Variation de Réaction

Nous avons vu comment la nature des stimulus peut influencer le temps de réaction. Sa variation d’individu en individu peut-elle être la conséquence de facteurs de l’environnement, ou de différences entre les individus?

Facteurs influents de l’environnement

Drogues agissant sur corps/cerveau

L’expérience ci-dessus avait comme facteur influent le café. Le café est considéré comme une drogue psychoactive notamment grâce à sa composante, la caféine. On remarque que sans le café, la réaction face à un stimulus visuel est de l'ordre de 305ms. Après une tasse de café et 20 minutes d’attente, le temps de réaction diminue à 250ms. Après 40 minutes d’attente, le temps de réaction connaît une très faible augmentation, et est à 255ms. Comment expliquer cette différence nette? Les drogues ci-dessous sont toutes des drogues psychoactives avec des effets conséquents sur le temps de réaction

1. Caféine

   En testant le temps de réaction, on a trouvé une moyenne de 0,305ms sans avoir but du café. Or, environ 40 minutes après en avoir but, cette moyenne est descendue à 0,255 ms. Notre corps produit une molécule adénosine, un neuromodulateur, qui se rattache au récepteur à l’adénosine sur le neurone post-synaptique afin de diminuer l’activité nerveuse, et nous rend ensommeillé. Lorsque nous buvons du café, la caféine qui s’y trouve va se rattacher à ce récepteur sans diminuer l’activité nerveuse. On dit que la caféine est un antagoniste de se récepteur. Une quantité moindre d’adénosine pourront alors se fixer sur les récepteurs, ce qui limitera la somnolence, et causera une augmentation de l’activité nerveuse. La caféine stimule également la production de l’adrénaline. L’hyperactivité des neurones fait croire au cerveau qu’un danger est présent, et la glande hypophyse va relâcher l’adrénaline. Cette hormone va dilater les pupilles, augmenter le rythme cardiaque, apporter plus de sang aux muscles, relâcher du sucre dans la circulation sanguine, et crisper les muscles, afin de préparer le corps à réagir rapidement.

2. Cocaïne

   Lorsqu’un neurone relâche des neurotransmetteurs, il va les récupérer grâce à des transporteurs de neurotransmetteurs. La cocaïne agit en bloquant les transporteurs de dopamine et de noradrénaline. Ainsi, une augmentation dans la concentration de dopamine ou de noradrénaline est observée dans la synapse, ce qui amplifie leurs effets. La dopamine est associée au plaisir, mais également au mouvement et à l’attention, tandis que la noradrénaline module l’attention et amplifie la perception et les stimuli externes. L’augmentation de concentration de ces deux neurotransmetteurs amplifie leurs effets, ce qui explique pourquoi, à petites doses, la cocaïne améliore le temps de réaction.

3. Alcool

   L’alcool prend peu de temps pour atteindre le cerveau, car une fois dans l’estomac, il rentre directement dans les vaisseaux sanguins. L’alcool est un dépresseurs, c’est-à-dire il a un effet sédatif sur le système nerveux. Il cible, entre autre, les synapses à GABA, un neurotransmetteur inhibiteur. Sans alcool, une synapse à GABA va relâcher le neurotransmetteur, ce qui ouvrira des récepteurs au GABA sur le neurone post-synaptique. Des ions chlorure pourront alors traverser les canaux, et leur charge négative auront un effet inhibiteur sur le neurone. Après consommation, des molécules d’alcools vont rejoindre le GABA, et amplifier le phénomène, en laissant passer plus d’ions chlores. Ainsi, l’alcool est un dépresseurs, car il inhibe les neurones. L’alcool peut traverser des barrières hémato-encéphalique, et donc atteindre les neurones du cerveau, en particulier le cerebellum. Cette partie du cerveau contrôle le cortex moteur du corps, ce qui perturbe nos mouvements et augmente notre temps de réaction. L’effet sédatif de l’alcool sur l’activité cérébrale serait la cause de l’augmentation du temps de réaction.

