PHYSIOLOGIE DE DIVERS ATTITUDES ET MOUVEMENTS

L'explication détaillée des divers mouvements que les membres sont susceptibles d'exécuter nous entraînerait beaucoup trop loin, car plusieurs de ces mouvements sont d'une complication extrême. Une étude complète des mouvements des doigts quand ils écrivent serait fort longue. Celle des diverses formes de la marche ne saurait être résolue complètement qu'avec le secours de l'analyse mathématique; le membre variant constamment de position, il faudrait dècomj)oser le pas en un nombre infini de périodes élémentaires et additionner les effets produits pendant toutes ces périodes. Nous nous bornerons donc à l'examen rapide des principaux mouvements (|ue les divers muscles produisent.

Station verticale. On démontre, en mécanique, que pour qu'un corps })uisse se maintenir en équilibre, il faut (juune ligne verticale passant par son centre de gravité, c'est-à-dire par le point

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d'application de toutes les forces qui agissent sur lui, tombe dans la base de sustentation. Chez l'homme, la base de sustentation est formée par les pieds; plus cette base est large, c'est-à-dire plus les pieds sont écartés, plus l'équilibre est stable, car on peut donner alors aux mouvements du tronc plus d'amplitude, sans que la verticale passant par son centre do gravité cesse de tomber dans l'intérieur de la base de sustentation. Ce centre de gravité est a la rencontre d'un plan vertical qui partagerait symétriquement le corps en deux, et d'un plan horizontal qui le couperait au niveau de la dernière vertèbre lombaire.

Chez l'homme qui porte un fardeau, le centre de gravité se déplace, et pour que la verticale menée par le centre de gravité continue à passer par la base de sustentation, le corps est obligé de prendre certaines attitudes particulières; c'est ainsi que l'homme qui porte un fardeau sur le dos s'incline en avant; si, au contraire, il le porte en l'appuyant sur le ventre, il s'incline en arrière — attitude d'une personne obèse ; — quand le fardeau est d'un seul côté du corps, comme lorsqu'on porte un arrosoir, par exemple, le corps se penche instinctivement du côté opposé.

La station verticale du corps n'est possible que par la contraction de certains muscles qui empêchent les membres inférieurs de se lléchir. A la rigueur, on peut maintenir un cadavre dans la position assise; mais le faire tenir debout sur ses jambes est impossible. Aussitôt que l'homme perd connaissance, c'est-à-dire aussitôt que les diverses parties de son corps sont soustraites à l'empire de la volonté, les muscles qui maintenaient ses membres étendus cessent de se contracter et ceux-ci fléchissent aussitôt.

Dans la station verticale l'équilibre de la tête sur la colonne vertébrale est assuré par la contraction des muscles de la région cervicale, et aussi par l'élasticité des disques qui séparent les vertèbres. La tête et la colonne vertébrale forment ainsi une tige rigide appuyée sur le sacrum ; tout le poids du tronc et des membres supérieurs est de cette façon transmis aux fémurs et le problème se réduit à maintenir rigides les pièces flexibles qui constituent les membres inférieurs et à empêcher le corps qu'elles supportent de fléchir en avant.

MECANISME DES MOUVEMExNTS. 513

Le iiiouNciiiciil (le ll('\i()ii du coips eu avant sui' la cuisse est empêclu' par les muscles extenseurs de la cuisse, c'est-à-dire par les muscles fessiers, qui vont du bassin «à la cuisse. La flexion du irenou est empèclice par les nmscles extenseurs de la jambe sur la cuisse, le droit antérieur en [)ailiculier, et la résistance des ligaments articulaires. Le seul axe de rotation autour «luquel la chute du corps serait facile est celui de l'articulation de la jambe avec le pied; mais les nuiscles extenseurs du pied, fort puissants, empêchent cette llexion. (jui tend surtout à se faire en avant. Ce sont ces muscles (jumeaux, soléaire, etc.) qui donnent au mollet sa grosseur. Chez les animaux qui ne les possèdent pas ou ne les possèdent qu'à l'état rudimentaire, la station verticale est impossible, surtout ({uand les muscles fessiers manquent également.

