398
Rev.
l~TUDE COMPARI~E AU COURS
E.E.G.
DE LA V.C.N. ET DE L'E.E.G. D'UNE
TACHE
1979, 9, 4, 3 9 8 - 4 0 7 .
Neurophysiol.,
MOTRICE
QUANTITATIF
SIMPLE
M. T I M S 1 T - B E R T H I E R , J. C. R O U S S E A U , A. G E R O N O et H. M A N T A N U S Laboratoire de Neurophysiologie clinique et de Psychopathologie, 153, boulevard de la Constitution, B - 4020, Li@e.
SUMMARY
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Comparative study of the C N V and the quantitative EEG during a simple motor task. The purpose of this study was to evaluate C N V amplitude variability and its degree of covariance with the spontaneous EEG (quanHf~ed by FFT algorithm) and the reaction time. 14 healthy rome sul~]ects made from atypical /br one hour, and they had to keep their eyes closed. Recordings were during this period. CNV experimental paradigm was performed (SI - $2 -~ 1500 msec). The major findings of this study were that : 1) the C N V amplitude progressively decreased during the first part of the test (habituation) and then tended to stabilize. While not correlated with the vigilance index of spontaneous EEG (alpha / theta + delta index) the C N V amplitude was significantly related to the alpha reactivity index (% alpha of spontaneous EEG - % alpha of the Sl - - $2 EEG), 2) the CNV slope (calculated by drawing two points situated at 600 msec and 1400 msec after SI) showed significant relationship to both these EEG indices and the reaction time. These data are discussed in terms of Cooper's distinction between and processes (1978) and in terms of the Tecce model of the CNV(1972).
INTRODUCTION
La Variation Contingente N6gative (V.C.N.) d6couverte par GREY WALTER en 1964, est u n ph6nom6ne de polarit6 n6gative, visible apr6s 8 /t 15 sommations et qui se ddveloppe au niveau des rdgions ant6rieures du scalp lorsqu'il existe une liaison temporelle fixe entre deux stimulations et lorsque la deuxi6me stimulation implique un acte moteur ou une d6cision. Son interpr6tation fonctionnelle a donn6 lieu b. de multiples hypotheses (Revue in TIMSIT-BERTHIER, 1976 ; MACAR, 1978) et il est habituel de la consid6rer c o m m e un indice de > et/ou de >. C'est ~. ce titre d'ailleurs qu'elle a pu trouver des utilisations pratiques duns le domaine de
la psychopharmacologie et de la psychopathologie. Ainsi, l'on a pu ddmontrer que son amplitude diminue sous l'effet du Nitrazepam, de la Chlorpromazine et des barbituriques et augmente sous l'effet du citrate de caf6ine et de la marijuana (AsHTON et al., 1974 ; ROTH et al., 1975 ; TECCE et al., 1978). A cet effet, elle a 6t6 consid6r6e comme un indicateur tr6s sensible de l'effet stimulant ou d6presseur des drogues psychotropes. D a n s le domaine de la psychiatrie 6galement, la d6couverte de V.C.N. d'amplitude nulle chez des schizophr6nes chroniques av6rgs (ABRAHAM et al., 1974) a permis de constituer un argument en faveur de certaines th6ories psychopathologiques qui consid6rent que le trouble fondamental de la schizo-
Nous remercions vivement M m° MAGIS,documentaliste, pour son aide efficace. Communication pr6sent6e ~ la Soci(td d'E.E.G, et de Neurophysiologie clinique de langue franfaise, Ie 8-6-1979 ; texte remis le 27-7-1979 ; d6finitivement accept6 le 28-12-1979. Tirds h part : M. TIMSIT-BERTHIER, h l'adresse indiqu6e ci-dessus.
COMPARAISON DE LA V.C.N. ET DE L~E.E.G. QUANTIFIE
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phr6nie r6side dans l'existence d ' u n 6tat d'hypervigilance g6n6ralis6 (Revue g6n6rale in LAPIDUS et SCHMOLHNG, 1977).
al6atoire ou si eltes sont susceptibles d'ob6ir ~t des r~gles g6n6rales. Ensuite, il cherche ~t d6terminer les relations qui existent entre ees variations de la V.C.N. et les fluctuations de la vigilance, qui seront appr6ci6es ~t partir de crit6res 61ectroenc6phalographiques quantifi6s par l'analyse spectrale. -
Pour interpr6ter de fa~on g/obale l'ensemble de ces donndes, l a plupart des auteurs se r6f6rent au mod61e th6orique propos6 par TECCE (1972) selon lequel l'amplitude de la V.C.N. varierait en fonction des niveaux de vigilance selon une courbe en U inversO. Ainsi elle serait de faible voltage aussi bien pour les hauts degrds que pour les bas niveaux de vigilance, alors qu'elle prdsenterait une amplitude m a x i m u m lors d ' u n niveau o p t i m u m d'6veil. Mais ces diff6rentes 6tudes et les interpr6tations qu'elles ont suscit6es ne font pas l'unanimit6. Plusieurs auteurs en effet ont soulign6 l'extr~me variabilit6 de la V.C.N. rant chez des individus diffdrents que chez des m6mes individus, et y ont vu une raison suffisante pour renoncer 5, son utilisation pratique (STnAUMANrS et al., 1969 ; VAUGHAN,1978). D ' a u t r e s chercheurs ont tent6 de minimiser ce probl6me et se sont efforc6s de d6montrer la fiabilit6 de la V.C.N. qui, malgr6 une certaine variabilit6 conserve un coefficient de corr61ation satisfaisant entre deux examens suecessifs (COHEN, 1969 ; ROTH et al., 1975 ; Gn~ESEL et BARTEL, 1975).
-
- - Enfin, il tentera de pr6ciser les rapports qui existent entre les diff6rents param6tres 61ectrophysiologiques 6tudi6s et une mesure comportementale, le Temps de R6action. M I~THODOLOGIE POPULATION. 17 sujets, 6tudiants, volontaires, de sexe masculin, fig6s de 20 5- 26 ans o n t p a r t i c i p 6 / t cette exp6rience. Ils venaient tous a u l a b o r a t o i r e p o u r la p r e m i e r e lois et ils ont 6t6 r6tribu6s p o u r leur contribution. Trois d ' e n t r e eux o n t 6t6 61imin6s p o u r des raisons techniques. Parmi les 14 restant, 10 o n t r6v616 une am61ioration progressive des t e m p s de r6action, t o u t le long de la sdance exp6rimentale, 4 au c o n t r a i r e o n t montr6 une a l t 6 r a t i o n de leurs p e r f o r m a n c e s a l l a n t de pair avec l ' i n s t a l l a t i o n d ' u n certain 6tat de somnolence. PROTOCOLE EXPI~RIMENTAL.
En fin de compte, le but de ce travail est triple :
Le sujet est allong6 sur un lit, dans une piece faradis6e, sombre, isol6e p a r une d o u b l e porte de la c a b i n e d'enregistrement. 11 d o l t g a r d e r les yeux ferm6s p e n d a n t la s6ance e x p 6 r i m e n t a l e a u cours de laquelle il a h ex6cuter une tgche de t e m p s de r6action simple avec signal avertisseur. Le signal avertisseur ou signal p r 6 p a r a t o i r e (S1) est u n son bref (50 ms environ) de 1000 Hz, d61ivr6 au niveau de deux petits h a u t - p a r l e u r s plac6s 5_ 10 cm des oreillesl Le signal i m p 6 r a t i f ou signal d ' e x 6 c u t i o n ($2) est un s o n de tonalit6 a n a l o g u e mais de plus l o n g u e dur6e que le sujet dolt i n t e r r o m p r e en a p p u y a n t sur un b o u t o n avec la m a i n droite. L ' i n t e r v a l l e de temps entre les deux stimuli est t o u j o u r s de 1,5 s et il n'existe pas d ' i n c e r t i t u d e t e m p o r e l l e p e n d a n t cette p6riode p r 6 p a r a t o i r e ; le sujet est donc it m~me de synchroniser signal et r6ponse et il p e u t pr6senter alors des rdponses anticipatives. Mais, l o r s q u ' a u cours d ' u n essai, il a p p u i e a v a n t l ' a p p a r i t i o n de la deuxi6me s t i m u l a t i o n , il p r o v o q u e u n rejet a u t o m a tique de cet essai. La seule incertitude de ce p r o t o c o l e e x p 6 r i m e n t a l p r o v i e n t d u m o m e n t oil survient Ie p r e m i e r des deux stimuli. L ' i n t e r v a l l e de temps entre deux couples de s t i m u l a t i o n s est en effet al6atoire et varie de 15 535 s. En moyenne, une s6ance dure de 45 ~ 60 m i n u t e s et 120 5- 150 couples de stimuli sont d6livr6s afin d'en
- Tout d'abord, il vise ft. 6tudier de faqon systdmat que les variations des diff6rents paramOtres de la V.C.N. afin de savoir si elles surviennent de faqon
extraire 96, exempts d'art6facts. La Iongue durde de ce protocole exp6rimental, la simplicit6 de la t'ache motrice et la monotonie des stimulations auditives contribuent 5favoriser les ph6nom~nes d'habituation,
Dans t o u s ces cas cependant, Ia variabilit6 de la V.C.N. a 6t6 consid6rde c o m m e un phdnom6ne g~nant et inddsirable qui 6chappe h toute loi. C'est ce probl6me de la variabilit6 de la V.C.N. que nous avons voulu 6tudier de faqon syst6matique ; et /~ l'inverse de la p[upart des auteurs qui ont enregistr6 la V.C.N. darts des conditions d'hyper-vigilance (sujets qui, les yeux ouverts, doivent exOcuter des tfiches difficiles au cours d ' u n e s6ance pr6sentant de fr6quentes interruptions), nous avons utilis6 des conditions exp6rimentales tr6s ~ reposantes >> : longue sdance d'enregistrement qui se d6roule sans interruption chez des sujets qui, les yeux ferm6s, doivent remplir une tgtche peu contraignante. Dans ces conditions, nous avons favoris6 les variations d'amplitude de la V.C.N., de m6me d'ailleurs que les fluctuations de la vigilance.
400
M. T I M S I T - B E R T H I E R
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FIG. I. --. T r a i t e m e n t des d o n n 6 e s . Treatment o f data. TECIINIQUE D ~ENREGISTREMENT.
TRAITEMENT DES DONNEES.