4. Cannabis

   L’anandamide est une molécule qui se lie naturellement à des récepteurs cannaibinoïdes situés sur les neurones, et régule, entre autre, notre cognition. Le principe actif du cannabis, le Δ9 - tétrahydrocannabinol ou THC, se lie à ce récepteur et perturbe la cognition. En se liant au récepteur cannabinoïde, il diminue l’activité de protéine au sein du neurone, notamment AMPc qui ne peux plus ouvrir correctement les canaux ioniques. Ces perturbations empêchent le neurone de libérer autant de neurotransmetteurs qu’en temps normal, et l’activité cérébrale en est ralenti. D’une manière similaire à l’alcool, le cannabis va donc ralentir le temps de réaction.

   Nous pouvons distinguer deux catégories de drogues qui ont un effet conséquent sur le temps de réaction, les dépresseurs du système nerveux central (entre autres, l'alcool et le cannabis), et les stimulants du système nerveux central (entre autres, la caféine et la cocaïne). Les dépresseurs vont ralentir l’activité cérébrale et nerveuse du corps, et par conséquent ralentir le temps de réaction. Les stimulants feront en sorte que le système nerveux travaille plus intensément. La communication entre neurones se fait plus rapidement, ce qui, à petites doses peut améliorer le temps réaction. Ceci dit, à grande dose, les effets néfastes des stimulants peuvent perturber la cognition, ce qui brouille la diminution du temps de réaction. Les stimulants et dépresseurs donnent à l’utilisateur une sensation de confiance, cependant ceci n’est qu’une illusion, car dans la plupart des cas, elles peuvent brouiller leur cognition et leurs capacités motrices.

   Si vous voulez en savoir plus sur le fonctionnement des synapses, et leur inhibition ou excitation, cliquez ici.

Sur la route, il ne faut surtout pas prendre de drogues. Les dépresseurs en particuliers vont inhiber l’activité des neurones, ce qui mène à des temps de réaction moins rapides. Dans une situation ou chaque milliseconde compte, comme les instants avant un accident, les dépresseurs peuvent empêcher le conducteur de réagir à temps. De plus, même si les stimulants apportent une sensation d’euphorie et de confiance, leurs effets néfastes sur l’activité motrices et la perception des stimulus visuels et auditifs provoque l’impulsivité et la prise de risque. C’est estimé qu’un personne qui a bu de l’acool a 8.5 fois plus de risque d’être dans un accident mortel

Perturbateurs sonores (musique)

Les données récoltées après les nombreux tests ont permis de comprendre l’influence d’un perturbateur auditif, dans ce cas la musique, sur notre temps de réaction.

Écouter de la musique libère des hormones ainsi que des endorphines qui eux-mêmes créent des réactions différentes. Les endorphines peuvent provoquer de l’émotion et une augmentation du rythme cardiaque. Une scientifique, June Kaminski, a publié un article expliquant que ces réactions permettaient d’être plus concentrées lorsque on accomplissait une tâche. Or, un autre scientifique Edward Mjoen a déterminé que la musique augmentait le temps de réaction.

On a testé le temps de réaction de plusieurs personnes en deux étapes: la première fois, la personne testée était en silence mais la deuxième fois elle écoutait de la musique. On a trouvé qu’en moyenne, lors du test silencieux, le temps de réaction était de 0,296 ms. Or, lors du test avec la musique, cette moyenne était de 0,322 ms. Ces deux données montrent que la musique a bien une influence sur le temps de réaction en provoquant un temps de réaction plus lent.

En 2000,Susan Strick a effectué une étude où elle se focalisait sur le temps de réaction de dix jeunes conductrices en écoutant de la musique et un autre groupe qui n’écoutait pas de musique. Elle a trouvé une différence de 0,12 seconde entre la moyenne des temps de réaction des deux groupes qui ne semble pas être une très grande différence, mais sur la route, c’est la différence entre un accident ou non.

