PHYSIQUE

Effets physiologiques. — Le travail intellectuel, coupé par des temps de repos suffisants, et suivi d'exercices physiques modérés, ne produit que des effets physiques ou organiques peu perceptibles.

Il en est tout autrement de la fatigue intellectuelle, ou môme de l'effort cérébral intense, qui ont une influence marquée sur le fonctionnement des divers organes. Pour que ces effets physiologiques se produisent, il est donc nécessaire que le travail fourni soit de durée ou d'intensité assez grandes.

A côté de ces effets physiologiques, le travail intellectuel peut produire des perturbations dans V équilibre psychique de l'individu, et chez l'écolier ces troubles se traduisent par les modifications du rendement scolaire.

On pourrait donc classer les effets du travail intellectuel sous trois titres :

1° Effets physiologiques ;

2° Effets psychologiques ;

3° Effets pédagogiques.

C'est dire que les travaux d'expérimentation sur ce sujet peuvent être entrepris par les physiologistes ou les médecins, par les psychologues et par les pédagogues.

Les travaux fournis jusqu'ici par ces chercheurs d'éducation diverse sont fort nombreux : nous ne pourrons en donner qu'un bref aperçu, et nous retiendrons surtout leurs conclusions relatives à la direction qu'il convient de donner à l'éducation intellectuelle des enfants.

Effets physiologiques du travail intellectuel. — Ils sont les plus faciles à percevoir: nous les exposerons d'abord, en suivant dans cette étude A. Binet et V. Henri, dont les recherches font autorité ; après avoir indiqué que ces effets physiologiques sont, en général, trop faibles pour être perçus par l'observation, ces auteurs montrent qu'il est nécessaire d'avoir recours à des instruments et à des méthodes spéciales, dont l'application exige des connaissances assez étendues sur la physiologie de la circulation, de la respiration, des sécrétions. Aussi entrent-ils dans des détails de démonstration

(1) Dans toute cette étude, nous suivrons de très près les résultats rapportés par A. Bimît et V. Henri dans leur ouvrage si richement documenté : La fatigue intellectuelle, Paris, 1898.

fort utiles à tous ceux qu'intéressent ces questions de psycho-physiologie; nous ne pouvons que renvoyer à cette étude complète et originale les lecteurs qui souhaiteraient avoir une documentation complète.

Ces recherches physiologiques, entreprises dans des laboratoires spécialement outillés, ont le grand inconvénient de ne pouvoir être poursuivies que par des expérimentateurs peu nombreux; un inconvénient plus grand encore réside dans le petit nombre des sujets sur lesquels peuvent porter les expériences. Les causes d'erreurs, ou l'approximation dans les résultats, sont d'autant plus grandes que le nombre des recherches reste plus limité, et que les facteurs personnels y tiennent plus de place.

Au point de vue spécial qui nous occupe, les expériences de psycho-physiologie présentent un autre inconvénient : les enfants ne se prêtent guère à des recherches qui exigent toujours beaucoup d'attention, de l'immobilité souvent prolongée, et même une certaine compréhension de l'acte qu'on leur impose. Un travail mental intense ne peut être obtenu, chez le sujet en expérience, que par un effort de volonté considérable, qu'on ne peut guère attendre d'un enfant.

Les résultats des expériences ne se rapportent donc le plus souvent qu'à des sujets pris dans l'entourage de l'expérimentateur, parmi ses élèves ou ses collaborateurs, à moins qu'il ne s'agisse de l'auto-observation de l'expérimentateur lui-même.

Pour ces diverses raisons, les résultats fournis par les physiologistes, pour intéressants qu'ils soient, ne permettent guère de déterminer le choix de telle ou telle méthode de travail intellectuel: on sait, d'après ces recherches, que la fatigue intellectuelle a une répercussion sur toutes les fonctions organiques; mais il y a loin de cette constatation à l'élaboration d'une méthode pédagogique.

Nous aurons à étudier successivement Y influence du travail intellectuel :

1° Sur le cœur et sur la circulation:

2° Sur la respiration ;

3° Sur les échanges nutritifs:

4° Sur la force musculaire;

5° Sur le système nerveux ;

1° Influence du travail intellectuel sur le cœur et sur la circulation. — Les influences les plus diverses sont capables de modifier la vitesse ou le rythme du cœur : le moindre mouvement ou la moindre émotion produisent des variations considérables. Il en est de même pour la pression du sang, qui, par exemple, augmente d'une façon si considérable dans la station debout que jamais, au cours des efforts mentaux les plus intenses, on n'a observé de semblable élévation du chiffre de la pression.

