Нейроархитектура — это область, возникающая на стыке нейронауки, технологий и архитектурного дизайна. Виттория Фальчини, консультант по рабочим местам в Foster + Partners, специализирующаяся на нейроархитектурной психологии, объясняет, какие рамки она может предоставить, какие наблюдения она может сделать и как нейроархитектура может направить нас к более продуманному дизайну.
Проектируя физические пространства, мы также проектируем или неявно определяем различные переживания, эмоции и ментальные состояния. На самом деле, как архитекторы, мы работаем с человеческим мозгом и нервной системой в той же степени, что и с миром материи и физических конструкций.
– Юхани Палласмаа, «Архитектура эмпатии»
Развивающаяся междисциплинарная область нейроархитектуры – дисциплина нейронауки, применяемая к архитектуре и искусственной среде, – стремится объяснить, как внешняя среда влияет на наш мозг и поведение. Работая в команде консультантов по рабочим вопросам в Foster + Partners, я являюсь нейроархитектурным психологом, специализирующимся в этой новой области исследований. В этом качестве я помогаю внедрить нейроархитектуру в процесс проектирования в практической деятельности. Использование нейробиологических методов исследования позволяет нам фиксировать то, как мы воспринимаем пространство, а также когнитивные и поведенческие последствия архитектурных и пространственных решений. Таким образом, мы можем начать объяснять причины наших физиологических и эмоциональных реакций на различные условия окружающей среды. В этой статье мы попытаемся объяснить, как нейроархитектура стремится объединить эти представления с архитектурной реализацией.
Нейроэстетика: как мы воспринимаем искусство
Нейроархитектура возникает из нейроэстетики — науки о том, как мозг реагирует на эстетические стимулы. Полезным введением в эту область является исследование, проведенное Анджаном Чаттерджи, директором Центра нейроэстетики Пенсильванского университета, и Ошином Вартаняном, профессором психологии Университета Торонто. Чаттерджи и Вартанян предлагают теоретическую модель под названием «эстетическая триада», которая объясняет, как наша нейронная сеть реагирует на искусство: сенсомоторная система, оценка эмоций, когнитивные знания и создание смысла.
Первый аспект триады – «сенсомоторная система» – охватывает наши органы чувств, которые тесно связаны с нашей памятью и эмоциями, как могут измерить и подтвердить нейробиологические исследования. Например, когда мы ощущаем какой-либо запах, информация поступает через наш нос в обонятельную луковицу в головном мозге. Затем она посылает сигналы в другие части мозга, которые управляют нашим телом, включая области, связанные с эмоциями и воспоминаниями, без обязательного участия главного центра памяти в нашем мозге. Это распространяется и на другие наши чувства; то, что мы слышим, видим, осязаем и пробуем на вкус (и как мозг обрабатывает эту информацию), влияет на то, как мы запоминаем вещи и как относимся к ним впоследствии, а также на карту ассоциаций, которые мы можем сформировать.
Второй аспект триады – это «оценка эмоций», расположенный в сети областей мозга, связанных с вознаграждением, удовольствием, обучением с подкреплением и мотивацией, таких как вентромедиальная префронтальная кора и островковая часть. Эта система выделяет нейромедиаторы, такие как дофамин, серотонин и окситоцин, которые, например, могут сделать нас счастливыми или спокойными. Исследования показали, что наш мозг по-разному реагирует на красоту по сравнению с неприятными или нейтральными стимулами; когда люди видят что-то красивое, эта система в нашем мозге активируется сильнее, и у нас появляется мотивация искать подобные впечатления.
Третий элемент триады связан с «когнитивным знанием и созданием смысла». На этом уровне наша культура, история и индивидуальный опыт влияют на наше эстетическое восприятие. Например, при взгляде на такой шедевр, как «Мона Лиза» Леонардо да Винчи, контекстуальная информация и индивидуальное искусствоведческое образование могут модулировать нейронные реакции во всем мозге; активация этой расширенной нейронной системы, отвечающей за понимание смысла, влияет на наше эстетическое восприятие. Это подтверждает – в контексте философских дискуссий – что наши эстетические реакции всегда являются частью более широкого поля социальной, политической и культурной информации.
Определение нейроархитектуры
Эта растущая область нейроэстетических исследований была перенесена в архитектурный контекст, в результате чего появилась конфигурация, называемая нейроархитектурой. Архитектура — это форма искусства, существующая в физическом пространстве, и наши здания, по словам финского архитектора и ученого Юхани Палласмаа, предоставляют нам «рамки восприятия и горизонты понимания» окружающего мира. Нейроархитектура задается вопросом о том, как эти внешние рамки влияют на наши внутренние, неврологические структуры и интерпретируются ими и, как следствие, влияют на наше настроение и поведение.
Нейроархитектуру лучше всего понимать как совокупность экспертных знаний, инструмент, к которому дизайнеры могут обратиться и с помощью которого они могут протестировать свои идеи.
Как заметил Фред Гейдж, американский нейробиолог из Института Солка: «Нейробиология достигла такого уровня в понимании работы мозга и того, как на него влияет окружающая среда, что нейробиологи могут сотрудничать с архитекторами при проектировании среды, которая позволяет людям функционировать в полной мере’. Такие исследования могут усилить повышенное внимание к нейроразнообразию, доступности и благополучию в архитектуре, что поможет нам создать более благоприятную среду.