Le pied transmet ainsi au sol le poids du corps. La transmission se fait par le talon et par la partie antérieure du pied. Cet organe a la forme d'une voûte composée d'os multiples reliés entre eux par des ligaments et sur les diverses parties de laquelle le poids du corps se répartit.

La station verticale exige, comme on le voit, la contraction active de plusieurs muscles. Aussi est-elle très-fatigante, bien plus fatigante que la marche; car dans cette dernière un membre se repose tandis que l'autre fonctionne. Pour rester longtemps debout, on est obligé de prendre la position dite hanchée, c'est-à-dire de faire porter le poids du corps tantôt sur une jambe, tantôt sur l'autre, en s'inclinant alternativement d'un côté ou de l'autre. Dans cette position, la verticale menée par le centre de gravité passe par l'articulation du pied du côté sur lequel on s'appuie, et comme cette base est étroite, l'équilibre est facilement détruit.

Physiologie de la marche et des principaux modes de locomotion {natation, vol, etc.). Dans la marc/ie, les membres infélieurs peuvent être considérés connue des appuis mobiles servant de supports au tronc, et en même temps comme des agents d'impulsion. Dans ce mode de progression, chaque jambe est alternativement portée en avant par un mouvement d'oscillation comparable à celui du balancier d'une pendule.

Les jambes, pendant la marche, ont été comparées aux deux côtés d'un triangle rectangle. La jambe qui représente le côté de l'angle droit au commencement du pas passe à l'état d'hypoténuse à la fin. tandis que celle qui représentait l'hypoténuse passe, à son tour, a l'état de côté de l'angle droit. La jambe qui passe à l'état d'hypoténuse pousse en avant le bassin et ne peut exécuter ce mouvement qu'à l'aide des contractions des muscles; mais celle qui revient de la position d'hypoténuse à la position de côté droit demeure tout le temps presque entièrement passive et oscille d'une façon presque inerte, comme le balancier de la pendule.

Le mouvement de translation en avant qui constitue la marche est donc le résultat d'une série de mouvements de projection horizontale qui se succèdent rapidement.

Quand le tronc est poussé en avant par une des jambes, l'autre accomplit son oscillation d'arrière en avant, ce qui tend à imprimer au corps un mouvement de torsion alternatif autour de son axe; mais cette oscillation est neutralisée par les mouvements des membres supérieurs. Lorsqu'une jambe oscille d'arrière en avant, le bras correspondant oscille d'avant en arrière, et ce balancement simultané des membres supérieurs détruit l'effet produit en sens contraire par les mouvements des jambes. Quand on supprime l'oscillation des bras, par exemple quand on marche les mains dans les poches ou derrière le dos, le mouvement de torsion signalé plus haut est généralement beaucoup plus prononcé.

D'après Weber, la longueur maxima du pas serait d'environ 0"\86; sa durée une demi-seconde. Le plus grand chemin qu'on puisse parcourir en marchant pendant une heure serait de 9 kilomètres 1/2.

La course diffère de la marche en ce que, entre chacune des périodes qui la constituent, se trouve un espace de temps où aucun des pieds ne touche le sol. Elle se compose d'une succession de sauts dans lesquels le corps touche alternativement la terre par un seul pied et est ensuite projeté dans l'espace en se séparant complètement du sol. La longueur maxima de l'espace franchi par un homme d'une stature moyenne dans un des sauts dont la succession constitue la course est égale à l'",70 environ; la durée du saut

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est de deux dixièmes de seconde; le chemin qui serait parcouru en une heure, si celle alUirc se continuait — ce qui est évidemment impossiltlc — serait de jiKs tic 7 lieues.

Dans le saut, le corps détaché du sol est lancé dans l'air comme un projectile par l'élasticité des jambes, qui, se fléchissant avec force pour se redresser ensuite l)rus(|uement, agissent comme le ferait une lige élastique, un fleuret par exemple, qu'on appuierait sur le sol pour l'abandonner ensuile'à elle-méuje. Quand on fait précéder le saut d'un certain temps de course, ce qu'on appelle prendre son élan, la vitesse acquise pendant la course s'ajoute a l'impulsion finale que produit la détente des jambes, et le saut a beaucoup plus d'amplitude.

