II. — APPAREILS ENREGISTREURS

Appareils enregistreurs. — \° Représentation graphique des phénomènes physiologiques. — Les phénomènes physicdogiques peuvent toujours être représentés graphiquement. Supposons, par exemple, qu'on veuille représenter ainsi la température d'un animal pendant une Journée; on prend un papier quadrillé offrant une série de lignes verticales, parallèles et équidistantes [ordonnées], coupées par une série de lignes horizontales, parallèles [abscisses). On choisit, au bas de la feuille, une ligne, ligne des abscisses, sur laquelle on marque successivement, en allant de gauche à droite, les heures de la journée; chacune des heures, de G à 24, correspond à la base d'une ordonnée. L'ordonnée qui correspond au zéro constitue la ligne des ordonnées; on y marque les degrés du thermomètre en allant de bas en haut, de façon que chaque degré corresponde à l'endroit où les lignes horizontales rencontrent la ligne des ordonnées. On inscrit alors, pour chaque heure de la journée, le degré de température obtenu en plaçant le chiffre à l'intersection de l'abscisse et de l'ordoimée correspondante. Si on réunit les points ainsi obtenus par des lignes, on a une courbe continue qui représente graphiquement la marche de la température dans les vingt-quatre heures. En général, les temps et les durées s'inscrivent sur la ligne des abscisses, les intensités sur la ligne des ordonnées. Mais tout phénomène ou toute loi à deux variables peut toujours se représenter de la même façon. C'est ainsi qu'on a dressé les courbes de la population d'un pays d'année en année, de la mortalité suivant les âges, etc., etc.

2° Enregistrement graphique direct des phénomènes physiologiques. — Une grande partie des phénomènes physiologiques ne sont autre chose que des phénomènes de mouvement mécanique, qui peuvent toujours par conséquent se transmettre à un levier, soit immédiatement, soit, s'ils sont trop faibles, après avoir été amplifiés. Si on place à l'extrémité oscillante de ce levier un pinceau et qu'on mette ce pinceau en contact avec une feuille de papier, les oscillations du levier s'inscrivent sur cette feuille et y traceront le graphique du mouvement. Si la feuille est immohile, les graphiques se superposeront, et si le mouvement se fait dans le sens vertical, le pinceau tracera une simple ligne droite verticale; mais si la feuille se déplace d'un centimètre, par exemple, par seconde, le mouvement du levier donnera non plus une ligne verticale, mais une hgiie courbe, et on aura un graphique ressemblant lont à fait aux graphiques précédents, avec celte seule différence que le mouvement s'est insciit de lui-même sur la feuille. La rapidité du déplacement de la feuille influera donc sur la foi-me de la courbe ; si la vitesse est très grande, l'étendue de la ligne des abscisses comprise entre les deux extrémités de la courbe sera très considérable; si la vitesse est très faible, cette étendue sera beaucoup moindre. C'est ce que montrent les deux courbes de la contraction musculaire prises avec des vitesses différentes dans la figure 133, p. 543, 1. 1 (A, vitesse très faible; B, vitesse assez grande.) Pour faciliter ce mode d'enregislrenienl direct des phénomènes physiologiques, il a fallu inventer tout une série d'appareils et d'inslrumenis spéciaux, et aujourd'hui, grice aux travaux de Marey piincipalement, ce mode d'expérimentation est d'un usage journalier en physiologie.