N e u f 61ectrodes n o n p o l a r i s a b l e s , d ' a r g e n t c h l o r u r 6 , r e p o s a n t s u r des c u p u l e s en p l a s t i q u e (CooeER et al., 1979) s o n t plac6es en Fz, Cz, Pz, C3, C4, P3 et P4 selon le syst6me i n t e r n a t i o n a l 10-20 d6crit p a r JASPEr~ en 1958 et a u n i v e a u de la r 6 g i o n s o u s - o r b i t a i r e g a u c h e et d u l o b e de l'oreille g a u c h e ( A I ) . L ' a c t i v i t e E . E . G . et E . O . G . est enregistr6e ~t l ' a i d e d ' u n a p p a r e i l E . C . E . M . (16 canaux) selon deux caractdristiques d'amplification diff6rentes :
ll est effectu6 p a r u n P D P 11/40 D e c L a b - 28 K de m 6 m o i r e et p o r t e sur les activit6s enregistr6es s u r les m o n t a g e s Cz - A I ; r6gion s o u s - o r b i t a i r e g a u c h e - - A1 et P3 - P4 (cf. fig. 1). Ces activit6s s u b i s s e n t u n f i l t r a g e a c t i f ( f r 6 q u e n c e de c o u p u r e : 33 H z , a t t 6 n u a t i o n : 30 d b / o c t a v e ) . L ' 6 c h a n t i l l o n n a g e est effectu6 b_ la vitesse de 64 p o i n t s - s e c o n d e .
- - les 4 m o n t a g e s r6f6rentieIs ( F Z - A1 ; C Z - A1 ; Pz - A1 ; r 6 g i o n s o u s - o r b i t a i r e g a u c h e - A I ) s o n t a m p l i fi6s avec u n e c o n s t a n t e de t e m p s de 5 s, cette c o n s t a n t e de t e m p s n o u s a p a r u s u f f i s a n t e d a n s la m e s u r e off la V . C . N . q u e n o u s o b t e n o n s n e d u r e q u ' u n e s e c o n d e et demie. - - les six m o n t a g e s b i p o l a i r e s (Cz - C3 : C z - C4 ; C3 - C4 ; P z - P3 ; P z - P4 ; P3 - P4) s o n t a m p l i f i 6 s a v e c u n e c o n s t a n t e de t e m p s de 0,3 s, P a r ailleurs, le t e m p s de r 6 a c t i o n de m e m e q u e l'61ect r o c a r d i o g r a m m e s o n t 6 g a l e m e n t enregistr6s et l ' e n s e m ble de ces d o n n 6 e s est o b t e n u s u r p a p i e r .
N o t r e p r o g r a m m e d ' a e q u i s i t i o n p e r m e t grfice fi la v i s u a l i s a t i o n c o n t i n u e de ces trois c a n a u x de c o n t r 6 1 e r la q u a l i t 6 des 6 c h a n t i l l o n s successifs s u r lesquels p o r t e l ' a n a l y s e et de s u p p r i m e r les s i g n a u x a r t 6 f a c t 6 s . N o u s a v o n s pr6f6r6 cette p r o c 6 d u r e s o u p l e ~_ t o u t e m 6 t h o d e de r6jection a u t o m a t i q u e des a r t 6 f a c t s , qui m a l g r 6 s o n a p p a r e n c e de r i g u e u r n o u s est a p p a r u e "~ l ' u s a g e , infin i m e n t t r o p rigide. Seules s o n t rejet6es a u t o m a t i q u e m e n t les sSquences a u c o u r s desquelles le sujet a p p u i e a v a n t S2. A u t o t a l , 96 6 p o q u e s de 8 s e c o n d e s (5 s qui p r 6 c ~ d e n t la s u r v e n u e d u p r e m i e r s t i m u l u s et 3 s qui lui succ~dent) s o n t 6 c h a n t i l l o n n 6 e s et subissent selon l e u r p r o v e n a n c e des t r a i t e m e n t s m a t h 6 m a t i q u e s diff~rents a f i n d ' o b t e n i r d ' u n e p a r t la V . C . N . , d ' a u t r e p a r t le spectre de p u i s s a n c e .
COMPARAISON DE LA v . C . N .
ET DE L ' E . E . G .
401
QUANTIFIt~
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Periode
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FIG. 2. - - E x e m p l e des donn6es obtenues g r a p h i q u e m e n t : c h a q u e V.C.N. et c h a q u e spectre sont o b t e n u s p a r le m o y e n n a g e de 48 essais. E n h a u t : donn6es c o n c e r n a n t les 6 premi6res s6quences. E n bas : donn6es c o n c e r n a n t les 6 derni6res s6queuces. On voit l ' a t t 6 n u a t i o n de l ' a m p l i t u d e de la V.C.N. et la d i s p a r i t i o n de la r6activit6 du r y t h m e a l p h a lors d u deuxi~me enreg i s t r e m e n t (6 derni6res s6quences).
Example of data obtained by graphic means : each C N V and each spectrum are the means o f 48 studies. Above : data concerning the first 6 sequences. Below : data concerning the last 6 sequences. There is a reduction in amplitude of C N V and disappearance of the reactivity of the alpha rhythm during the secondrecording (last 6 sequences). - - Les s i g n a u x p r o v e n a n t des d e u x m o n t a g e s r6f6rentiels sont moyenn6s sur une p6riode de 4 secondes (1 s a v a n t S1 et 3 s apr6s S1), ce qui p e r m e t d ' o b t e n i r la V.C.N. et de contr61er I ' E . O . G . c o n c o m i t a n t . --Les s i g n a u x p r o v e n a n t d u m o n t a g e bipolaire P3 - P4 sont trait6s p a r un p r o g r a m m e de F.F.T. (COOLEY et TUKEV, 1965), darts le but d ' o b t e n i r deux cat6gories de mesures : une premi6re qui refl6te le n i v e a u de vigilance du sujet, dans u n 6tat de repos, a v a n t q u ' i l se soit engag6 dans une tgtche, et une seconde qui t r a d u i t les m o d i f i c a t i o n s de l'6Iectrog6n6se c6r6brale induites par la t~che. C ' e s t cette d o u b l e exigence qui nous a amen6s t o u t d ' a b o r d 5. effectuer deux spectres successifs, le pre-
Rev. d'E.E.G. Neurophysiol., 1979, t. 9, n o 4.
mier p o r t a n t sur la p6riode qui pr6c6de i m m 6 d i a t e m e n t S1 et le second qui p o r t e sur l ' i n t e r v a l l e p r 6 p a r a t o i r e S1 - $2 (fig. 1), ensuite 5. utiliser u n p 6 r i o d o g r a m m e d ' u n e seconde, qui certes n o u s d o n n e une faible r6solution dans l ' a p p r 6 c i a t i o n des diff6rentes fr6quences, m a i s qui est suffisant p o u r appr6hender la r6activit6 de l ' a l p h a Ainsi, lors de c h a q u e essai, deux secondes sont analys6es : celle qui pr6c6de i m m 6 d i a t e m e n t S1 (p6riode pr6S1, de repos) et celle qui lui Succ6de i m m b d i a t e m e n t (p6riode post-S1, d'activit6). On o b t i e n t ainsi p o u r c h a q u e enregistrement 96 spectres unitaires de repos et 96 spectres unitaires d'activit6. 28
402
M. TIMSIT-BERTHIER ET COLL.
ANALYSE DES DONNEES.
Son but est de permettre I'6valuation des variations pr6sent6es par les diff6rents param~tres de la V.C.N., du spectre de puissance et du temps de r~action, tout le long de la s~ance exp6rimentale qui comporte, rappelonsle, 96 couples de stimulations. Ainsi, l'on effectue 12 moyennes partielles portant chacune sur 8 essais et l'on obtient ainsi 12 s~ries de valeurs num6riques qui se rapportent aux 12 V.C.N. d'une part et aux 12 spectres de repos et au 12 spectres d'activit6 d'autre part. Par ailleurs, afin d'obtenir une vision plus g6n6rale de l'ensemble des parambtres 6tudi6s, les donn6es sont repr6sent6es graphiquement (BENSON II02) SOUSforme de 2 moyennes portant chacune sur une sommation de 48 essais. Chaque sujet est ainsi caract6ris6 graphiquement par 2 V.C.N. successiveset par 2 spectres de repos et 2 spectres d'activit6 (fig. 2). MESURE DES DONNI~ES.
P o u r c h a c u n e des 12 m o y e n n e s partielles, une s6rie de mesures p o r t a n t sur la V.C.N. d ' u n e p a r t et le spectre de p u i s s a n c e de I ' E . E . G . de l ' a u t r e , sont pratiqu6es : - - E n ce qui concerne la V.C.N. (fig. 3), les mesures d ' a m p l i t u d e o n t 6t6 6valu6es en r6f6rence h u n pulse de c a l i b r a t i o n de + 20, - - 20 btV, plac6 en s6rie sur la d6riv a t i o n Cz - A1 et s o m m 6 de la m~me faqon que le signal E . E . G . On m e s u r e ainsi : - - la n6gativit6 post-S1, qui r e c o u v r e la p a r t i e pr6coce de la V.C.N. et qui est appr6ci6e p a r la diff6rence de v o l t a g e entre la m o y e n n e des p o i n t s situ6s entre 500 et 700 ms apr~s S1 et la ligne de base calcul6e en f a i s a n t la m o y e n n e des points situ6s une seconde a v a n t S1 ; - la n6gativit6 pr6-S2, qui recouvre la partie t a r d i v e de la V.C.N. et qui est appr6ci6e p a r la diff6rence de v o l t a g e entre la moyemae des p o i n t s situ6s entre 1 300 et 1 500 ms apr6s S1 et la ligne de base d6finie p r 6 c 6 d e m m e n t ; - - la positivit6 post-S2, mesur6e p a r la diff6rence de v o l t a g e entre la m o y e n n e des p o i n t s situ6s entre 300 et 500 m s apr~s $2 et la ligne de base repr6sent6e p a r la n6gativit6 pr6-S2. P a r ailleurs, nous a v o n s ajout6 une m e s u r e qui a l e m6rite d ' 6 c h a p p e r a u p r o b l 6 m e toujours 6pineux de la r6f6rence ~t u n e ligne de base : il s ' a g i t de la p e n t e de la V.C.N., calcul6e p a r l ' a n g l e form6 entre la d r o i t e A B et une ligne h o r i z o n t a l e . Cette droite A B a p o u r abscisses les valeurs centrales des deux zones de 200 ms qui servent /t mesurer la n6gativit6 post-S1 et la n6gativit6 pr6-S2 et p o u r ordonn6es les a m p l i t u d e s m o y e n n e s c o r r e s p o n dantes. En p r a t i q u e , le p o i n t A est mesur6 ~t 600 ms, et le p o i n t B "/1 1 400 ms. Cette pente est positive lorsque le n i v e a u du p o i n t B e s t plus h a u t que celui du p o i n t A ; elle s ' a n n u l e lorsque A et B sont ~t la m6me h a u t e u r et s'inverse l o r s q u e B est plus b a s q u e A. - - Era ce qui concerne le spectre de puissance, l ' o n 6value sous f o r m e de p o u r c e n t a g e la p u i s s a n c e relative de c h a q u e b a n d e de fr6quence p a r r a p p o r t ~t la p u i s s a n c e t o t a l e du signal.