La focalisation de notre attention ainsi que le traitement de l’information est limité. De plus, lorsque l’on change notre focalisation notre cerveau prend plus de temps pour s’adapter. Il est aussi plus compliqué pour le cerveau de se concentrer sur deux choses à la fois ce qui explique l’influence négative de la musique sur le temps de réaction. Le temps de réaction sera donc plus lent si le cerveau doit traiter des informations qui ne sont pas pertinentes afin de recevoir ou traiter le stimulus pour une réaction.

Sauf quelque exceptions, notre capacité d’accomplir plusieurs tâches en même temps nous ralentit et donc augmente notre temps de réaction. Que ce soit des perturbateurs auditifs ou visuels, dans les deux cas, ils vont augmenter notre temps de réaction. C’est pour cela que afin d’être en sécurité sur la route il faut éviter d’écouter de la musique et seulement se concentrer sur la route.

Les effets de la fatigue

En testant un temps de réaction avant de s'endormir la moyenne est de 0.241 et en temps normal la moyenne de réaction est de 0.219.

La fatigue est un sentiment que l’organisme (principalement les muscles) envoie au cerveau pour lui dire de ralentir. Dans le cas d’une fatigue musculaire, ce sont les lactates, produits de dégradation des sucres, que le muscle en action consomme, qui peuvent augmenter dans le sang et fournir le message.

Il existe aussi la fatigue intellectuelle dont les mécanismes sont moins bien connus. Les symptômes de la fatigue intellectuelle ressemblent aux symptômes d’un manque de sommeil. Le fait d’éprouver de la fatigue au niveau biologique empêche la synapse, de faire une liaison afin d’effectuer une tâche correctement . Le système nerveux va dont travailler au ralenti durant la fatigue.

La fatigue sur le système nerveux aura également pour effet un manque de concentration et de réflexion. Les facultés du sujet seront donc perturbées et pas aussi bonnes que l’habitude. Il sera moins attentif à la chose qu’il est en train de faire. Pour un bon fonctionnement du système nerveux, il doit être bien oxygéné et bien irrigué (ce qui apporte l’oxygène grâce au sang), cependant dans le cas de la fatigue, il est moins irrigué et manque donc d’oxygène ce qui va affaiblir les efforts et ainsi avoir pour effet sur le corps humain le manque d’énergie. Les informations qui vont arriver au système nerveux ne seront pas traitées correctement si le sujet ressent une fatigue même si elle est due à un simple manque de sommeil. C’est donc pour cette raison qu’il est important de ne pas conduire en étant fatigué.

En testant notre temps de réaction, avant de partir à un entraînement de basket, la moyenne était de 0,296ms. Or, en revenant après un entraînement de 1h30, cette moyenne est montée à 0,322 ms. On voit donc une augmentation du temps de réaction lorsque l’on est fatigué.

Différences entre individus

Le sexe

Le sexe joue un rôle important dans la variation du temps de réaction. Comme nous pouvons le voir depuis notre expérience, il existe une différence entre le temps de réaction des hommes et des femmes. Une étude comparative du temps de réaction de sprinters masculins et féminin a montré qu’en moyenne, le temps de réaction des hommes était de 168ms, et celui des femmes de 191ms. L’étude estime que la limite humaine de temps de réaction masculine est de 124ms, et de 130ms pour les femmes. Ces données ont également été constatées dans d’autres études, qui mettent en évidence les hommes prennent, en moyenne, 220ms et 190ms à un stimulus visuel ou auditif respectivement, tandis que les femmes réagissent, en moyenne, en 260ms et 200ms à un stimulus visuel ou auditif. Comment expliquer cette différence notable?

Une différence de procession d’information entre hommes et femmes pourrait être la cause de cette différence. Les femmes auraient tendance à avoir un processus de traitement d’information en série, inspectant élément par élément. Les hommes auraient tendance à avoir une approche dichotomique, c’est-à-dire diviser un stimulus en plusieurs éléments et l’inspectant de manière plus large.