Dans la natation, les mouvements ont pour but de faire glisser le corps à la surface de l'eau et de l'empêcher de s'enfoncer dans ce liquide; le dernier résultat est obtenu par des mouvements méthodiques des membres, des mains principalement, qui augmentent le volume du liquide déplacé et, par suite, d'après le principe d'Archimède *, diminuent le poids du corps. La progression est la conséquence de la poussée exercée contre le liquide par les membres inférieurs **.

Le vol est un moyen de progression analogue à la natation . mais qui, se passant dans un milieu beaucoup moins dense que l'eau , exige des efforts beaucoup plus considérables. Les muscles de l'homme ne sont pas assez puissants pour produire ces efl'orts ;

* Tout corps plongé dans un liquide perd luie partie de son poids égale an poids du volume de liquide qu'il déplace.

** On dit généralement dans les traités de physiologie que la natation sur le dos est beaucoup moins rapide que celle sur le ventre; mais c'est une erreur. On la rend facilement aussi rapide et en même temps bien moins fatigante en se servant des mains et des pieds. Dans la natation liabituelle sur le ventre il n'y a guère que les pieds qui sci^vcnt à la projection, tandis que si, dans la natation sur le dos, on ramène rapidement les bras le long du corps après les avoir d'abord étendus en croix, ils font office de rames, et leur action se joint ainsi à celle des jambes. J'ai bien des fois constaté expérimentalement la commodité de ce genre de natation, dont le seul inconvénient est qu'on n'aperçoit pas le but vers lequel on se dirige. Le mode de natation le plus commode pour aller vite sans se fatiguer, tout en pouvant apercevoir facilement l'endroit vers lequel on veut se rendre, est la natation sur le flanc, une moitié latérale de la tête plongée dnns le liquide.

aussi , même avec les appareils les plus compliqués, a-t-il toujours été impuissant à se maintenir quelque temps dans l'atmosphère , alors que certains oiseaux, notamment ceux qui traversent l'océan, peuvent y rester des journées entières et avancer avec une vitesse qui atteint souvent vingt lieues par heure. Les muscles de l'oiseau qui fonctionnent le plus dans le vol, c'est-à-dire les muscles pectoraux, sont énormes et représentent un dixième du poids du corps.

Pour voler, l'oiseau déploie ses ailes, en présentant leurs tranches dans le sens du déplacement, de façon à ne pas rencontrer de résistance sensible; puis il les abaisse d'nn mouvement rapide, de façon à frapper l'air de haut en bas par une large surface. C'est pendant ce deuxième temps du vol que le corps reçoit son impulsion.

Le volume considérable d'air mis brusquement en mouvement par l'aile crée une résistance qui joue le rôle de point d'appui, comme l'eau déplacée par l'aviron du rameur. La queue de l'animal lui sert de gouvernail.

Pour planer, l'oiseau étend ses ailes et se laisse descendre lentement, a la façon d'un parachute, et avec la vitesse ainsi acquise il remonte facilement, par un simple mouvement des ailes, au point d'où il était parti.

iLès mouvements de l'oiseau qui vole sont infiniment plus rapides que ceux accomplis en un temps donné par la rame du meilleur rameur. Le moineau exécute 13 évolutions d'aile par seconde, le canard 9, le pigeon 8, la buse 3. Même sans soulever aucun poids, l'homme serait incapable d'exécuter pendant quelque temps avec ses bras des mouvements aussi rapides. Chez l'insecte, les mouvements sont beaucoup plus rapides encore que chez l'oiseau ; l'aile du papillon bat J9 fois par seconde; celle de la mouche 300 fois*.