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4
FIG+ 3. - - Mesure des donn6es.
Measurement of data. L a b a n d e d e l t a concerne les fr6quences a l l a n t de 1 h 4 c/s ; la b a n d e th~ta de 4 /t 7 c/s ; la b a n d e a l p h a de 8 ~t 12 c/s et la b a n d e bata de 13 ~t 25 c/s. D a n s la m e s u r e o a n o t r e int6r~t reposait p r i n c i p a l e m e n t sur l ' 6 t u d e de la vigilance, n o u s avons v o u l u extraire de ces donn6es globales les mesures les plus significatives. Et, en nous i n s p i r a n t des q u o t i e n t s mis au p o i n t p a r MATOUSEK et PETERSEN (1973) et repris plus r 6 c e m m e n t p a r MATEJCEK (1979), nOUS a v o n s calcul6 u n indice de vigilance repr6sent6 p a r le r a p p o r t du ~ d ' a l p h a / le ~ de t h e t a + le de delta. Cet indice est calcul6 n a t u r e l l e m e n t au n i v e a u d u spectre m o y e n de repos, p o u r chacune des 12 s6quences successives. Par ailleurs, p o u r appr6cier les m o d i f i c a t i o n s de I ' E . E . G . dans l ' i n t e r v a l l e p r 6 p a r a t o i r e S1 - $2 et p r i n c i p a l e m e n t la r6activit6 de l ' a l p h a , nous avons mesur6 u n 2 ° indice en s o u s t r a y a n t du p o u r c e n t a g e a l p h a du spectre de r e p o s (spectre 1) le p o u r c e n t a g e d ' a l p h a du spectre d ' a c t i v i t 6 (spectre 2). Cet indice est repr6sent6 p a r a l p h a 1 a l p h a 2. S'il est positif, il y a d 6 s y n c h r o n i s a t i o n de l ' a l p h a ; s'il est nul, il n ' y a a u c u n e m o d i f i c a t i o n de l ' a l p h a d a n s l ' i n t e r v a l l e SI - S2 ; s'il pr6sente une v a l e u r n6gative, l ' a l p h a se renforce, > a u cours de la V.C.N. Ces diff6rentes valeurs n u m 6 r i q u e s o n t d ' a b o r d 6t6 analys6es p a r les tests statistiques classiques. Mais l ' 6 n o r m e variabilit6 inter-individuelle nous a fait r e n o n c e r 5. l ' u t i l i s a t i o n de tests p a r a m 6 t r i q u e s et n o u s a v o n s eu recours, p o u r tester la validit6 de nos hypothbses, ~ u n test de r a n g n o n p a r a m 6 t r i q u e : le v de KENDALL (1970).
RESULTATS
t~tude de lYvolution temporelle des diffOrents paramktres de la V.C.N. L e s d o n n 6 e s o b t e n u e s c h e z les 14 s u j e t s o n t 6t6 m o y e n n 6 e s p o u r c h a c u n e des 12 s 6 q u e n c e s succes-
403
COMPARAISON DE LA V.C.N. ET DE L'E.E.G. QUANTIFIt~ sives, et les r6sultats concernant chacune des 3 mesures d'amplitude de la V.C.N. sont reprdsentds au niveau de la figure 4. On peut relever les 616ments suivants :
,
Negativite
o
]
~
T.ao "~° 1.20
- - La n6gativit6 post-Sl et la n6gativit6 pr6-S2 prdsentent une 6volution en tout point parall61e et peuvent donc 8tre consid6r6es c o m m e 2 aspects du
D
,.so"6°~ ~
,.,o s~qo~,ce~
,
~
3
,
5
~
~
~
~
,o
,
,~
post-S1
5"00 t 4,ao
-8 ~ -7
(11-02
3.00 -6
2.00
-5
1,00
-4 S~quences
-3 -2 -t I
i
i
I
I
i
i
I
i
I
I
Sequences
Negatlvlt& pre-S2 IJ r
--20" --IO" --16"
2
FIO. 5. - - ]~vo]ution des valeurs moyennes des deu× indices ca]cul6s A partir du spectre de puissance de I'E.E.G. : i n d i c e alpha / thSta d- delta et Jndice alpha de repos - - ~ alpha d'activit6 ( N = 14). Les erreurs standard de la moyenne sont repr~sent6es par des traits verticaux. Changes in mean values o f the two indices calculated f r o m the p o w e r spectrum o f the E E G : index alpha/theta + delta ; index % alpha at rest - - % alpha during activity (N = 14). The standard errors of" the means are represented b y vertical lines.
--14"
--IO --8 --6 --4 --2 Sequences
t I
I 2
I 3
1 *
i 5
I 6
I 7
I 8
Positiviti
P 9
i to
Iii
I 12
post-S2
mSme ph6nom6ne, ce qui n ' e s t pas 6tonnant dans la mesure off n o t r e intervalle S1 - $2 est trop bref p o u r permettre h la V.C.N. pr6coce de se diffdrencier enti6rement de la V.C.N. tardive. N o u s avons pu v6rifier clue ces deux mesures sont fortement corr616es h la lois entre s6quences (-r = . 687, p. -- 0.001) et 6galement entre sujets (-r = . 473, p. = 0.01).
lay
16 14 12 10
Seq ......
:
2
/
/
;
~6
I
8
9I
,PO
111
112
FIG. 4. - - t~volution des valeurs moyennes des n6gativit6 post-S1, n6gativit6 pr6-S2 et positivit6 post-S2 au cours de 12 s6quences successives (N = 14). Les erreurs standard de la moyenne sont repr6sent6es par des traits verticaux. Changes in mean values o f negativity Post-Sl, negativity Pre-S2, and positivity P o s t - S 2 during 12 successive sequences (N = 14). The standard errors o f the means' are represented by vertical lines.
--Ces ph6nom6nes n6gatifs 6voluent diff6remment au cours des 2 grandes parties de la s6ance exp6rimentale. En effet, lors des 6 premi6res sdquences, on assiste h une diminution progressive de l'amplitude de la n6gativit6 post - S1 et de la ndgativit6 pr6 - $2. Cette derni6re passe de 21 ~V lors de la 1 re s6quence b, 8 [xV lors de la 6 ° s6quence et pr6sente donc une variabilit6 importante (~ = 4,5). A u contraire, lors des 6 derni6res sdquences, dans la deuxi6me partie de l'examen, ces param6tres n6gatifs paraissent beaucoup plus stables. Ainsi, la n6gativit6 pr6 - $2 oscille a u t o u r de 11 ~V avec un 6cart-type de 0,7. Certes, ces donn6es n'excluent pas que l ' o n puisse rendre compte de cette 6volution par l'existence d'une d6croissance exponentielle de ces valeurs. Mais cette hypoth6se reste b. v6rifier.
404
M. TIMSIT-BERTHIER ET COLL.
A l'inverse, la positivit6 post- S2 est b e a u c o u p plus stable d u r a n t t o u t e la dur6e de l'enregistrement. U n e diff6rence m a x i m a l e de 4 [xV est relev6e e n t r e les valeurs extr6mes, et l'6cart-type est de 1,35. -
-
R e l a t i o n entre Ies d i f f d r e n t s paramOtres de la V . C . N . et les indices de l'analyse spectrale.
L ' 6 v o l u t i o n des valeurs m o y e n n e s de l'index a l p h a / th~ta + delta est repr6sent6e a u n i v e a n de la figure 5. C e t index oscille e n t r e des valeurs de 1,2 et de 1,5. L ' 6 t u d e des corrdlations entre cet indice et les diff6rents p a r a m ~ t r e s de la V.C.N. est illustr6e p a r le t a b l e a u I.
absence de r6activit6 du r y t h m e a l p h a voire h u n e h y p e r s y n c h r o n i s a t i o n paradoxale de l ' a l p h a lors des t o u t e s derni5res sdquences. L ' 6 t u d e des corr61ations entre cet indice et les diff6rents p a r a m 6 t r e s de la V•C.N. a d o n n 6 les r6sult a t s illustr6s p a r le tableau II. TABLEAU II. - - Corrdlation entre les valeurs moyennes de l'indice E.E.G. de rdactivitd du rythme alpha (1 s a v a n t S I et 1 s aprks S1) et les diffdrents paramOtres de la V.C.N.
Correlation between mean values of the E E G index for reactivity of the alpha r y h t h m (1 see. before S1 and 1 sec. after Sl) and the different parameters of CNV. % c~ repos - % ct activitd
v
P
TABLEAU I. - - Corrdlation entre les valeurs moyennes de l'indice E E . G . de vigilance alpha / thgta + delta et les diffdrentes mesures de la V.C.N. L e s valeurs significatives sont en itaBques.
N6gativit6 post-S1
+ 0,696
. 001"*
N6gativit6 pr6-S2
+ 0,545
. 008**
Correlation between the m e a n values of the E E G index of vigilance alpha/theta + delta and the different measurements of CNV. Significant values are indicated by italics•
Positivit6 post-S2
- - 0,273
. 121
Pente de la V.C.N.
+ 0,455
. 023*
0+8 N6gativit6 post-S 1
-t- 0,242
N6gativit6 pr6-S2
+ 0,333
Positivit6 post-S2
+ 0,121
Pente de la V.C.N.
+ 0,394
•
138
• 075 •
316 • 043 *
I1 a p p a r a i t clairement q u ' a u c u n e des m e s u r e s d ' a m p l i t u d e de la V.C.N. ne pr6sente de corr61ation avec l'index a l p h a / thSta + delta. P a r contre, la pente de la V.C.N. prdsente u n e corr61ation tr6s significative avec cet indice E.E.G. et cette donn6e originale mdrite d'Stre relev6e. L e s valeurs m o y e n n e s de l'index ~ alpha de repos & a l p h a d'activit6 d6croissent assez r6guli6rement p e n d a n t t o u t e la s6ance d ' e n r e g i s t r e m e n t (fig. 5). Ainsi, la d 6 s y n c h r o n i s a t i o n des activit6s a l p h a qui est c o n c o m i t a n t e de l'intervalle pr6paratoire S1 - $2 n ' a p p a r a t t tr6s n e t t e m e n t que lors des 4 premi6res s6quences, puis elle a t e n d a n c e ~t laisser place h u n e
I1 a p p a r a l t tr6s n e t t e m e n t que de n o m b r e u s e s corr61ations positives s o n t observ6es, t a n t avec la n6gativit6 p o s t - Sl et pr6 - S2 q u ' a v e c la pente de la V.C.N. P a r contre, la positivit6 p o s t - $2 ne prdsente a u c u n e relation avec cet indice. R e l a t i o n entre les diffdrents indices ~lectrophysiolog i q u e s ( V . C . N . et spectres) et le t e m p s de r~action.