La possibilité de ces multiples causes d'erreur ne doit pas être perdue de vue un seul instant au cours des expériences.

La vitesse du cœur est accélérée au cours du travail mental; il est probable que, dans cette accélération intervient pour une certaine part l'état d'émotivité ou d'anxiété que peut produire la crainte d'obtenir un résultat faux, s'il s'agit de calcul mental, ou le fait de se livrer à un travail difficile devant des témoins et dans des conditions peu habituelles.

L'augmentation des pulsations peut être d'un quart environ du nombre des pulsations normales et varier de cinq à vingt-cinq ; cette exagération peut persister un certain temps après la fin de l'exercice. Chez certains sujets, après la période d'excitation, survient une période de durée variable où le nombre des pulsations devient inférieur à la normale.

Quand ces recherches sont pratiquées chez les enfants, on ne doit pas oublier que le nombre normal des pulsations varie avec l'âge et est d'autant plus élevé que l'enfant est plus jeune. Nous avons signalé ce fait en étudiant le développement physique de l'enfant (p. 190).

Le rythme du cœur est modifié par le travail intellectuel; les pulsations, enregistrées à l'aide du sphigmographe, donnent des courbes dont les oscillations sont moins élevées au cours de l'effort mental, et dont l'amplitude reparaît dès la période de repos. Cette diminution de la hauteur des oscillations répond à l'accélération des battements cardiaques.

La circulation capillaire, au cours du travail intellectuel, subit des variations sur lesquelles les physiologistes ont fait de nombreuses

Fig. 172 Pléthysmographe de Hallion et Comte (d'après Binct et Henri).

recherches. Ils ont surtout étudié cette circulation au niveau de l'avant-bras et de la main, et au niveau du cerveau. Les changements de volume subis par la main, du fait des variations de la circulation capillaire, sont enregistrés grâce à des appareils volumétriques dont le plus simple est le pléthysmographe de Hallion et Comte (fig. 172) : il se compose d'un cylindre de caoutchouc, sur lequel viennent s'appliquer les doigts, recouverts eux-mêmes d'une peau de gant

assez souple et assez serrée pour maintenir un contact précis entre les doigts et le cylindre. Une tubulure fait communiquer l'intérieur du cylindre avec un tambour enregistreur. La main reposant sur une table et étant parfaitement immobile, ses moindres variations de volume se trouvent inscrites sur l'appareil enregistreur.

Les changements de volume du cerveau ont été surtout étudiés par Mosso ; cet auteur profitait des brèches existant dans la voûte crânienne à la suite d'accident ou d'intervention chirurgicale, pour y appliquer une ampoule élastique, reliée à un appareil enregistreur; il obtenait ainsi des graphiques traduisant avec exactitude les variations volumétriques du cerveau.

Les recherches de Mosso, confirmées par celles de Gley, montrent que l'effort intellectuel provoque une augmentation du volume du

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Fig. 173 et 174. — Amollissement de la pulsation (rapetissement du pouls) au cours d'un calcul mental simple (d'après Binet et Henri).

cerveau ; cette augmentation ne survient qu'au cours du travail, ce qui permet de le considérer comme un effet de ce travail et non pas comme sa cause. Elle ne s'accompagne pas de modifications parallèles de la circulation capillaire périphérique, ni de l'impulsion cardiaque, ni du pouls carotidien ; elle n'est donc pas sous la dépendance d'une variation de la circulation générale ; on ne peut que l'attribuer à une vaso-dilatation localisée au système capillaire du cerveau .

La circulation capillaire périphérique subit des variations très appréciables au cours de l'effort mental : ces phénomènes, d'origine vaso-motrice, sont d'ailleurs très variables suivant les sujets. On observe d'abord une élévation du tracé capillaire assez inconstante. A ce premier effet succède, de façon régulière, une vasoconstriction qui amène un abaissement du tracé. Ce phénomène se traduit par un fléchissement de la courbe enregistrée et par une diminution de hauteur de chacune des oscillations; c'est ce que Binet et Henri appellent Y amollissement de la pulsation, et ce (pie représentent leurs courbes (fig. 173 et 174) prises chez des enfants de douze ans, au cours du simple exercice mental provoqué par des multiplications assez faciles (4 X 3; 3 X 6; G x 12).