Ceci dit, la supériorité masculine n’est pas omniprésente. Il semblerait que les hommes ont un avantage distinctif lorsqu’il s’agit de réagir à un stimulus de perception spatial, les femmes réagiraient plus rapidement à un stimulus sémantique (l’homme aurait tendance à visualiser mentalement, et la femme à attribuer des nombres ou des mots à des composantes de l’espace).

Certaines études proposent que l’avantage observé ait un rapport physionomique, mais également le résultat d’un phénomène social: les garçons sont plus poussés à faire du sport extrême et jouer aux jeux vidéos nécessitant un temps de réaction rapide: leur performance serait donc améliorée par un entraînement que les filles n’ont généralement pas. Ainsi, la différence de réaction pourrait être réduite.

L’âge

L’âge est un facteur important lors d’une comparaison du temps de réaction entre deux individus. Plusieurs études démontrent qu’en vieillissant, le temps de réaction augmente considérablement. Notre temps de réaction commencerait à faiblir dès nos 24 ans! Plusieurs études ont été menées qui viennent à des conclusions différentes vis-à-vis du ralentissement du temps de réaction avec l’âge.

Une théorie qui expliquerait ce phénomène décrit qu’avec l’âge, l’homme ne perd pas de pouvoir cognitif, mais tel un disque dur saturé, la procession d’information se fait plus lentement. Un surplus d’information accumulé tout au long d’une vie aurait un effet similaire à l’accumulation qu’un disque dur subit après une longue utilisation. Ainsi, l’apprentissage au cours du temps aurait un effet négatif sur la procession d’information en la ralentissant.

D’autres théories suggèrent qu’une dégénérassions de certaines parties du cerveau serait la cause de l'augmentation du temps de réaction. La détérioration reliée à l'âge du corps calleux, qui est une entité qui assure la communication entre les deux hémisphères du cerveau, et donc leur coordination ou agit comme un barrage et bloque leur communication.

Avec l’âge, la dégradation de cette entité causerait un surplus de communication entre les deux hémisphères, qui ne peut plus assurer son rôle de barrage. Ceci serait préjudiciable pour des actions nécessitantes seulement une moitié du corps (un hémisphère contrôle la moitié qui lui est opposé). Ainsi, lorsque des personnes âgées produisent des mouvements limités à un côté du corps (comme un freinage), la communication non-nécessaire des deux hémisphères ralentirait leur temps de réaction.

Des recherches scientifiques proposent qu’en fait, notre temps de réaction ne diminue pas avec l’âge. La baisse de rapidité serait le résultat d’une prise de décision plus longue afin de répondre à un stimulus correctement, et non lié à un phénomène physiologique en cours de dégradation. La vieillesse rendrait plus conservateur lors de réponses à des stimuli, moins impulsifs qu’à la jeunesse.

A un âge très élevé, il est conseillé de ne pas conduire: les troubles cognitifs, l’affaiblissement de la vision, et un temps de réaction plus long contribuent à l’élévation du risque d’accident sur la route. De plus, leur capacité musculaires étant limité, il est plus difficile d’éviter un accident lorsqu’on est piéton! En Europe, 22% des morts sur la route sont des personnes de plus de 75 ans.

La condition physique

On regroupe sous le terme de “condition physique” la santé mentale de la personne concernée ainsi que son niveau de forme physique. Nous analyserons ces deux caractéristiques en deux parties.