D a n s le b u t de pouvoir c o m p a r e r n o s rdsultats avec ceux de la litt6rature, n o u s a e o n s pratiqu6 cette 6tude u n i q u e m e n t sur les 10 sujets qui o n t prdsent6 u n t e m p s de r6action rapide t o u t le long de l ' e x a m e n et n o u s a v o n s n6glig6 les 4 sujets d o n t les perform a n c e s se s o n t alt6rdes /t la fin de l ' e n r e g i s t r e m e n t d u fait de l'existence d ' u n 6tat d ' a s s o u p i s s e m e n t , n o u s rdservant le soin de traiter ce probl6me particulier ult6rieurement. L ' 6 t u d e des corrdlations entre le t e m p s de r6action et les diffdrentes donndes 61ectrophysiologiques est illustrde p a r le tableau III. ,, I1 a p p a r a R trbs n e t t e m e n t que ni les m e s u r e s d ' a m plitude de la V.C.N., ni les indices calcul6s ~ partir d u spectre de puissance ne prdsentent e n m o y e n n e de
405
COMPARAISON DE LA V.C.N. ET DE L E.E.G. QUANTIFIt~ TABLEAU III. - - Corrdlation entre les valeurs moyennes
TEMPS
du temps de rdaction et les diff6rentes variables dlectrophysiologiques, rant de la V.C.N. que du spectre de puissance. Les valeurs significatives sont en itaBques.
DE
REACTION
msec
IBO
Correlation between the mean values of reaction time and the different electrophysiological variables both for the CNV and the power spectrum. Significant values are indicated by italics.
170
T60
150
v
P
N6gativit6 post-S1
0,071
421
N6gativit6 pr6-S2
0,182
226
0,212
187
Temps de rdaction
,,o i J
Positivit6 post-S2 Pente de la V.C.N.
c~ repos - ~ c~ activit6
m 0,364
060*
÷ 0,030
472
+ 0,121
317
I
I
I
I
I
t
I
t
t ~
Pente de la V C N • 01a i
• Ol6 °t5 f ol4 •
corr61ation positive avec le temps de r6action. Par contre, seule notre nouvelle mesure, la pente de la V.C.N., pr6sente une corrdlation nette avec le temps de r6action (v = 0.364). Cette 6volution parall61e du temps de r6action et de la pente de la V.C.N. est illustrde clairement par la figure 6, Sur ce graphique, l'on peut voir que plus la pente de la V.C.N. diminue, c'est-/i-dire plus la pattie terminale de la V.C.N. a tendance tt pr6senter le m6me niveau que sa pattie prdcoce, plus le temps de r6action a tendance tt augmenter. L'int6r~t de ces r6sultats m6rite d'6tre soulign6 : la pente de la V.C.N. en effet, combine 2 mesures de la V.C.N, (n6gativit6 post - S1 et n6gativit6 pr6 - $2) et de plus, eIle est corr61de avec le niveau de vigilance apprdci6 par un index E.E.G. (alpha = th6ta ÷ delta) et avec une mesure comportementale (le temps de r6action). Ces rdsultats, quoique 6tablis sur un petit nombre de sujets, pr6sentent un haut degr6 de signification. DISCUSSION Ces travaux apportent trois ordres d'informations, le premier se rapporte ~. la variabilit6 de la V.C.N., les deux derniers ont trait aux relations de la V.C.N. d'une part avec les indices d ' E . E . G , quantitatifs, d'autre part avec le temps de rdaction,
o13 • o12
i
,Ol0 1
[
I
I
i
I
i
I
÷
~
1
........
1
2
3
4.
5
6
7
8
9
"-~--'-+------+ 10
II
12
FIG. 6. --- I2volution des valeurs moyennes du temps de r6action et de la pente de la V.C.N. (N = 10). Changes in the mean values o f the reaction time and C N V slope ( N = 10).
- - L a variabilitd de la V.C.N., tant de fois d6cride par diff6rents auteurs (STRAUMANIS et aL, 1 9 6 9 ; VAtr~HAN, 1978) ne pr6sente pas un caract6re enti6remerit al6atoire mais elle peut, du moins en partie, 6tre syst6matis6e. Ainsi les parambtres n6gatifs de la ~ . C . N . (parties pr6coce et terminale de la n6gativit~) subissent une diminution &litude progressive p e n d a n t la premi6re pattie de l'examen, puis ont tendance tt se stabiliser et h fluctuer autour d ' u n e valeur moyenne. A l'inverse la positivit6 post - $2 pr6sente un aspect plus stable. On pourrait ainsi parler d ' u n e certaine habituation de la V.C.N., due /~ la r6p6tition m o n o t o n e des stimulations.
Ces r6sultats appellent plusieurs commentaires : la notion d ' > n ' e s t pas nouvelle. Elle a d6jh 6t6 signal6e par GREY WALTER, qui d6s sa publication princeps de 1964 attirait
406
M. TIMSIT-BERTHIER ET COLL.
l ' a t t e n t i o n sur l'att6nuation progressive de l ' o n d e d ' a t t e n t e lorsque la situation expdrimentale se prolongeait ; et des donn6es analogues ont 6t6 rapport6es p a r LEIFER et al. (1976) et GRIESEL et BARTEL (1975). Par ailleurs, la notion de stabilit6 relative de la V.C.N. aprbs une certaine p6riode est utilis6e intuitivement par TECCE et al. (1975). Ces auteurs parlent en effet d ' u n e premi6re s6ance exp6rimentale qui sert h 1' du sujet, alors que les mesures de la V.C.N. ne c o m m e n c e n t qu'5, la deuxi6me sdance. L ' e n s e m b l e de ces donn6es s'accorde bien avec le modble prdsent6 r6cemment par COOVER et al. (1978), qui p r o p o s e n t une th6orie bimodale de la V.C.N. : cette onde constituerait tout d ' a b o r d un ph6nombne ~< scopeutique >>, instable et sujet h des ph6nombnes &habituation, pour 6tre ensuite un ph6nom6ne ~( cat6gorique ~), correspondant 5. un c o m p o r t e m e n t automatique, peu susceptible de pr6senter des variations &litude. - - L'dtude des relations entre l'amplitude de la V.C.N. et les deux indices d'E.E.G, quantitatifs (alpha / t h & a + delta et alpha de repos - - alpha d'activit6) nous semble particulibrement intdressante d ' u n point de vue th6orique. L' > de la V.C.N. n ' e s t pas parall61e ~. une modification du nivean de vigilance, tel q u ' o n le mesure du moins par u n indice d ' E . E . G , quantitatif (index alpha / th6ta ÷ delta). Elle est concomitante par contre d ' u n e diminution de la rdactivit6 de l'alpha dans l'intervalle S1 - $2 (alpha de repos - alpha d'activit6). Ces r6sultats remettent en question le mod61e propos6 par TECCE (1972), selon lequel les modifications d ' a m p l i t u d e de la V.C.N. seraient fonction des fluctuations de la vigilance (relation en U invers6). IIs invitent par contre g consid6rer la V.C.N. c o m m e un ph6nom6ne apparent6 h la r6action &orientation, qui c o m m e elle s'attdnue en fonction du t e m p s et de la rdp6tition m o n o t o n e des stimulations. En ce sens, ils laissent ~t penser que l'utilisation des concepts bas6s sur la thdorie de Pavlov ou sur la thdorie de l'information serait peut-&re la plus addquate pour en interpr6ter les diverses modalitds d'6volution. - - L'dtude des relations entre les diffdrents paramOtres dleetrophysiologiques et le temps de rdaction apporte des r&ultats en tous points comparables ~. ceux prdsentds par la plupart des auteurs qui se sont int6ress6s / t c e sujet (revue gdn6rale in McADAM,
1973) : il n'existe aucune corr61ation entre l'amplitude de la V.C.N. et le temps de rdaction. Par contre, des rdsultats plus encourageants ont 6t6 obtenus en utilisant une mesure peu employ6e jusqu'~t pr6sent, lapente de la V.C.N. En effet, nous avons trouv6 une eorr61ation tr6s nette entre celle-ci et le temps de r6action, et cette nouvelle mesure nous semble en tous points digne d'int6r6t puisqu'elle constitue la synth6se, non seulement des diff6rents 616ments constitutifs de la V.N.C. (parties pr6coce et termi1aale de la V.C.N.), mais aussi des indices 61ectrophysiologiques qui se r a p p o r t e n t au niveau de la vigilance et 5. la rdactivit6 du rythme alpha dans l'intervalle pr6paratoire.
CONCLUSION Ces travaux ont permis de mieux systdmatiser les variations &litude de la V.C.N. au cours d ' u n e longue sdance exp6rimentale. Leur int6r6t est ~t la fois pratique et th6orique : ils permettent de mieux contr61er les variations &litude de la V.C.N. et ainsi de les interpr6ter avec plus de pertinence ; ils p e r m e t t e n t 6galement de tester, par de nouvelles mesures, les diffdrents mod61es explicatifs de la V.C.N. ; ils visent, en fin de compte, ~t d6couvrir quels sont les concepts les plus addquats ~. la compr6hension de ce ph6nom~ne 61ectrophysiologique. BIBLIOGRAPHIE 1. ABRAHAM(P.), MCCALLUM(W. C.), DOCHERTY (T.), NEWTON (P.) and Fox (A.). The CNV in schizophrenia. Electroenceph. clin. Neurophysiol., 1974, 36, 217-218. 2. ASHTON (H.), MILLMAN (J. E.), TELt~ORD (R.) and THOMPSON (J. W.). The effects of caffeine, nitrazepam, and cigarette smoking on the CNV. Electroenceph, clin. Neurophysiol., 1974, 37, 59-71. 3. COHEN (J.). Very slow potentials relating to expectancy : the C.N.V. In : DONCHIN (E.) and LINDSLEY (D. B.) (Eds). Average evolced potentials : Methods, Results, and Evaluation. Washington D. C., U. S. Government Printing Office, 1969, pp. 143-198. 4. COOLEY (J. W.) and TUKEY (J. W.). An algorithm for machine calculation of complex Fourier serie. Math. Comput., 1965, 19, 297-301. 5. COOPER (R.), MCCALLUM (W. C.) and PAPAKOSTOPOULOS (D.). Bimodal slow potential theory of central processing. In : OTTO (D. A.) (Ed.) : MMtidisciplinary Perspectives in Event-Related Brain Potential Research. Washington D. C., U.S. Government Printing Office, 1978, pp. 651-656.
