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Coordination oeil-main

On a remarqué que les missions spatiales de longue durée provoquaient entre autre chez les astronautes une dégradation perceptible de la coordination oeil-main. Curieusement, cette dégradation se fait subitement, plutôt que graduellement, mais on observe un retour à la normale au bout d'une période de 96 heures, c'est-à-dire après que l'astronaute s'est adapté à son nouvel environnement par la pratique.

PMDIS (aperçu)

M. Barry Fowler, un chercheur en neurosciences travaillant pour le compte de l'Agence spatiale canadienne, étudie les causes de cette perte de coordination oeil-main qui survient dans l'espace. M. Fowler et son équipe ont mis sur pied l'expérience Déficits de perception et de motricité dans l'espace (PMDIS - Perceptual-Motor Deficits In Space). L'élément central de cette expérience s'apparente à un simple jeu informatique. Des astronautes réaliseront cette expérience dans la navette spatiale et à bord de la Station spatiale internationale.

Dans le cadre de l'expérience, l'ordinateur demandera aux astronautes de réagir à une série d'événements à l'écran et il enregistrera le temps de réaction et le niveau de précision des astronautes.

Les réactions aux stimuli de l'ordinateur peuvent être saisies de diverses façons. Certaines des tâches nécessitent l'utilisation d'une manette alors que pour d'autres, l'astronaute doit toucher l'écran. Dans le cadre d'une autre tâche, conçue pour mesurer le temps de réaction de l'astronaute, ce dernier devra appuyer sur un bouton en réponse à des signaux sonores.

L'expérience sera réalisée en deux volets. Pour le premier volet, l'astronaute sera assis à une table, en microgravité. Pour le deuxième, il sera assis à la même table, mais il sera retenu par des sangles à la taille et aux poignets, pour assurer une certaine stabilité.

L'ordinateur enregistrera la précision et la vitesse de réaction de chaque frappe sur une cible.

Plusieurs raisons pourraient expliquer ce phénomène :

1. La difficulté de se mouvoir dans un environnement d'impesanteur
   (absence de points d'ancrage fixes)

2. L'effet cumulé du stress et/ou le manque de sommeil
   (fatigue)

3. L'incapacité du cerveau à s'ajuster facilement à l'environnement d'impesanteur
   (perception spatiale inexacte et mauvaise interprétation des effets de l'inertie)

4. Le fait d'utiliser des muscles qui misent habituellement sur la pesanteur pour bien fonctionner et/ou une légère, mais néanmoins importante, diminution du tonus musculaire et de la force physique.
   (changements subtils et inattendus au niveau de la forme physique)

Expérience sur la coordination oeil-main

L'expérience qui suit vous permettra de mieux comprendre la mécanique de la coordination oeil-main et la capacité (ou l'incapacité) du cerveau à s'ajuster à des changements dans les conditions environnementales.

Matériel

• Un chronomètre
• Des feuilles d'épreuve (9 par candidat)
• Un stylo ou un marqueur couleur
• Du ruban masque
• Un ou plusieurs tableaux pour consigner les données
• Des poids pour poignets (d'au moins 1 kilogramme)

Marche à suivre

Chaque candidat prenant part à cette expérience devra réaliser neuf (9) épreuves, soit trois (3) épreuves préliminaires, trois (3) épreuves avec des poids et trois (3) épreuves terminales.

Pour assurer le succès de l'expérience, il est important de désigner un chronométreur officiel, un responsable de la consignation des données et un organisateur officiel qui se chargera de préparer de nouvelles feuilles pour chacune des épreuves.

Préparation

1. Avec le ruban masque, coller une feuille d'épreuve sur une surface plane verticale, environ à la hauteur des yeux, devant chaque candidat.

2. Demander au candidat de se tenir à une distance d'un peu moins d'un bras de la feuille d'épreuve (c.-à-d., à la distance maximale à laquelle le candidat peut encore atteindre la feuille avec un stylo ou un marqueur dans la main).

 

Groupes « d'essai » :

L'expérience à laquelle sont soumis les candidats se divise en trois épreuves comptant chacune trois essais. Au total, les candidats devront réaliser l'activité à neuf (9) reprises.

L'objectif est de tracer une ligne du cercle de DÉPART jusqu'au cercle d'ARRIVÉE sur la feuille d'épreuve, sans dépasser les bordures du tracé gris unissant les points de DÉPART et d'ARRIVÉE, dans le plus court laps de temps possible.

Pointage

Le diagramme ci-dessous indique les résultats d'une épreuve représentative.

Le temps est calculé au dixième de seconde (0,1) près.

Les distances parcourues à l'extérieur du tracé (OS) sont mesurées au dixième de centimètre (0,1) près.

Autant les débordements à l'intérieur qu'à l'extérieur du tracé (BC) sont comptabilisés.

Trucs et astuces

À l'intention des candidats :

1. Il vaut mieux prendre quelques secondes de plus pour compléter l'épreuve que de dépasser les limites du tracé.

2. Les pieds du candidat devraient être dans la même position pour l'ensemble des épreuves.

À l'intention des chronométreurs :

1. Permettez au candidat de se préparer en faisant un décompte du type " À vos marques. Prêts. Partez. " Calculez le temps que prend le candidat pour se rendre du cercle de départ au cercle d'arrivée (arrondi au dixième de seconde près).

2. Veillez à ce que l'intervalle entre chaque essai soit à peu près le même.

Analyse : méthode 1

Tracez la courbe des résultats moyens obtenus aux essais 1 à 9. Remarquez-vous des tendances?

Si oui, comment les interprétez-vous? Pouvez-vous raffiner l'expérience afin de vérifier vos hypothèses?

Analyse : méthode 2

Créez un histogramme (diagramme à barres horizontales) faisant état des résultats moyens pour chaque groupe. Y remarquez-vous des tendances? Si oui, comment les interprétez-vous? Pouvez-vous raffiner l'expérience afin de vérifier vos hypothèses?

Modifications

Cette expérience peut être modifiée de diverses façons afin d'étudier l'adaptabilité de la coordination oeil-main à des conditions externes changeantes.

1. Quels sont les effets d'une utilisation de poids pour poignets plus lourds?

2. Si on demande aux candidats de faire l'expérience assis plutôt que debout, les résultats sont-ils les mêmes?

3. La modification du nombre d'essais a-t-elle un effet? Dans l'espace, les astronautes semblent recouvrer leur coordination oeil-main avec de la pratique.

4. L'âge des candidats a-t-il une incidence sur les résultats?

5. Explorez de nouvelles pistes d'analyse des résultats au lieu d'utiliser la méthode proposée dans la présente activité.

Parcours et tableaux imprimables disponibles en document Word ou document PDF.

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