons seulement pu avoir des résultats concluants pour un individu. Le reste du temps, les électrodes n'enregistraient rien où donnaient des valeurs très surprenantes que nous n’avons pas pu analyser.

Conclusion

Étant donné que nous avons pu seulement obtenir des résultats des temps de réaction d’une seule personne, nous n’avons donc pas pu écrire une conclusion plausible. D’après le seul résultat obtenu, il semblerait que le temps de réaction visuelle soit plus rapide comme nous l’avons supposé dans notre hypothèse.

EXPÉRIENCE SUR SITE: VISUEL VS AUDITIF

Après trois séances de TPE avec peu de succès en utilisant le logiciel ExAo et les électrodes, nous avons donc décidé de programmer nous-même un test pour mesurer le temps de réaction visuel et auditif d’individus.

Problème et Hypothèse

Le même problème se pose toujours. Nous ne pouvons toujours pas affirmer que l’on réagit à un stimulus visuel plus rapidement qu’à un stimulus auditif, même si notre première expérience semble supporter cette idée: elle nous a pas provisionné avec assez de résultats.

Est-ce que le temps de réaction varie-t-il donc entre ces deux différents stimuli?

On suppose toujours que le temps de réaction à un stimulus auditif sera plus long que le temps de réaction à un stimulus visuel. De plus, notre première expérience semble supporter cet avis.

Protocole Expérimental

On a programmé un site pour tester le temps de réaction auditif et visuel. Lorsque l’on arrive sur la page du test, il suffit de cliquer sur la page pour commencer le teste et en fonction de si on test le temps de réaction à un stimulus auditif ou visuel un son va être joué ou sinon l’écran va changer de couleur dans un intervalle de temps indéfini entre une et cinq secondes. Lorsque le bruit est joué ou l’écran change de couleur, la personne testée doit cliquer sur l'écran le plus vite possible et le programme va enregistrer le temps que l'utilisateur a pris pour réagir au stimulus. Une fois que la personne testée a réagi cinq fois à un stimulus, celle-ci peut soumettre ses résultats à notre serveur pour qu’on puisse les enregistrer dans une base de données. Une fois le site fait, on a partagé le lien pour avoir le plus de résultats possible. On a obtenu un total de 8 résultats de temps de réaction auditifs et visuels.

Résultats

Après avoir fait la moyenne des 8 résultats obtenus, nous trouvons qu’en moyenne, on réagit plus rapidement à un stimulus auditif qu’à un stimulus visuel. Le temps de réaction moyen à un stimulus visuel est de 328ms alors que le temps de réaction à un stimulus auditif est de 279ms en moyenne.

Conclusion

Contrairement à ce qu’on avait supposé, la tendance est qu’on réagit plus rapidement à un stimulus auditif qu’à un stimulus visuel. Le corps réagit donc plus rapidement à un stimulus auditif que visuel. Ceci explique pourquoi un conducteur réagit plus souvent à un klaxon plus rapidement qu’à un appel de phares. En effet, afin d’éviter un accident, il serait favorable d’utiliser le klaxon que les appels de phares.

Quand-est-ce que le temps de réaction auditif devient-t-il plus lent que le temps de réaction visuel

Notre temps de réaction face à un stimulus auditif est bien plus rapides dans des conditions contrôlées et théoriques, comme face à un ordinateur. Ceci dit, la distance à laquelle le point d’origine du stimulus se trouve joue un rôle non négligeable vis-à-vis de notre temps de réaction. En effet, la vitesse à laquelle se déplacent les stimuli visuels et auditifs ont un impact concret lorsque leur distance relatif à un individu croît:

temps en lequelle nous réagissons à un stimulus = temps que le stimulus arrive aux capteurs du corps (t_(son) ou t_(lumière)) + notre temps de réaction (t_{(réaction audio)} ou t_{(réaction visuel)})
$$\begin{gathered} t_{\left(\mathrm{son}\right)}=\frac{d}{v_{\left(son\right)}}=\frac{d}{340} s \\ {t}_{\left(\mathrm{lumière}\right)}=\frac{d}{c}=\frac{d}{3·{10}^8} s \end{gathered}$$
D'aprés les résultats de notre experience, on a:
$$\begin{gathered} t_{(\mathrm{réaction} \mathrm{audio})}=0,279 s \\ {t}_{(\mathrm{réaction} \mathrm{visuel})}=0,328 s \end{gathered}$$

$$\begin{gathered} temps de réaction audio > temps de réaction visuel \\ \iff t_{\left(son\right)}+t_{(réaction audio)}>t_{\left(lumière\right)}+t_{(réaction visuel)} \\ \iff \frac{d}{340}+0,279>\frac{d}{3\times {10}^8}+0,328 \\ \iff \frac{d}{340}-\frac{d}{3·{10}^8}>0,049 \\ \iff \frac{3·{10}^{8}d-340d}{1020·{10}^8}>0,049 \\ \iff 3·{10}^{8}d-340d>4,998·{10}^9 \\ \iff (3·{10}^8-3400)d>4,998·{10}^9 \\ \iff d>\frac{4,998·{10}^9}{3·{10}^8-340} \\ \iff d>16,66m \end{gathered}$$

En mettant en oeuvre nos résultats, ces calculs montrent qu’à une distance de 16.6 mètres, nous réagissons plus vite à la lumière qu’au son. Dans la voiture, il serait donc plus juste de lancer un appel de phare lorsqu’une voiture se trouve à une vingtaine de mètres ou plus. Ceci dit, nos calculs restent très approximatifs." with "Ceci dit, les valeurs que nous avons choisit restent aproximatives puisque chaque personne à un temps de réaction différent. Comment pouvont nous expliquer cela?