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QUANTITATIF
SIMPLE
M. T I M S 1 T - B E R T H I E R , J. C. R O U S S E A U , A. G E R O N O et H. M A N T A N U S Laboratoire de Neurophysiologie clinique et de Psychopathologie, 153, boulevard de la Constitution, B - 4020, Li@e.
SUMMARY
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Comparative study of the C N V and the quantitative EEG during a simple motor task. The purpose of this study was to evaluate C N V amplitude variability and its degree of covariance with the spontaneous EEG (quanHf~ed by FFT algorithm) and the reaction time. 14 healthy rome sul~]ects made from atypical /br one hour, and they had to keep their eyes closed. Recordings were during this period. CNV experimental paradigm was performed (SI - $2 -~ 1500 msec). The major findings of this study were that : 1) the C N V amplitude progressively decreased during the first part of the test (habituation) and then tended to stabilize. While not correlated with the vigilance index of spontaneous EEG (alpha / theta + delta index) the C N V amplitude was significantly related to the alpha reactivity index (% alpha of spontaneous EEG - % alpha of the Sl - - $2 EEG), 2) the CNV slope (calculated by drawing two points situated at 600 msec and 1400 msec after SI) showed significant relationship to both these EEG indices and the reaction time. These data are discussed in terms of Cooper's distinction between and processes (1978) and in terms of the Tecce model of the CNV(1972).
INTRODUCTION
La Variation Contingente N6gative (V.C.N.) d6couverte par GREY WALTER en 1964, est u n ph6nom6ne de polarit6 n6gative, visible apr6s 8 /t 15 sommations et qui se ddveloppe au niveau des rdgions ant6rieures du scalp lorsqu'il existe une liaison temporelle fixe entre deux stimulations et lorsque la deuxi6me stimulation implique un acte moteur ou une d6cision. Son interpr6tation fonctionnelle a donn6 lieu b. de multiples hypotheses (Revue in TIMSIT-BERTHIER, 1976 ; MACAR, 1978) et il est habituel de la consid6rer c o m m e un indice de > et/ou de >. C'est ~. ce titre d'ailleurs qu'elle a pu trouver des utilisations pratiques duns le domaine de
la psychopharmacologie et de la psychopathologie. Ainsi, l'on a pu ddmontrer que son amplitude diminue sous l'effet du Nitrazepam, de la Chlorpromazine et des barbituriques et augmente sous l'effet du citrate de caf6ine et de la marijuana (AsHTON et al., 1974 ; ROTH et al., 1975 ; TECCE et al., 1978). A cet effet, elle a 6t6 consid6r6e comme un indicateur tr6s sensible de l'effet stimulant ou d6presseur des drogues psychotropes. D a n s le domaine de la psychiatrie 6galement, la d6couverte de V.C.N. d'amplitude nulle chez des schizophr6nes chroniques av6rgs (ABRAHAM et al., 1974) a permis de constituer un argument en faveur de certaines th6ories psychopathologiques qui consid6rent que le trouble fondamental de la schizo-
Nous remercions vivement M m° MAGIS,documentaliste, pour son aide efficace. Communication pr6sent6e ~ la Soci(td d'E.E.G, et de Neurophysiologie clinique de langue franfaise, Ie 8-6-1979 ; texte remis le 27-7-1979 ; d6finitivement accept6 le 28-12-1979. Tirds h part : M. TIMSIT-BERTHIER, h l'adresse indiqu6e ci-dessus.
COMPARAISON DE LA V.C.N. ET DE L~E.E.G. QUANTIFIE
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phr6nie r6side dans l'existence d ' u n 6tat d'hypervigilance g6n6ralis6 (Revue g6n6rale in LAPIDUS et SCHMOLHNG, 1977).
al6atoire ou si eltes sont susceptibles d'ob6ir ~t des r~gles g6n6rales. Ensuite, il cherche ~t d6terminer les relations qui existent entre ees variations de la V.C.N. et les fluctuations de la vigilance, qui seront appr6ci6es ~t partir de crit6res 61ectroenc6phalographiques quantifi6s par l'analyse spectrale. -
Pour interpr6ter de fa~on g/obale l'ensemble de ces donndes, l a plupart des auteurs se r6f6rent au mod61e th6orique propos6 par TECCE (1972) selon lequel l'amplitude de la V.C.N. varierait en fonction des niveaux de vigilance selon une courbe en U inversO. Ainsi elle serait de faible voltage aussi bien pour les hauts degrds que pour les bas niveaux de vigilance, alors qu'elle prdsenterait une amplitude m a x i m u m lors d ' u n niveau o p t i m u m d'6veil. Mais ces diff6rentes 6tudes et les interpr6tations qu'elles ont suscit6es ne font pas l'unanimit6. Plusieurs auteurs en effet ont soulign6 l'extr~me variabilit6 de la V.C.N. rant chez des individus diffdrents que chez des m6mes individus, et y ont vu une raison suffisante pour renoncer 5, son utilisation pratique (STnAUMANrS et al., 1969 ; VAUGHAN,1978). D ' a u t r e s chercheurs ont tent6 de minimiser ce probl6me et se sont efforc6s de d6montrer la fiabilit6 de la V.C.N. qui, malgr6 une certaine variabilit6 conserve un coefficient de corr61ation satisfaisant entre deux examens suecessifs (COHEN, 1969 ; ROTH et al., 1975 ; Gn~ESEL et BARTEL, 1975).
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- - Enfin, il tentera de pr6ciser les rapports qui existent entre les diff6rents param6tres 61ectrophysiologiques 6tudi6s et une mesure comportementale, le Temps de R6action. M I~THODOLOGIE POPULATION. 17 sujets, 6tudiants, volontaires, de sexe masculin, fig6s de 20 5- 26 ans o n t p a r t i c i p 6 / t cette exp6rience. Ils venaient tous a u l a b o r a t o i r e p o u r la p r e m i e r e lois et ils ont 6t6 r6tribu6s p o u r leur contribution. Trois d ' e n t r e eux o n t 6t6 61imin6s p o u r des raisons techniques. Parmi les 14 restant, 10 o n t r6v616 une am61ioration progressive des t e m p s de r6action, t o u t le long de la sdance exp6rimentale, 4 au c o n t r a i r e o n t montr6 une a l t 6 r a t i o n de leurs p e r f o r m a n c e s a l l a n t de pair avec l ' i n s t a l l a t i o n d ' u n certain 6tat de somnolence. PROTOCOLE EXPI~RIMENTAL.
En fin de compte, le but de ce travail est triple :
Le sujet est allong6 sur un lit, dans une piece faradis6e, sombre, isol6e p a r une d o u b l e porte de la c a b i n e d'enregistrement. 11 d o l t g a r d e r les yeux ferm6s p e n d a n t la s6ance e x p 6 r i m e n t a l e a u cours de laquelle il a h ex6cuter une tgche de t e m p s de r6action simple avec signal avertisseur. Le signal avertisseur ou signal p r 6 p a r a t o i r e (S1) est u n son bref (50 ms environ) de 1000 Hz, d61ivr6 au niveau de deux petits h a u t - p a r l e u r s plac6s 5_ 10 cm des oreillesl Le signal i m p 6 r a t i f ou signal d ' e x 6 c u t i o n ($2) est un s o n de tonalit6 a n a l o g u e mais de plus l o n g u e dur6e que le sujet dolt i n t e r r o m p r e en a p p u y a n t sur un b o u t o n avec la m a i n droite. L ' i n t e r v a l l e de temps entre les deux stimuli est t o u j o u r s de 1,5 s et il n'existe pas d ' i n c e r t i t u d e t e m p o r e l l e p e n d a n t cette p6riode p r 6 p a r a t o i r e ; le sujet est donc it m~me de synchroniser signal et r6ponse et il p e u t pr6senter alors des rdponses anticipatives. Mais, l o r s q u ' a u cours d ' u n essai, il a p p u i e a v a n t l ' a p p a r i t i o n de la deuxi6me s t i m u l a t i o n , il p r o v o q u e u n rejet a u t o m a tique de cet essai. La seule incertitude de ce p r o t o c o l e e x p 6 r i m e n t a l p r o v i e n t d u m o m e n t oil survient Ie p r e m i e r des deux stimuli. L ' i n t e r v a l l e de temps entre deux couples de s t i m u l a t i o n s est en effet al6atoire et varie de 15 535 s. En moyenne, une s6ance dure de 45 ~ 60 m i n u t e s et 120 5- 150 couples de stimuli sont d6livr6s afin d'en
- Tout d'abord, il vise ft. 6tudier de faqon systdmat que les variations des diff6rents paramOtres de la V.C.N. afin de savoir si elles surviennent de faqon
extraire 96, exempts d'art6facts. La Iongue durde de ce protocole exp6rimental, la simplicit6 de la t'ache motrice et la monotonie des stimulations auditives contribuent 5favoriser les ph6nom~nes d'habituation,
Dans t o u s ces cas cependant, Ia variabilit6 de la V.C.N. a 6t6 consid6rde c o m m e un phdnom6ne g~nant et inddsirable qui 6chappe h toute loi. C'est ce probl6me de la variabilit6 de la V.C.N. que nous avons voulu 6tudier de faqon syst6matique ; et /~ l'inverse de la p[upart des auteurs qui ont enregistr6 la V.C.N. darts des conditions d'hyper-vigilance (sujets qui, les yeux ouverts, doivent exOcuter des tfiches difficiles au cours d ' u n e s6ance pr6sentant de fr6quentes interruptions), nous avons utilis6 des conditions exp6rimentales tr6s ~ reposantes >> : longue sdance d'enregistrement qui se d6roule sans interruption chez des sujets qui, les yeux ferm6s, doivent remplir une tgtche peu contraignante. Dans ces conditions, nous avons favoris6 les variations d'amplitude de la V.C.N., de m6me d'ailleurs que les fluctuations de la vigilance.
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M. T I M S I T - B E R T H I E R
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FIG. I. --. T r a i t e m e n t des d o n n 6 e s . Treatment o f data. TECIINIQUE D ~ENREGISTREMENT.
TRAITEMENT DES DONNEES.