* Étude du vol au moyen des appareils enregistreurs. — C'est au moyen des appai'cils enregistreurs qu'on est parvenu à étudier les mouvements de l'aile et k en connaître le nombre. Pour les calculer chez l'oiseau, on s'est basé sur ce fait, que la contraction d'un muscle produit toujours son gonflement; toutes les fois que l'aile de l'oiseau s'abaisse, les muscles de la poitrine qui la mettent en mouvement doivent donc se gonfler. Sur la poitrine de l'animal on fixe, par une sorte de corset, une petite ampoule fermée par un morceau de caoutchouc, qu'un ressort à boudin main-

tient tondu et qui cnninuiniiiuc par un tiiln: (l.'xiljlo avec uni' autre ampoule, dont le gonflement fait mouvoir un stylet on rapport avec une feuille de papier noirci appliquée sur un cylindre niol)ile. Toutes les fois que les muscles de la poitrine se contractent, l'ampoule fixée Contre elle s'ai)latit, comprime l'air du tuhc et force la seconde ampoule à se dilater. Cette dernière soulève alors le stylet enregistreur, qui trace un trait sur le cylindre. En même temps que se produit chaque battement d'aile, un mécanisme i)articuliir détermine le passa^^c d'un courant l'ieetriqin-, ([ui fait mou-

Fig. l.')7. — App'ircil cnrc'iislrnnt les inoui-i'iiritl^ d,- r,;il li'iti, tiiseau.

Fig. 138.

Appareil qui transmet au levier enregistreur les mouvemenis de la p')itrine de l'oiseau.

voir nn autre stylet également en communication avec le cylindre. Comme on connaît la circonférence du cylindre et sa vitesse , on calcule facilement l'espace de temps auquel correspond l'intervalle qui sépare les signau.x et, par suite, la durée du mouvement de l'aile.

Pour constater la vitesse du mouvement de l'aile chez l'insecte, l'appareil précédent ne pourrait pas être employé, parce qn'il serait trop lourd pour être fixé sur l'animal. Le moyen employé pour déterminer le nombre d'oscillations de son aile consiste à forcer cette dernière à frotter sur nn cylindre recouvert d'un papier noirci avec du

noir de fumée, en même temps qu'on enregistre les mouvements d'un diapason exécutant un nombre de vibrations déterminé par seconde. On en déduit facilement le nombre de fois que l'aile a passé sur le cylindre tournant, dans un temps donné. Si, par exemple, le diapason bat 200 fois par seconde et trace par suite 200 sinuosités sur le cylindre dans cet intervalle , et qu'à côté de ces 200 sinuosités on en trouve 300 tracées par l'aile, on en conclut qu'elle a exécuté 300 mouvements par seconde.

lit;. 15<>.

Graphique produit par une aile d'insecte mise en conlacl avec une feuille de papier noirci.

(Les trois premières lignes sont marquées par l'aile d'un bourdon, la quatrième par un stylet allaché a un diapason , la cinquième par l'aile d'une abeille.)

Fig. IW). — Axpecl d'une gudpc vulanl au nulcil après qu'on a doré ses ailes.

La courbe que trace dans l'espace l'aile en mouvement d'un insecte peut être trèsfacilement rendue visible en fixant une paillette brillante à l'extrémité de cette aile. En'raison de la persistance des images lumineuses sur la rétine — phénomène que nous étudierons dans un autre chapitre — la trace lumineuse produite par l'aile dans son mouvement a l'aspect d'une courbe continue. Chez l'insecte, cette courbe reprësente^un 8 allongé.

Physiologie des mouvements expressifs de la face. Les

muscles de la face ont des fonctions particulières que nous décrirons plus loin en donnant le tableau des mouvements des diverses

jtailios du (urps; inais leurs conlriiclions donnent aussi ii la [physionomie son expression si vaiiahk'. l)i(Mi (ju'aucini d'eux n'ait été créé évideiniucnl pour les l»es(Mns de ivlte expiession et qu'on ne puisse en indi{|uei' (jui n'ait quehjue l'onction particulière, comme d'ouvrir la Louche, fermer les yeux, etc.