La pression du sang est augmentée au cours du travail intellectuel, dans des proportions un peu moindres qu'à l'occasion du travail

physique, mais cependant appréciables à l'aide des divers sphigmomanomètres. Les recherches de Mosso, complétées par Binet et Henri, sont très démonstratives pour ce qui est de l'effort mental intense et court : dans ces conditions, la pression augmente de 20 millimètres de mercure environ, alors que le travail physique amène une élévation de 30 millimètres. La fatigue intellectuelle, résultant d'un effort prolongé, produit sans doute une élévation analogue de la pression du sang.

La température du corps semble suivre une élévation analogue ; mais les observations thermométriques ou calorimétriques, pour simples qu'elles paraissent, sont cependant sujettes à des causes multiples d'erreur, tellement sont nombreuses les influences sous lesquelles peut varier la température ; au cours du travail intellectuel, on voit en général le thermomètre monter de quelques centièmes de degré ; mais quelquefois on le voit au contraire baisser. Signalons l'expérience que Mosso put pratiquer sur une fillette de douze ans, chez laquelle il profitait d'une brèche crânienne et d'une perforation de la dure-mère pour introduire un thermomètre à 5 centimètres de profondeur dans la scissure de Sylvius; malgré ces conditions très exceptionnelles d'expérience, l'auteur ne put pas formuler de résultats très précis, et il dut faire de grandes réserves sur les causes exactes des élévations thermiques constatées.

2° Influence du travail intellectuel sur la respiration. — Elle est plus facile à préciser. On s'est contenté, il est vrai, le plus souvent, de noter le nombre ou l'amplitude des mouvements thoraciques, au cours de l'effort mental : pour être complètes, ces recherches doivent également porter sur la quantité de l'air inspiré et sur la composition de l'air expiré.

Les mouvements respiratoires conservent à peu près, dans leur accélération, leur rapport avec les pulsations cardiaques, soit, en moyenne, une inspiration pour cinq pulsations.

On ne doit pas oublier que la fréquence de la respiration peut, dans une certaine mesure, être influencée par la volonté, ce qui ne se réalise pas pour les mouvements du cœur. D'autre part, le nombre des respirations est d'autant plus grand qu'il s'agit de sujets plus jeunes ; nous avons rappelé ce fait en étudiant le développement physique de l'enfant.

Le nombre des respirations et aussi leur amplitude sont enregistrésà l'aide du pneumographe; nous représentons plus loin (p. 401) celui dont se servait le Pr Badaloni pour ses recherches sur l'influence des attitudes vicieuses sur la respiration; celui de Marey (fig. 175) donne aux tracés une plus grande amplitude d'oscillations; il se compose d'un tambour en caoutchouc, sur lequel viennent prendre appui les extrémités de deux leviers, reliés d'autre part à une ceinture qui entoure le thorax ; pendant les mouvements d'ins-

piration, la ceinture fait traction sur les branches extérieures des leviers, qui viennent, parleur extrémité opposée, comprimer le tambour; celui-ci est relié par un tube de caoutchouc à un appareil

enregistreur.

Pendant l'effort mental, le nombre des respirations augmente; en même temps les inspirations deviennent moins profondes (respira-

Fig. 175. — Pneumographe de Marcy (la ligne pointillée représente la circonférence thoracique).

tion superficielle), et le rythme respiratoire se modifie : l'expiration se raccourcit ainsi que la durée de la pause post-expiratoire. Si l'effort est intense, on peut voir la respiration cesser presque complètement.

Après le travail, la respiration s'accélère et devient plus ample et plus profonde que normalement.

La courbe que nous reproduisons montre bien ces diverses variations (fig. 176).

Fig. 176. — Tracé de la respiration, prise avec le pneumographe de Laborde, pendant le calcul mental ; le calcul a duré soixante-dix secondes ; il est limité sur le tracé par les deux croix; on voit que, pendant le calcul mental, la respiration est moins profonde et un peu accélérée; après le calcul mental, la respiration revient plus profonde qu'à l'état normal (d'après A. Binet et V. Henri).

La composition chimique de Vair expiré paraît modifiée au cours du travail intellectuel; Speck donne les chiffres suivants :

Oxygène absorbé.

A l'état de repos 0sr,456

Pendant le travail intellectuel.... 0'r,507

Acide carbonique expiré.