N e u f 61ectrodes n o n p o l a r i s a b l e s , d ' a r g e n t c h l o r u r 6 , r e p o s a n t s u r des c u p u l e s en p l a s t i q u e (CooeER et al., 1979) s o n t plac6es en Fz, Cz, Pz, C3, C4, P3 et P4 selon le syst6me i n t e r n a t i o n a l 10-20 d6crit p a r JASPEr~ en 1958 et a u n i v e a u de la r 6 g i o n s o u s - o r b i t a i r e g a u c h e et d u l o b e de l'oreille g a u c h e ( A I ) . L ' a c t i v i t e E . E . G . et E . O . G . est enregistr6e ~t l ' a i d e d ' u n a p p a r e i l E . C . E . M . (16 canaux) selon deux caractdristiques d'amplification diff6rentes :
ll est effectu6 p a r u n P D P 11/40 D e c L a b - 28 K de m 6 m o i r e et p o r t e sur les activit6s enregistr6es s u r les m o n t a g e s Cz - A I ; r6gion s o u s - o r b i t a i r e g a u c h e - - A1 et P3 - P4 (cf. fig. 1). Ces activit6s s u b i s s e n t u n f i l t r a g e a c t i f ( f r 6 q u e n c e de c o u p u r e : 33 H z , a t t 6 n u a t i o n : 30 d b / o c t a v e ) . L ' 6 c h a n t i l l o n n a g e est effectu6 b_ la vitesse de 64 p o i n t s - s e c o n d e .
- - les 4 m o n t a g e s r6f6rentieIs ( F Z - A1 ; C Z - A1 ; Pz - A1 ; r 6 g i o n s o u s - o r b i t a i r e g a u c h e - A I ) s o n t a m p l i fi6s avec u n e c o n s t a n t e de t e m p s de 5 s, cette c o n s t a n t e de t e m p s n o u s a p a r u s u f f i s a n t e d a n s la m e s u r e off la V . C . N . q u e n o u s o b t e n o n s n e d u r e q u ' u n e s e c o n d e et demie. - - les six m o n t a g e s b i p o l a i r e s (Cz - C3 : C z - C4 ; C3 - C4 ; P z - P3 ; P z - P4 ; P3 - P4) s o n t a m p l i f i 6 s a v e c u n e c o n s t a n t e de t e m p s de 0,3 s, P a r ailleurs, le t e m p s de r 6 a c t i o n de m e m e q u e l'61ect r o c a r d i o g r a m m e s o n t 6 g a l e m e n t enregistr6s et l ' e n s e m ble de ces d o n n 6 e s est o b t e n u s u r p a p i e r .
N o t r e p r o g r a m m e d ' a e q u i s i t i o n p e r m e t grfice fi la v i s u a l i s a t i o n c o n t i n u e de ces trois c a n a u x de c o n t r 6 1 e r la q u a l i t 6 des 6 c h a n t i l l o n s successifs s u r lesquels p o r t e l ' a n a l y s e et de s u p p r i m e r les s i g n a u x a r t 6 f a c t 6 s . N o u s a v o n s pr6f6r6 cette p r o c 6 d u r e s o u p l e ~_ t o u t e m 6 t h o d e de r6jection a u t o m a t i q u e des a r t 6 f a c t s , qui m a l g r 6 s o n a p p a r e n c e de r i g u e u r n o u s est a p p a r u e "~ l ' u s a g e , infin i m e n t t r o p rigide. Seules s o n t rejet6es a u t o m a t i q u e m e n t les sSquences a u c o u r s desquelles le sujet a p p u i e a v a n t S2. A u t o t a l , 96 6 p o q u e s de 8 s e c o n d e s (5 s qui p r 6 c ~ d e n t la s u r v e n u e d u p r e m i e r s t i m u l u s et 3 s qui lui succ~dent) s o n t 6 c h a n t i l l o n n 6 e s et subissent selon l e u r p r o v e n a n c e des t r a i t e m e n t s m a t h 6 m a t i q u e s diff~rents a f i n d ' o b t e n i r d ' u n e p a r t la V . C . N . , d ' a u t r e p a r t le spectre de p u i s s a n c e .
COMPARAISON DE LA v . C . N .
ET DE L ' E . E . G .
401
QUANTIFIt~
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FIG. 2. - - E x e m p l e des donn6es obtenues g r a p h i q u e m e n t : c h a q u e V.C.N. et c h a q u e spectre sont o b t e n u s p a r le m o y e n n a g e de 48 essais. E n h a u t : donn6es c o n c e r n a n t les 6 premi6res s6quences. E n bas : donn6es c o n c e r n a n t les 6 derni6res s6queuces. On voit l ' a t t 6 n u a t i o n de l ' a m p l i t u d e de la V.C.N. et la d i s p a r i t i o n de la r6activit6 du r y t h m e a l p h a lors d u deuxi~me enreg i s t r e m e n t (6 derni6res s6quences).
Example of data obtained by graphic means : each C N V and each spectrum are the means o f 48 studies. Above : data concerning the first 6 sequences. Below : data concerning the last 6 sequences. There is a reduction in amplitude of C N V and disappearance of the reactivity of the alpha rhythm during the secondrecording (last 6 sequences). - - Les s i g n a u x p r o v e n a n t des d e u x m o n t a g e s r6f6rentiels sont moyenn6s sur une p6riode de 4 secondes (1 s a v a n t S1 et 3 s apr6s S1), ce qui p e r m e t d ' o b t e n i r la V.C.N. et de contr61er I ' E . O . G . c o n c o m i t a n t . --Les s i g n a u x p r o v e n a n t d u m o n t a g e bipolaire P3 - P4 sont trait6s p a r un p r o g r a m m e de F.F.T. (COOLEY et TUKEV, 1965), darts le but d ' o b t e n i r deux cat6gories de mesures : une premi6re qui refl6te le n i v e a u de vigilance du sujet, dans u n 6tat de repos, a v a n t q u ' i l se soit engag6 dans une tgtche, et une seconde qui t r a d u i t les m o d i f i c a t i o n s de l'6Iectrog6n6se c6r6brale induites par la t~che. C ' e s t cette d o u b l e exigence qui nous a amen6s t o u t d ' a b o r d 5. effectuer deux spectres successifs, le pre-
Rev. d'E.E.G. Neurophysiol., 1979, t. 9, n o 4.
mier p o r t a n t sur la p6riode qui pr6c6de i m m 6 d i a t e m e n t S1 et le second qui p o r t e sur l ' i n t e r v a l l e p r 6 p a r a t o i r e S1 - $2 (fig. 1), ensuite 5. utiliser u n p 6 r i o d o g r a m m e d ' u n e seconde, qui certes n o u s d o n n e une faible r6solution dans l ' a p p r 6 c i a t i o n des diff6rentes fr6quences, m a i s qui est suffisant p o u r appr6hender la r6activit6 de l ' a l p h a Ainsi, lors de c h a q u e essai, deux secondes sont analys6es : celle qui pr6c6de i m m 6 d i a t e m e n t S1 (p6riode pr6S1, de repos) et celle qui lui Succ6de i m m b d i a t e m e n t (p6riode post-S1, d'activit6). On o b t i e n t ainsi p o u r c h a q u e enregistrement 96 spectres unitaires de repos et 96 spectres unitaires d'activit6. 28
402
M. TIMSIT-BERTHIER ET COLL.
ANALYSE DES DONNEES.
Son but est de permettre I'6valuation des variations pr6sent6es par les diff6rents param~tres de la V.C.N., du spectre de puissance et du temps de r~action, tout le long de la s~ance exp6rimentale qui comporte, rappelonsle, 96 couples de stimulations. Ainsi, l'on effectue 12 moyennes partielles portant chacune sur 8 essais et l'on obtient ainsi 12 s~ries de valeurs num6riques qui se rapportent aux 12 V.C.N. d'une part et aux 12 spectres de repos et au 12 spectres d'activit6 d'autre part. Par ailleurs, afin d'obtenir une vision plus g6n6rale de l'ensemble des parambtres 6tudi6s, les donn6es sont repr6sent6es graphiquement (BENSON II02) SOUSforme de 2 moyennes portant chacune sur une sommation de 48 essais. Chaque sujet est ainsi caract6ris6 graphiquement par 2 V.C.N. successiveset par 2 spectres de repos et 2 spectres d'activit6 (fig. 2). MESURE DES DONNI~ES.
P o u r c h a c u n e des 12 m o y e n n e s partielles, une s6rie de mesures p o r t a n t sur la V.C.N. d ' u n e p a r t et le spectre de p u i s s a n c e de I ' E . E . G . de l ' a u t r e , sont pratiqu6es : - - E n ce qui concerne la V.C.N. (fig. 3), les mesures d ' a m p l i t u d e o n t 6t6 6valu6es en r6f6rence h u n pulse de c a l i b r a t i o n de + 20, - - 20 btV, plac6 en s6rie sur la d6riv a t i o n Cz - A1 et s o m m 6 de la m~me faqon que le signal E . E . G . On m e s u r e ainsi : - - la n6gativit6 post-S1, qui r e c o u v r e la p a r t i e pr6coce de la V.C.N. et qui est appr6ci6e p a r la diff6rence de v o l t a g e entre la m o y e n n e des p o i n t s situ6s entre 500 et 700 ms apr~s S1 et la ligne de base calcul6e en f a i s a n t la m o y e n n e des points situ6s une seconde a v a n t S1 ; - la n6gativit6 pr6-S2, qui recouvre la partie t a r d i v e de la V.C.N. et qui est appr6ci6e p a r la diff6rence de v o l t a g e entre la moyemae des p o i n t s situ6s entre 1 300 et 1 500 ms apr6s S1 et la ligne de base d6finie p r 6 c 6 d e m m e n t ; - - la positivit6 post-S2, mesur6e p a r la diff6rence de v o l t a g e entre la m o y e n n e des p o i n t s situ6s entre 300 et 500 m s apr~s $2 et la ligne de base repr6sent6e p a r la n6gativit6 pr6-S2. P a r ailleurs, nous a v o n s ajout6 une m e s u r e qui a l e m6rite d ' 6 c h a p p e r a u p r o b l 6 m e toujours 6pineux de la r6f6rence ~t u n e ligne de base : il s ' a g i t de la p e n t e de la V.C.N., calcul6e p a r l ' a n g l e form6 entre la d r o i t e A B et une ligne h o r i z o n t a l e . Cette droite A B a p o u r abscisses les valeurs centrales des deux zones de 200 ms qui servent /t mesurer la n6gativit6 post-S1 et la n6gativit6 pr6-S2 et p o u r ordonn6es les a m p l i t u d e s m o y e n n e s c o r r e s p o n dantes. En p r a t i q u e , le p o i n t A est mesur6 ~t 600 ms, et le p o i n t B "/1 1 400 ms. Cette pente est positive lorsque le n i v e a u du p o i n t B e s t plus h a u t que celui du p o i n t A ; elle s ' a n n u l e lorsque A et B sont ~t la m6me h a u t e u r et s'inverse l o r s q u e B est plus b a s q u e A. - - Era ce qui concerne le spectre de puissance, l ' o n 6value sous f o r m e de p o u r c e n t a g e la p u i s s a n c e relative de c h a q u e b a n d e de fr6quence p a r r a p p o r t ~t la p u i s s a n c e t o t a l e du signal.