Il y a trois choses à considérer dans l'enregistrement d'un mouvement physiolo-

LE LABORATOIRE DE PHYSIOLOGIE. — TECHNIQUE PHYSIOLOGIQUE. 881

gique: le mouvemeiUlui-mème, la transmission du mouveinent et le tiacé tlu graphique ou l'enregistrement du mouvement. Ces trois points doivent ôtre exammes successivement.

a. Mouvement. — Du mouvement lui-même, il y a peu de chose à dire. Ces mouvements peuvent être accomplis par des gaz (respiration), des liquides (sang) ou des solides (mouvements musculaires), et la disposition des appareils devra être variée suivant la nature même du corps en mouvement. En outre de sa nature, deux choses ont une importance capitale, la vitesse et l'amplitude du mouvement ; les mouvements trop rapides ou trop lents sont plus difliciles à enregistrer, on y arrive encore grâce à la perfection des appareils, mais l'amplitude du mouvement présente plus de difficultés; mais ces difficultés ont été surmontées, et on enregistre des mouvements aussi imperceptibles que ceux du pouls et aussi étendus que ceux de la course.

b. Transmission du mouvement. — La transmission du mouvement jusqu'au levier écrivant peut se faire de plusieurs façons et, dans un appareil donné, il pourra y avoir successivement plusieurs modes de transmission.

Cette transmission peut se faire par l'air, comme dans les sonnettes à air. C'est ce nui se fait, par exemple, dans un des appareils les plus utiles en physiologie, le tambour à levier ou tambour inscripteur, tambour du polygrap/ie, de Marey (fig. 60G et 607). II

Fig. 60G. — Tambour à levier de Marey.

eousiste eu Une petite capsule métallique sur l'ouverture de laquelle se trouve tendue une membrane de caoutchouc qui la ferme complètement. Sur la membrane de caoutchouc est collée une petite plaque d'aluminium rattachée par uue petite fourchette à un levier écrivant, de façon que tous les mouvements de soulèvement et d'abaissement de la membrane se traduisent par des ascensions et des descentes correspondantes du levier agissant comme un levier du troisième genre. L'intérieur du tambour contient de l'air et communique avec l'extérieur par un tube sur lequel on peut adapter un tube en caoutchouc. Toutes les fois C[ue l'air du tambour subit une augnuMitation de pression, la membrane do caoutchouc s'élève, et avec elle le levier écrivant; c'est l'inverse quand la pression diminue. Ainsi, si on met en rapport cet appareil avec la trachée de l'animal, ou chez l'homme avec une nariuc (voir p. 274). les variations de pression de l'air de? voies aériennes réagissent sur la membran(i du tambour, et le levier baisse dans l'inspiration et monte dans l'expiration. Si on met l'air du tambour eu rapport avec la branche libre d'un manomètre, d'un manomètre à mercure par exemple, le» variations de la colonne mcrcurielle amènent des oscillations con*espondantes du levier écrivant. Enfin, au lieu d'être engendrées par les mouvements d'un liquide, les variations de pression de l'air du tambour peuvent se produire parles mouvenients de va-etvient d'une pièce solide, conmic dans le cardiographe de Marey, le sphygmoscope, le pneumographe, etc.

A. René a modifié le tambour à levier de Marey de façon à permettre de le mobiliser à volonté, sans toucher aux tambours voisins qui peuvent se trouver sur le même support. La figure 607 représente la disposition adoptée. Les figures A, A' représentent le tambour ordinaire vu sur ses deux faces principales. Ces tambours sont maintenus sur le support horizontal par une bague B qui porte une vis de pression p, et cette battue fait corps avec la pièce pleine C qui porte l'écrou de la vis de réglage. Dans le tambour modifié B, B', les deux vis qui réunissaient les pièces B et C sont enlevées, et entre ces deux pièces est placé un ressort, R, dont les deux extrémités sont fixées l'une à B et l'autre à C. Sur la partie devenue mobile, C, est fixé un support S muni d'une vis de rappel M, dont l'extrémité vient buter sur une tige méplate P. En agissant sur la vis de Bkaunis. — Physiologie, édition. II. — 55

LIVUK SIXIEME.

rappel M, ou élève ou un ubuisso tout le système mobile, c'est-à-dire le tambour et son levier inscripteur (C. r. de la Soc. de bioL, 1887, p. 179).