Les contractions des muscles qui produisent les aspects du visage corresj)()ndant aux divers étals de ràine, tels que : la colère, la joie, la tristesse, etc., ont une raison physiologi({ue qui semble avoir échappé aux observateurs. Le rictus particulier de la bête fauve , auquel est dii une expression particulière de la face que nous qualifions de féroce, parce que l'expérience nous a appris dans quelles circ(jnslances elle se manifeste, a sa cause physiologique dans ce fait (pie l'animal est obligé d'écarter ses lèvres pour découvrir ses dents et faciliter ainsi son attaque. L'expression de l'homme qui penche la tète, l'oreille au vent, tous les muscles de la face contractés pour suppléer à l'insullisance des muscles chargés d'agrandir l'ouverture de l'oreille, indique bien l'attention prêtée à un discours que l'on entend avec peine ; mais on comprend de suite la raison de cette altitude. Le dégoût est exprimé par la lèvre portée en avant, mouvement qui est le premier qu'elle accomplit pour rejeter de la bouche l'aliment qui ne plaît pas. L'œil hagard exprime bien la préoccu|)ation; mais nous savons que lorsque l'esprit est complètement absorbé par la contemplation des images intérieures dont il est rempli, la volonté n'agit plus sur les muscles de l'œil, qui dès lors ne se contractent plus dana une direction déterminée par elle.

Tous les mouvements de la face que les passions produisent ont ainsi des raisons physiologiques analogues. Leur coïncidence avec certains états de l'àme nous a appris à en connaître la valeur, et il est vrai, comme le dit BulTon, que « lorsque l'àme est agitée, la face humaine devient un tableau vivant où les passions sont rendues avec autant de délicatesse que d'énergie, où chaque mouvement de l'âme est exprimé par un trait, chaque action par un caractère dont l'impression vive et pronq^te devance la volonté, nous décèle et rend au dehors par des signes pathétiques les images de nos plus secrètes ae;itations. »

Ce langage de la physionomie est le véritable langage universel, celui que l'enfant apprend à connaître le premier, le seul dont aucune grammaire ni aucune civilisation n'aient jamais pu altérer les lois; le seul aussi que l'homme puisse faire comprendre à l'animal, et souvent, avec son seul instinct, ce dernier est bien meilleur physionomiste que l'homme lui-même. Sous la caresse trompeuse, sous le regard menteusement ami, le chat sait deviner l'intention hostile et la fuir.

Les auteurs peu nombreux qui ont traité de l'art de connaître les hommes par leur physionomie, l'ingénieux Lavater entre autres, ont toujours étudié la physionomie au repos; fort peu ont essayé de tracer les lois de son expression. Lebrun est le premier qui ait tenté d'indiquer par quels traits du visage les passions devaient s'exprimer. Mais comme cet illustre peintre ne pouvait évidemment obliger son modèle à prendre les expressions nombreuses qu'il voulait représenter, ses indications sont souvent inexactes.

Il y a quelques années, un éminent physiologiste, M. Duchenne, de Boulogne, est venu prouver que l'étude des mouvements de la physionomie^ abandonnée jusque-là aux artistes, était au contraire du domaine de la physiologie, et que, sur l'homme vivant comme sur le cadavre, le savant pouvait, en excitant certains muscles par l'électricité, provoquer à son gré et fixer par la lumière ces fugitifs mouvements de la face dont la traduction fidèle fait souvent le désespoir des plus grands artistes.

Après avoir constaté que les muscles de la face peuvent se contracter isolément sous l'influence de l'électricité et déterminé le rôle de chacun d'eux, ce savant physiologiste a reproduit par la photographie les expériences qu'il faisait ainsi naître à son gré. Il n'a pas pris toujours pour modèle des tètes de cadavres, parce que ces derniers ne conservent pas assez longtemps leur contractilité, mais la tète d'un vieillard à intelligence obtuse et dont l'insensibilité faciale était absolue. Les règles qu'il est ainsi arrivé à déterminer lui ont paru suflisamment précises pour lui permettre de corriger des fautes d'orthogra{)he faciale sur des chefs-d'œuvre de la statuaire antique. Il a montré, par exemple, que certaines rides qui existaient dans le front de l'Arrotino et dans celui du Laocoon s'ex-

cluaient mutuellement et, par suite, étaient physiologiquement impossibles*.

Voici le tableau des expressions produites par la contraction des divers muscles de la face :