L’appareil neuromusculaire est fortement influencé par l’activité physique, car elle augmente le taux de survie des neurones, mais également celui du développement des connections synaptiques. Une enquête produite par Spirduso, qui consistait à tester le temps de réaction de jeunes sportives ainsi que des âgées et comparer avec celui de jeunes personnes inactives, a montré que les personnes sportives possédaient un temps de réaction inférieure à celui des personnes inactives. De plus, les données des personnes âgées sportives étaient semblables aux personnes jeunes inactives. Une autre étude accomplie par Abourezk et Toole, qui ont comparé deux groupes de femmes ayant toutes environs une soixantaine d’années, mais un groupe composé de femmes pratiquant de la marche et de la danse et l’autre seulement des étirements et des exercices de souplesse, a trouvé qu’en moyenne, les femmes avaient un temps de réaction similaire du fait qu’elles pratiquaient toutes du sport. Ces études ont permis de déterminer que des personnes jeunes ou âgées ayant un niveau de forme physique élevé ont un meilleur processus de préparation à répondre et ont donc un temps de réaction inférieur à des personnes jeunes ou âgées inactives. On en déduit que quelqu’un avec un niveau de forme physique élevé a un temps de réaction inférieur à quelqu’un inactif, car les activités comme la flexibilité mentale ou la vitesse psychomotrice auront des meilleures performances grâce à l’exercice physique.

Plusieurs aspects de l’effort physique diminue le temps de réaction, en particulier quatre:

• Circulation: l’activité physique aide à augmenter notre fréquence cardiaque et améliore la circulation jusqu’à notre cerveau. Lorsque notre cerveau bénéficie d’une circulation accrue, on est capable de traiter l’information plus rapidement et plus précisément ce qui conduit à des temps de réaction plus court
• Flexibilité: lorsque la flexibilité dans notre muscle est diminuée, les muscles deviennent plus rigides et sont capable de répondre à des signaux venant du cerveau d’une manière plus fluide et efficace. Certains exercices techniques nécessitants des étirements augmentent la flexibilité et permettent aux muscles de réagir à des stimuli d’une manière plus fluide et efficace. Ces facteurs expliquent comment l’exercice physique améliore le temps de réaction
• Force: plus nos muscles sont forts, plus ils seront capables d’exercer sur une longue durée. Or, s’ils sont faibles, ils ne seront pas capables d’exécuter une tâche particulière sur une période donnée, nos mouvements deviendront donc plus lents afin de compenser pour une diminution de niveaux énergétiques. Pratiquer des exercices nécessitant beaucoup d’efforts physiques assurent un niveau d’énergie assez élevé afin de réagir continuellement à des stimuli rapidement
• Puissance: la puissance de nos muscles est l'habilitée de produire une tâche avec l’énergie maximale le plus rapidement possible. Pratiquer des exercices explosifs ou des exercices de vitesse élevée fournit nos muscles l’énergie nécessaire afin de réagir rapidement et efficacement ce qui montre en quoi l’exercice améliore le temps de réaction

Si vous voulez en savoir plus sur le fonctionnement des muscles, et la production d'un mouvement après un stimulus, cliquez ici.

L’activité physique régulière permet d’avoir un niveau de forme physique élevé et donc d’avoir un temps de réaction rapide également. Tout de même, ce niveau physique peut se heurter avec la santé mentale de la personne concernée.

La santé mentale d’une personne a une conséquence sur son temps de réaction si elle est atteinte d’une maladie. Toutes maladies affectent la forme physique de quelqu’un et donc les aspects cités précédemment n’auront pas un impact si mélioratif sur le temps de réaction du malade. En général, une personne malade présentera des augmentations au niveau de la tension artérielle ainsi qu’une diminution au niveau de la force physique et de l’endurance du patient. Ces changements physiques mènent à un temps de réaction plus long chez un malade. Tout de même, certaines caractéristiques d’un être humain qui provoquent des changements au niveau physique peuvent mener à un temps de réaction plus court. Par exemple, le stress diminue le temps de réaction de la personne concernée et améliore sa concentration.

En se concentrant sur la sécurité routière, la condition physique est très importante pour un conducteur afin de rester en sécurité. Plusieurs problèmes de santé peuvent interférer avec la conduite, notamment ceux qui risquent de diminuer le temps de réaction du conducteur. La maladie de Parkinson, par exemple, peut affecter les bras, les mains ou même les jambes de la personne et qui donc ne pourrait pas réagir rapidement en cas de danger et aura un temps de réaction plus lent.