La transmissiou du mouvement peut se faire pa?- les liquides. C'est ce qui a lieu, par exemple, dans le^ manomètres à mercure employés pour mesurer la pression sanguine; dans ce cas. le levier écrivant est supporté, comme dans le kymographion de Ludwig,

Fig. (507. — Tambour rectifiable de A. René.

par une tige qui surmonte un index d'ivoire qui s'élève et s'abaisse avec le niveau du mercure, à moins qu'on ne préfère, comme on vient de le voir tout à l'heure, adapter le tambour du polygraphe à la branche libre du manomètre.

La transmission du mouvement par les .solides peut se faire de deux façons différentes, par des leviers ou par des ressorts. Dans les appareils à levier, dont le type se trouve dans les myographos d'ileiniholtz et de Marey, ou dans le sphygmographc du même auteur, le levier agit ordinairement comme levier du premier genre, quelquefois connue levier du troisième genre, et dans ces cas le mouvement se trouve habituellement amplifié; aussi doit-on toujours, dans les graphiques, faire la part de cette amplification du mouvement, facile à calculer, du reste, d'après la longueur des deux bras de levier de la puissance et de la résistance. Cette amiilification du mouvement détermine ordinairement, comme le fait remarquer Maroy, une déformation du graphique dont il faut tenir compte; c'est ainsi que, dans le sphygmographc, le levier écrivant décrit un arc de cercle au lieu de décrire un mouvement vertical. En outre, en vertu de la vitesse acquise, le levier tend à s'élever plus haut qu'il ne devrait, son mouvement d'ascension continuant encore après la cessation de l'action qui le soulevait; pour parer à cet inconvénient, il faut diminuer la masse du levier de façon à lui donner la plus grande légèl'eté possible, augmenter les frottements de la pointe écrivante contre le papier, et dans certains cas employer des ressorts ou dos poids comme dans le sphygmographc et le myographe de Marey.

Dans les appareils à ressorts, dont le type est le Ici/mographion de Fick, la pression agit sur un ressort métallique comme dans les baromètres anéroïdes, et le levier écrivant se trouve rattaché plus ou moins directement à l'extrémité mobile du ressort.

c. Enregistrement du mouvement. — Cet enregistrement exige un appareil de réception. Je décrirai seulement les formes les plus usuelles de ces appareils.

Appareil écrivant. — L'apporeil écrivant consiste tantôt en une pointe, une phnue, un ressort mince, efhlé, etc., qu'on trempe dans l'encre ou dans une matière colorante et qui trace le graphique sur un papier blanc, tantôt en une pointe sèche qui trace des traits blancs sur un papier enfumé. L'essentiel est que le frottement ne soit pas trop «■onsidérabic entre le papi(;r et la pointe écrivante.

Appareil de réception. — Cet appareil est toujours constitué par une sui'face animée d'une certaine vitesse. On a donné différentes formes à ces appareils. Ainsi on a employé des disques tournants comparables au disque rotatif de Newton, des plaques supportées

Lli LABORATOIHE DK PHYSIOLOGIE. -

TECHNIQUE IMIYSIOLOOIOUE. 883

par un pendule oscillant, des plaques mues par un uiouvement d'horlosoric, comme dans le sphygmographe de Marey, ou dos bandes de papier sans fin se déroulant comme dans les télégraphe? de Morse; c'est ce système qui est employé dans le polygraphc de Marey. Un mouvement d'horlogerie fait tourner un cylindre vertical dans lequel passe, en le contournant, une bande de papier glacé. Celte bande est pressée contre le cylindre au moyen de deux galets d'ivoire qui sont entraînés par la rotation du cylindre ; la feuille de papier est alors conduite comme dans un laminoir et se déviile indéliniment d'une