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4
FIG+ 3. - - Mesure des donn6es.
Measurement of data. L a b a n d e d e l t a concerne les fr6quences a l l a n t de 1 h 4 c/s ; la b a n d e th~ta de 4 /t 7 c/s ; la b a n d e a l p h a de 8 ~t 12 c/s et la b a n d e bata de 13 ~t 25 c/s. D a n s la m e s u r e o a n o t r e int6r~t reposait p r i n c i p a l e m e n t sur l ' 6 t u d e de la vigilance, n o u s avons v o u l u extraire de ces donn6es globales les mesures les plus significatives. Et, en nous i n s p i r a n t des q u o t i e n t s mis au p o i n t p a r MATOUSEK et PETERSEN (1973) et repris plus r 6 c e m m e n t p a r MATEJCEK (1979), nOUS a v o n s calcul6 u n indice de vigilance repr6sent6 p a r le r a p p o r t du ~ d ' a l p h a / le ~ de t h e t a + le de delta. Cet indice est calcul6 n a t u r e l l e m e n t au n i v e a u d u spectre m o y e n de repos, p o u r chacune des 12 s6quences successives. Par ailleurs, p o u r appr6cier les m o d i f i c a t i o n s de I ' E . E . G . dans l ' i n t e r v a l l e p r 6 p a r a t o i r e S1 - $2 et p r i n c i p a l e m e n t la r6activit6 de l ' a l p h a , nous avons mesur6 u n 2 ° indice en s o u s t r a y a n t du p o u r c e n t a g e a l p h a du spectre de r e p o s (spectre 1) le p o u r c e n t a g e d ' a l p h a du spectre d ' a c t i v i t 6 (spectre 2). Cet indice est repr6sent6 p a r a l p h a 1 a l p h a 2. S'il est positif, il y a d 6 s y n c h r o n i s a t i o n de l ' a l p h a ; s'il est nul, il n ' y a a u c u n e m o d i f i c a t i o n de l ' a l p h a d a n s l ' i n t e r v a l l e SI - S2 ; s'il pr6sente une v a l e u r n6gative, l ' a l p h a se renforce, > a u cours de la V.C.N. Ces diff6rentes valeurs n u m 6 r i q u e s o n t d ' a b o r d 6t6 analys6es p a r les tests statistiques classiques. Mais l ' 6 n o r m e variabilit6 inter-individuelle nous a fait r e n o n c e r 5. l ' u t i l i s a t i o n de tests p a r a m 6 t r i q u e s et n o u s a v o n s eu recours, p o u r tester la validit6 de nos hypothbses, ~ u n test de r a n g n o n p a r a m 6 t r i q u e : le v de KENDALL (1970).
RESULTATS
t~tude de lYvolution temporelle des diffOrents paramktres de la V.C.N. L e s d o n n 6 e s o b t e n u e s c h e z les 14 s u j e t s o n t 6t6 m o y e n n 6 e s p o u r c h a c u n e des 12 s 6 q u e n c e s succes-
403
COMPARAISON DE LA V.C.N. ET DE L'E.E.G. QUANTIFIt~ sives, et les r6sultats concernant chacune des 3 mesures d'amplitude de la V.C.N. sont reprdsentds au niveau de la figure 4. On peut relever les 616ments suivants :
,
Negativite
o
]
~
T.ao "~° 1.20
- - La n6gativit6 post-Sl et la n6gativit6 pr6-S2 prdsentent une 6volution en tout point parall61e et peuvent donc 8tre consid6r6es c o m m e 2 aspects du
D
,.so"6°~ ~
,.,o s~qo~,ce~
,
~
3
,
5
~
~
~
~
,o
,
,~
post-S1
5"00 t 4,ao
-8 ~ -7
(11-02
3.00 -6
2.00
-5
1,00
-4 S~quences
-3 -2 -t I
i
i
I
I
i
i
I
i
I
I
Sequences
Negatlvlt& pre-S2 IJ r
--20" --IO" --16"
2
FIO. 5. - - ]~vo]ution des valeurs moyennes des deu× indices ca]cul6s A partir du spectre de puissance de I'E.E.G. : i n d i c e alpha / thSta d- delta et Jndice alpha de repos - - ~ alpha d'activit6 ( N = 14). Les erreurs standard de la moyenne sont repr~sent6es par des traits verticaux. Changes in mean values o f the two indices calculated f r o m the p o w e r spectrum o f the E E G : index alpha/theta + delta ; index % alpha at rest - - % alpha during activity (N = 14). The standard errors of" the means are represented b y vertical lines.
--14"
--IO --8 --6 --4 --2 Sequences
t I
I 2
I 3
1 *
i 5
I 6
I 7
I 8
Positiviti
P 9
i to
Iii
I 12
post-S2
mSme ph6nom6ne, ce qui n ' e s t pas 6tonnant dans la mesure off n o t r e intervalle S1 - $2 est trop bref p o u r permettre h la V.C.N. pr6coce de se diffdrencier enti6rement de la V.C.N. tardive. N o u s avons pu v6rifier clue ces deux mesures sont fortement corr616es h la lois entre s6quences (-r = . 687, p. -- 0.001) et 6galement entre sujets (-r = . 473, p. = 0.01).
lay
16 14 12 10
Seq ......
:
2
/
/
;
~6
I
8
9I
,PO
111
112
FIG. 4. - - t~volution des valeurs moyennes des n6gativit6 post-S1, n6gativit6 pr6-S2 et positivit6 post-S2 au cours de 12 s6quences successives (N = 14). Les erreurs standard de la moyenne sont repr6sent6es par des traits verticaux. Changes in mean values o f negativity Post-Sl, negativity Pre-S2, and positivity P o s t - S 2 during 12 successive sequences (N = 14). The standard errors o f the means' are represented by vertical lines.
--Ces ph6nom6nes n6gatifs 6voluent diff6remment au cours des 2 grandes parties de la s6ance exp6rimentale. En effet, lors des 6 premi6res sdquences, on assiste h une diminution progressive de l'amplitude de la n6gativit6 post - S1 et de la ndgativit6 pr6 - $2. Cette derni6re passe de 21 ~V lors de la 1 re s6quence b, 8 [xV lors de la 6 ° s6quence et pr6sente donc une variabilit6 importante (~ = 4,5). A u contraire, lors des 6 derni6res sdquences, dans la deuxi6me partie de l'examen, ces param6tres n6gatifs paraissent beaucoup plus stables. Ainsi, la n6gativit6 pr6 - $2 oscille a u t o u r de 11 ~V avec un 6cart-type de 0,7. Certes, ces donn6es n'excluent pas que l ' o n puisse rendre compte de cette 6volution par l'existence d'une d6croissance exponentielle de ces valeurs. Mais cette hypoth6se reste b. v6rifier.
404
M. TIMSIT-BERTHIER ET COLL.
A l'inverse, la positivit6 post- S2 est b e a u c o u p plus stable d u r a n t t o u t e la dur6e de l'enregistrement. U n e diff6rence m a x i m a l e de 4 [xV est relev6e e n t r e les valeurs extr6mes, et l'6cart-type est de 1,35. -
-
R e l a t i o n entre Ies d i f f d r e n t s paramOtres de la V . C . N . et les indices de l'analyse spectrale.
L ' 6 v o l u t i o n des valeurs m o y e n n e s de l'index a l p h a / th~ta + delta est repr6sent6e a u n i v e a n de la figure 5. C e t index oscille e n t r e des valeurs de 1,2 et de 1,5. L ' 6 t u d e des corrdlations entre cet indice et les diff6rents p a r a m ~ t r e s de la V.C.N. est illustr6e p a r le t a b l e a u I.
absence de r6activit6 du r y t h m e a l p h a voire h u n e h y p e r s y n c h r o n i s a t i o n paradoxale de l ' a l p h a lors des t o u t e s derni5res sdquences. L ' 6 t u d e des corr61ations entre cet indice et les diff6rents p a r a m 6 t r e s de la V•C.N. a d o n n 6 les r6sult a t s illustr6s p a r le tableau II. TABLEAU II. - - Corrdlation entre les valeurs moyennes de l'indice E.E.G. de rdactivitd du rythme alpha (1 s a v a n t S I et 1 s aprks S1) et les diffdrents paramOtres de la V.C.N.
Correlation between mean values of the E E G index for reactivity of the alpha r y h t h m (1 see. before S1 and 1 sec. after Sl) and the different parameters of CNV. % c~ repos - % ct activitd
v
P
TABLEAU I. - - Corrdlation entre les valeurs moyennes de l'indice E E . G . de vigilance alpha / thgta + delta et les diffdrentes mesures de la V.C.N. L e s valeurs significatives sont en itaBques.
N6gativit6 post-S1
+ 0,696
. 001"*
N6gativit6 pr6-S2
+ 0,545
. 008**
Correlation between the m e a n values of the E E G index of vigilance alpha/theta + delta and the different measurements of CNV. Significant values are indicated by italics•
Positivit6 post-S2
- - 0,273
. 121
Pente de la V.C.N.
+ 0,455
. 023*
0+8 N6gativit6 post-S 1
-t- 0,242
N6gativit6 pr6-S2
+ 0,333
Positivit6 post-S2
+ 0,121
Pente de la V.C.N.
+ 0,394
•
138
• 075 •
316 • 043 *
I1 a p p a r a i t clairement q u ' a u c u n e des m e s u r e s d ' a m p l i t u d e de la V.C.N. ne pr6sente de corr61ation avec l'index a l p h a / thSta + delta. P a r contre, la pente de la V.C.N. prdsente u n e corr61ation tr6s significative avec cet indice E.E.G. et cette donn6e originale mdrite d'Stre relev6e. L e s valeurs m o y e n n e s de l'index ~ alpha de repos & a l p h a d'activit6 d6croissent assez r6guli6rement p e n d a n t t o u t e la s6ance d ' e n r e g i s t r e m e n t (fig. 5). Ainsi, la d 6 s y n c h r o n i s a t i o n des activit6s a l p h a qui est c o n c o m i t a n t e de l'intervalle pr6paratoire S1 - $2 n ' a p p a r a t t tr6s n e t t e m e n t que lors des 4 premi6res s6quences, puis elle a t e n d a n c e ~t laisser place h u n e
I1 a p p a r a l t tr6s n e t t e m e n t que de n o m b r e u s e s corr61ations positives s o n t observ6es, t a n t avec la n6gativit6 p o s t - Sl et pr6 - S2 q u ' a v e c la pente de la V.C.N. P a r contre, la positivit6 p o s t - $2 ne prdsente a u c u n e relation avec cet indice. R e l a t i o n entre les diffdrents indices ~lectrophysiolog i q u e s ( V . C . N . et spectres) et le t e m p s de r~action.