0«r,553 0sr,583

La plus grande activité des échanges respiratoires pendant le travail intellectuel doit être prise en considération quand on établit le cubage d'air nécessaire aux écoliers dans les salles de classe; les chiffres sur lesquels on s'appuie pour calculer les besoins en oxygène,

ou au contraire pour apprécier la viciation de l'air par l'acide carbonique, sont tirés d'expériences sur des sujets au repos. Il faut donc considérer ces chiffres comme inférieurs à ceux qu'on obtiendrait en tenant compte de la suractivité des échanges chimiques respiratoires pendant le travail intellectuel.

3° Influence du travail intellectuel sur les échanges nutritifs. — Les échanges nutritifs sont toujours modifiés par le travail intellectuel ; on peut évaluer ces modifications, d'une part, par l'étude de l'élimination urinaire et par l'examen des courbes du poids, et, d'autre part, par les variations qui se produisent dans les besoins de l'organisme, et qui se traduisent par une diminution ou une augmentation de la quantité des aliments ingérés.

Ces recherches présentent un intérêt pratique : en effet, si elles apportaient des résultats précis, elles permettraient dérégler certains détails des programmes scolaires, surtout dans les internats. Les questions à résoudre sont multiples : quelle est l'influence du travail intellectuel sur l'ensemble des actes de la nutrition et l'assimilation? Quelle est, d'autre part, l'influence de l'alimentation sur le travail intellectuel?

Pour chacune de ces questions, il faut envisager la qualité des aliments ingérés, leur nature ou leur qualité, les heures de repas, les temps de repos qui suivent ces derniers ; il faut tenir compte aussi de l'influence concomitante des exercices ou de la fatigue musculaire, des facultés digestives de chaque individu.

Il y a là tout un ensemble de recherches à poursuivre; elles n'ont été jusqu'ici que peu nombreuses et peu approfondies.

L'alimentation, dans les internats, est réglée d'une façon tout empirique. Nous avons indiqué, en étudiant ce sujet, les efforts accomplis par quelques médecins pour faire introduire dans les menus scolaires des changements imposés par l'âge des enfants et par leur capacité digestive ; ces réformes, dont on ne peut nier l'opportunité, avaient surtout pour but d'éviter chez les internes les troubles digestifs qu'on peut, à bon droit, mettre sur le compte d'une nourriture mal adaptée à l'Age des enfants ; c'est la crainte des maladies digestives qui suscita, jusqu'ici, l'attention des médecins et qui les fit protester contre l'alimentation trop défectueuse de beaucoup d'internats.

Ce point de vue pathologique est peut-être dépassé en intérêt par le point de vue physiologique: la ration alimentaire des enfants des différents âges a bien été calculée en calories, et nous avons, dans un chapitre précédent, indiqué la valeur nutritive des divers aliments; si bien que la quantité et la nature des aliments à fournir à chaque âge peuvent être déterminées d'une façon presque mathématique. Mais, en apportant ces chiffres, nous faisions des réserves sur les variations des besoins individuels, et sur les variations

MÉRY ET GENÉVRIER

des besoins de chaque individu dans des circonstances diverses.

Ce sont ces variations, survenant à l'occasion des diverses occupations scolaires, qu'il serait très intéressant de déterminer : le problème, à l'heure actuelle, n'est guère que posé; mais il faut espérer que l'intérêt qu'il présente provoquera de nombreuses recherches, suivies de résultats utilisables pour une meilleure réglementation de l'alimentation des écoliers.

Nous ne pouvons que signaler les difficultés que présentent la plupart des expériences relatives à la valeur de la nutrition : la composition du repas d'épreuve, les variations de l'appétit, les différences dans le travail de la digestion, la mesure du travail intellectuel ou musculaire capables d'influencer la nutrition sont très difficiles à déterminer. On peut tourner la difficulté en expérimentant sur un groupe assez nombreux d'élèves, comme l'a fait Binet : de la sorte, les variations fortuites ou individuelles se détruisent les unes les autres, et on peut admettre que le résultat global est assez conforme à la réalité.

Nous ne rapporterons ici que ces résultats généraux, sans entrer dans le détail des expériences.

Les urines subissent les modifications résumées dans le tableau suivant [expériences de Thorion (1)] :

Quantité totale de l'urine en 24 heures.

Densité de l'urine

Quantité de chlore

Soufre total, en acide sulfurique. . . .

Acide phosphorique total

Chaux

Magnésie

Azote total, en urée

Urée

Acide urique