grosse bobine sur laquelle elle était enroulée (voir : Marey, Du utotivcinenl daius les fonctions de la vie, p. 150). Mais le plus usité des appareils de réception est le cylindre enregistreur (ftg. 608). Il se compose d'un cylindre dont la rotation est déterminée par un mécanisme d'horlogerie. Ce cylindre peut acquérir, (mi le plaçant sur des axes différents, des vitesses variables, et en général, dans les appareils perfectionnés, on peut avoir ainsi trois vitesses différentes (cent tours par minute, seize tours en dix secondes un tour en une seconde et demie). Mais ce? vitesses sont rendues uniformes et régulières grâce à l'adjonction à l'appareil d'un régulateur de Foucault qui est représenté dans là

figure. Le cylindre peut du reste èlrc placé dans la position verticale ou dans la position horizontale. On fixe sur le cylindre une feuille de papier blanc sur laquelle s'écrivent les graphiques et qu'on noircit en l'exposant à une flamme fuligineuse ou mieux à la flamme d'une petite bougie (rat de cave). Marey a disposé les appareils de façon à pouvoir recueillir sur la même feuille un grand nombre de graphiques ; ainsi la figure 132, page 542, 1. 1, représente plusieurs courbes de la contraction musculaire disposées les unes à côté des autres en imbrication latérale. 11 suffit pour cela de faire arriver la dernière contraction

musculaire un peu après que le cylindre a accompli un tour entier et ainsi de suite. On emploie dans ce l)ut la disposition suivante représentée dans la figure 609 et due à Marey. Sur l'axe du cylindre sont deux roues dentées concentriques, R, à 100 dents, et R' à 99 dents. Sur un support mobile est une autre roue, de 100 dents, qui porte une goupille au moyen de laquelle l'extrémité d'une tige oscillante est soulevée à chaque tour de roue ; c'est cette pièce oscillante qui tantôt rompt, tantôt laisse passer le courant excitateur. Si on relie la roue à goupille à la roue R à 100 dents, à chaque révolution électrique il y aune seule excitation qui se reproduit toujours au même instant ; si on la i^elie à la roue R'de 99 dents, la seconde excitation ne se produit que l/lOQe de seconde après la première excitation, et on a l'imbrication latérale de la figure 132. Si on la relie à la roue R de 100 dents et qu'on fasse en même temps glisser le myographe sur un petit chemin de fer ou sur une vis parallèlement à l'axe du cylindre, les secousses musculaires se font toutes exactement au même instant de la révolution du cylindre, mais elles s'inscrivent les unes au-dessous des autres; c'est là ce qui constitue l'imbrication verticale, telle qu'on la voit dans la figure 131, page 541. En combinant les deux procédés on obtient ce que Marey appelle ïimbrication oblique, qui permet de réunir un grand nombre de graphiques sur une même sui'face. Au lieu d'actionner les cylindres par un mouvement d'horlogerie, on peut employer soit un moteur à vapeur, soit un moteur à eau, soit un moteur électrique. L'avantage de ces appareils est de donner au cylindre toutes les vitesses que l'on désire, depuis une rotation très lente jusqu'à une rapidiiéde rotation permettant de mesurer facilement des dix-millièmes de seconde.

Pour fixer les graphiques tracés sur un papier enfumé, il suffit de les plonger dans une solution de gomme laque dans l'alcool.

Fig. 609. — Appareil destiné à exciter [les nerfs à certains instants de la rotation du cylindre (Marey).

m. — ClIRONOGRAPHIE.

La mesure de la durée du mouvement se fait facilement puisqu'on connaît la vitesse du cylindre et sa circonférence; mais si l'on veut arriver h une grande précision, le meilleur moyen est d'enregistrer en même temps les vibrations d'un diapason ; il suffit d'adapter à une des branches d'un diapason dont le nombre des vibrations est connu, un stylet écrivant et d'enregistrer ces vibrations en même temps que le mouvement qu'on veut étudier, comme on en a un exemple dans la figure 144, page 551, t. I, On connaît ainsi parle nombre de vibrations la durée exacte d'un mouvement, quelque rapide qu'il soit. Les vibrations du diapason sont entretenues par l'électricité. Au lieu de faire inscrire directement les mouvements d'un diapason il vaut mieux employer ce diapason comme interrupteur d'un courant de pile qui actionne un chronographe de Marey. Ce chronographe (fig. 610) se compose d'un style effilé muni d'une masse de fer doux vibrant à l'unisson du diapason. A côté du style est un petit électro-aimant qui en entretient les vibrations. Pour les durées plus longues on peut employer un pendule qui bat