D a n s le b u t de pouvoir c o m p a r e r n o s rdsultats avec ceux de la litt6rature, n o u s a e o n s pratiqu6 cette 6tude u n i q u e m e n t sur les 10 sujets qui o n t prdsent6 u n t e m p s de r6action rapide t o u t le long de l ' e x a m e n et n o u s a v o n s n6glig6 les 4 sujets d o n t les perform a n c e s se s o n t alt6rdes /t la fin de l ' e n r e g i s t r e m e n t d u fait de l'existence d ' u n 6tat d ' a s s o u p i s s e m e n t , n o u s rdservant le soin de traiter ce probl6me particulier ult6rieurement. L ' 6 t u d e des corrdlations entre le t e m p s de r6action et les diffdrentes donndes 61ectrophysiologiques est illustrde p a r le tableau III. ,, I1 a p p a r a R trbs n e t t e m e n t que ni les m e s u r e s d ' a m plitude de la V.C.N., ni les indices calcul6s ~ partir d u spectre de puissance ne prdsentent e n m o y e n n e de
405
COMPARAISON DE LA V.C.N. ET DE L E.E.G. QUANTIFIt~ TABLEAU III. - - Corrdlation entre les valeurs moyennes
TEMPS
du temps de rdaction et les diff6rentes variables dlectrophysiologiques, rant de la V.C.N. que du spectre de puissance. Les valeurs significatives sont en itaBques.
DE
REACTION
msec
IBO
Correlation between the mean values of reaction time and the different electrophysiological variables both for the CNV and the power spectrum. Significant values are indicated by italics.
170
T60
150
v
P
N6gativit6 post-S1
0,071
421
N6gativit6 pr6-S2
0,182
226
0,212
187
Temps de rdaction
,,o i J
Positivit6 post-S2 Pente de la V.C.N.
c~ repos - ~ c~ activit6
m 0,364
060*
÷ 0,030
472
+ 0,121
317
I
I
I
I
I
t
I
t
t ~
Pente de la V C N • 01a i
• Ol6 °t5 f ol4 •
corr61ation positive avec le temps de r6action. Par contre, seule notre nouvelle mesure, la pente de la V.C.N., pr6sente une corrdlation nette avec le temps de r6action (v = 0.364). Cette 6volution parall61e du temps de r6action et de la pente de la V.C.N. est illustrde clairement par la figure 6, Sur ce graphique, l'on peut voir que plus la pente de la V.C.N. diminue, c'est-/i-dire plus la pattie terminale de la V.C.N. a tendance tt pr6senter le m6me niveau que sa pattie prdcoce, plus le temps de r6action a tendance tt augmenter. L'int6r~t de ces r6sultats m6rite d'6tre soulign6 : la pente de la V.C.N. en effet, combine 2 mesures de la V.C.N, (n6gativit6 post - S1 et n6gativit6 pr6 - $2) et de plus, eIle est corr61de avec le niveau de vigilance apprdci6 par un index E.E.G. (alpha = th6ta ÷ delta) et avec une mesure comportementale (le temps de r6action). Ces rdsultats, quoique 6tablis sur un petit nombre de sujets, pr6sentent un haut degr6 de signification. DISCUSSION Ces travaux apportent trois ordres d'informations, le premier se rapporte ~. la variabilit6 de la V.C.N., les deux derniers ont trait aux relations de la V.C.N. d'une part avec les indices d ' E . E . G , quantitatifs, d'autre part avec le temps de rdaction,
o13 • o12
i
,Ol0 1
[
I
I
i
I
i
I
÷
~
1
........
1
2
3
4.
5
6
7
8
9
"-~--'-+------+ 10
II
12
FIG. 6. --- I2volution des valeurs moyennes du temps de r6action et de la pente de la V.C.N. (N = 10). Changes in the mean values o f the reaction time and C N V slope ( N = 10).
- - L a variabilitd de la V.C.N., tant de fois d6cride par diff6rents auteurs (STRAUMANIS et aL, 1 9 6 9 ; VAtr~HAN, 1978) ne pr6sente pas un caract6re enti6remerit al6atoire mais elle peut, du moins en partie, 6tre syst6matis6e. Ainsi les parambtres n6gatifs de la ~ . C . N . (parties pr6coce et terminale de la n6gativit~) subissent une diminution &litude progressive p e n d a n t la premi6re pattie de l'examen, puis ont tendance tt se stabiliser et h fluctuer autour d ' u n e valeur moyenne. A l'inverse la positivit6 post - $2 pr6sente un aspect plus stable. On pourrait ainsi parler d ' u n e certaine habituation de la V.C.N., due /~ la r6p6tition m o n o t o n e des stimulations.
Ces r6sultats appellent plusieurs commentaires : la notion d ' > n ' e s t pas nouvelle. Elle a d6jh 6t6 signal6e par GREY WALTER, qui d6s sa publication princeps de 1964 attirait
406
M. TIMSIT-BERTHIER ET COLL.
l ' a t t e n t i o n sur l'att6nuation progressive de l ' o n d e d ' a t t e n t e lorsque la situation expdrimentale se prolongeait ; et des donn6es analogues ont 6t6 rapport6es p a r LEIFER et al. (1976) et GRIESEL et BARTEL (1975). Par ailleurs, la notion de stabilit6 relative de la V.C.N. aprbs une certaine p6riode est utilis6e intuitivement par TECCE et al. (1975). Ces auteurs parlent en effet d ' u n e premi6re s6ance exp6rimentale qui sert h 1' du sujet, alors que les mesures de la V.C.N. ne c o m m e n c e n t qu'5, la deuxi6me sdance. L ' e n s e m b l e de ces donn6es s'accorde bien avec le modble prdsent6 r6cemment par COOVER et al. (1978), qui p r o p o s e n t une th6orie bimodale de la V.C.N. : cette onde constituerait tout d ' a b o r d un ph6nombne ~< scopeutique >>, instable et sujet h des ph6nombnes &habituation, pour 6tre ensuite un ph6nom6ne ~( cat6gorique ~), correspondant 5. un c o m p o r t e m e n t automatique, peu susceptible de pr6senter des variations &litude. - - L'dtude des relations entre l'amplitude de la V.C.N. et les deux indices d'E.E.G, quantitatifs (alpha / t h & a + delta et alpha de repos - - alpha d'activit6) nous semble particulibrement intdressante d ' u n point de vue th6orique. L' > de la V.C.N. n ' e s t pas parall61e ~. une modification du nivean de vigilance, tel q u ' o n le mesure du moins par u n indice d ' E . E . G , quantitatif (index alpha / th6ta ÷ delta). Elle est concomitante par contre d ' u n e diminution de la rdactivit6 de l'alpha dans l'intervalle S1 - $2 (alpha de repos - alpha d'activit6). Ces r6sultats remettent en question le mod61e propos6 par TECCE (1972), selon lequel les modifications d ' a m p l i t u d e de la V.C.N. seraient fonction des fluctuations de la vigilance (relation en U invers6). IIs invitent par contre g consid6rer la V.C.N. c o m m e un ph6nom6ne apparent6 h la r6action &orientation, qui c o m m e elle s'attdnue en fonction du t e m p s et de la rdp6tition m o n o t o n e des stimulations. En ce sens, ils laissent ~t penser que l'utilisation des concepts bas6s sur la thdorie de Pavlov ou sur la thdorie de l'information serait peut-&re la plus addquate pour en interpr6ter les diverses modalitds d'6volution. - - L'dtude des relations entre les diffdrents paramOtres dleetrophysiologiques et le temps de rdaction apporte des r&ultats en tous points comparables ~. ceux prdsentds par la plupart des auteurs qui se sont int6ress6s / t c e sujet (revue gdn6rale in McADAM,
1973) : il n'existe aucune corr61ation entre l'amplitude de la V.C.N. et le temps de rdaction. Par contre, des rdsultats plus encourageants ont 6t6 obtenus en utilisant une mesure peu employ6e jusqu'~t pr6sent, lapente de la V.C.N. En effet, nous avons trouv6 une eorr61ation tr6s nette entre celle-ci et le temps de r6action, et cette nouvelle mesure nous semble en tous points digne d'int6r6t puisqu'elle constitue la synth6se, non seulement des diff6rents 616ments constitutifs de la V.N.C. (parties pr6coce et termi1aale de la V.C.N.), mais aussi des indices 61ectrophysiologiques qui se r a p p o r t e n t au niveau de la vigilance et 5. la rdactivit6 du rythme alpha dans l'intervalle pr6paratoire.
CONCLUSION Ces travaux ont permis de mieux systdmatiser les variations &litude de la V.C.N. au cours d ' u n e longue sdance exp6rimentale. Leur int6r6t est ~t la fois pratique et th6orique : ils permettent de mieux contr61er les variations &litude de la V.C.N. et ainsi de les interpr6ter avec plus de pertinence ; ils p e r m e t t e n t 6galement de tester, par de nouvelles mesures, les diffdrents mod61es explicatifs de la V.C.N. ; ils visent, en fin de compte, ~t d6couvrir quels sont les concepts les plus addquats ~. la compr6hension de ce ph6nom~ne 61ectrophysiologique. BIBLIOGRAPHIE 1. ABRAHAM(P.), MCCALLUM(W. C.), DOCHERTY (T.), NEWTON (P.) and Fox (A.). The CNV in schizophrenia. Electroenceph. clin. Neurophysiol., 1974, 36, 217-218. 2. ASHTON (H.), MILLMAN (J. E.), TELt~ORD (R.) and THOMPSON (J. W.). The effects of caffeine, nitrazepam, and cigarette smoking on the CNV. Electroenceph, clin. Neurophysiol., 1974, 37, 59-71. 3. COHEN (J.). Very slow potentials relating to expectancy : the C.N.V. In : DONCHIN (E.) and LINDSLEY (D. B.) (Eds). Average evolced potentials : Methods, Results, and Evaluation. Washington D. C., U. S. Government Printing Office, 1969, pp. 143-198. 4. COOLEY (J. W.) and TUKEY (J. W.). An algorithm for machine calculation of complex Fourier serie. Math. Comput., 1965, 19, 297-301. 5. COOPER (R.), MCCALLUM (W. C.) and PAPAKOSTOPOULOS (D.). Bimodal slow potential theory of central processing. In : OTTO (D. A.) (Ed.) : MMtidisciplinary Perspectives in Event-Related Brain Potential Research. Washington D. C., U.S. Government Printing Office, 1978, pp. 651-656.
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