LE LABOHATÛIRE DE PHYSIOLOGIE. — TECHNIQUE PII YSlOLOGinUE. 88:i les secondes, et qui en rompant el en fermant tour à tour un courant de pile, produit des mouvements alternatifs dans un électro-aimant muni d'une pomte écrivante.

Mais il ne suffit pas de connaître la vitesse exacte du cylindre ; il faut connaître la durée du phénomène que l'on étudie et pour cela en inscrire le début et la fin. Ceci

P£iii,r

Fig. (510.

Chvonograplic de Marey.

se fait au moyen de avjnaux. Quand le phénomène n'a pas une durée extrêmement courte, on peut employer les signaux à air. Ces signaux consistent en deux tambours conjugués ; quand on fait mouvoir le levier d'un tambour, celui du second tambour trace sur le cylindre le signal du mouvement. Mais ces signaux à air se transmettent avec un léger retard, voisin de la vitesse de transmission du son. Aussi vaul-il mieux, quand la durée du phénomène est courte, employer les signaux électrique>> et spécialement le signal de Deprèz.

Signal de Deprèz. — Ce signal se compose (fig. 611) de deux bobines électro-uiagnétiques qui, au aiouicnt où le courant passe, attirent le fer doux placé au-dessus d'elles et avec lui lo style écrivant; dès que le courant est rompu, un ressort antagoniste

Fig. Gll. — Signal électrique de Marcel pe^ez.

relève le levier jusqu'à la prochaine clôture. Deprèz a perfectionné ces signaux en combattant les inlluences qui diminuent leur instantanéité, savoir l'inertie de l'armature et la durée des phases d'aimantation et de désaimantation. Pour cela, il diminue le plus possible la masse du fer doux et du style, et donne une force considérable au ressort antagoniste.

Névrolome à signal électrique. — François-Franck a fait construire par Galante un petit appareil pour signaler le moment de la compression ou do la section d'un nerf et la durée de cette section ou de cette compression (flg. 012). Le nerf étant saisi entre les branches M et F de l'instrument, on pousse le piston P qui se termine par une lame L, mousse ou tranchante, suivant les** conditions de l'expérience. Cette lame s'engage dans la bifurcation.de la branche F, et à l'instant précis où elle touche le nerf, la rupture ^ife'- ^'2. d'un courant se produit quand lo

contact G passe sur la pièce isolante I. Quand le nerf a été comprimé ou sectionné le courant se referme par le contact du point C ot du point C". Le signal do Deprèz, intercalé dans le circuit, donne l'indication de la rupture et de la fermeture.

Je mentionnerai aussi le chronoscope de Hipp et le chronographe de Krille, employés surtout pour les recherches de psycho-physiologie.

Landois a combiné les procédés d'enregistrement et les procédés chronographiques de

PEf\gT

- Névrolome à signal électrique.

880 LIVUH SIXIÈME.

la façon suivante. Il oinpluio un iliiipason (.\, fig. 013) dont une des branches porto une

Fig. C1.3. — Angiofjraphe de Landais (').

plaque eufaniée, I*, qui vibre sur le diapason et sur laquelle un style inscripteur enre-

Fig. 614. — Enreyislrement des pulsations d'xm lube élastique sur une ylaque vibrante (**).

gistre un mouvement; la figure 614 représente le tracé obtenu ainsi en enregistrant les pulsations d'un tube élastique pnr Vangiographe de Landois.