Однако нейроархитектура не должна – и не может – диктовать нам дизайн. Как напоминает итальянский когнитивный нейробиолог Витторио Галлезе (Vittorio Gallese),:
Я не думаю, что мы можем сказать что-то интересное, если то, что мы говорим, противоречит тому, что мы знаем о функциях мозга. Но мозг сам по себе не в состоянии учесть все разнообразие нашей социальной и культурной деятельности.
Вместо этого нейроархитектуру лучше всего понимать как совокупность знаний, инструмент, к которому дизайнеры могут обратиться и с помощью которого они могут протестировать свои идеи. Как и в случае с архитектурным дизайном в целом, который объединяет множество дисциплин одновременно, нейроархитектура является частью более широкой экологии дизайна. Это междисциплинарная стратегия.
Представляющая разум
В рамках нашего исследования потенциала нейроархитектуры группа специалистов по моделированию Foster + Partners (SMG) приступила к изучению теорий Гейджа и Галлезе: как мы можем согласовать то, что находится вне нашего тела, и то, что находится внутри нашего мозга? Что воспринимается сознательно, а что остается неосознанным, но все же имеет место? Как мы можем искусно изобразить эту ситуацию?
С помощью технологий наши электрические сигналы могут быть отображены на карте. Эти карты формулируют нечто похожее на архитектуру разума, визуальное и пространственное представление о том, как мы живем.
Недавно SMG совместно с Амелией Пэн, студенткой магистратуры по текстилю Королевского колледжа искусств, а также музыкантами и композиторами из Королевского музыкального колледжа и ткачихой Dreamlux создали инсталляцию для Лондонской биеннале дизайна 2023 года под названием «Внутренний мир». Павильон внутреннего мира использовал терапевтические свойства музыки и текстиля, чтобы создать преобразующий опыт, доступный людям со всем неврологическим спектром.
Инсталляция представляла собой впечатляющий текстильный водопад, расположенный на фоне лестницы Нельсона в Сомерсет-Хаусе, спроектированной в нео-палладианском стиле шведско-шотландским архитектором сэром Уильямом Чемберсом. Посетителям было предложено слушать музыку, надевая наушники для ЭЭГ (электроэнцефалограммы), которые регистрировали их мозговые волны и визуально транслировали их в цвете и освещении на тканевую инсталляцию. Они также были преобразованы в живые природные звуки, такие как пение птиц или течение рек, чтобы способствовать расслаблению за счет мультисенсорного взаимодействия.
Объединив интеллектуальный текстиль, науку о данных и нейронауку, этот проект был направлен на изучение возможности использования передовых технологий для создания более инклюзивной среды. Инсталляция представляет собой не только эстетическое представление о мозге и его внутренних схемах, но и полезную демонстрацию того, как нейроархитектура работает в различных дисциплинах, требующих знаний в различных областях.
Помимо этих нейроархитектурных экспериментов в Foster + Partners, другие, такие как турецко-американский художник в области новых медиа Рефик Анадол, исследуют эстетику машинного интеллекта и переводят неврологическую активность в визуальные образы и тактильные формы. В ходе эксперимента с использованием этих передовых технологических инструментов, предоставленных лабораторией Neuroscape Калифорнийского университета в Сан-Франциско, Anadol собрала данные «о нейронных механизмах когнитивного контроля на основе ЭЭГ (электроэнцефалограммы), которая измеряет изменения мозговой активности и дает представление о том, как функционирует мозг с течением времени».
В «Плавящихся воспоминаниях» участникам было предложено сосредоточиться на конкретных долговременных воспоминаниях во время записи ЭЭГ. Эти данные составляют «строительные блоки для уникальных алгоритмов, которые необходимы художнику для создания многомерных визуальных структур».
Эксперименты Foster + Partners с внутренним миром и работы таких художников, как Anadol, напоминают нам о том, что мы состоим из сетей ассоциаций, электрических процессов, которые с помощью технологий можно отобразить. Эти карты формулируют нечто похожее на архитектуру разума, визуальное и пространственное представление о том, как мы живем. Художественное переосмысление этих работ, которое раскрывает их изнутри, подтверждает научные аспекты нейроархитектуры. Это напоминает нам о сложности системы мозг-тело, о ее постоянной калибровке, основанной на внутренних и внешних факторах, и о ее более широком значении и ориентации в пространстве.
Нейроархитектура как инструмент проектирования
Помимо своей концептуальной и художественной привлекательности, нейроархитектура предоставляет нам практические возможности для планирования и оценки пространственной среды. Чаттерджи, Алекс Коберн и Адам Вайнбергер в своей книге «Нейроэстетика архитектурных пространств» предполагают, что неврологический опыт, связанный с архитектурой, делится на три основных компонента. Первый — это согласованность: насколько организованным и понятным является пространство? Второй — это восхищение: интересно ли это пространство, вызывает ли у меня желание исследовать его? И третий – ощущение домашнего уюта: насколько безопасно и комфортно я себя чувствую в этом пространстве? Эти компоненты могут быть выражены в геометрии, масштабе, размерах, освещении, материалах, цветах, запахах или акустических свойствах, и их вес варьируется в зависимости от того, что мы проектируем. Например, факторы, которым архитекторы должны уделять приоритетное внимание при проектировании больницы, отличаются от факторов, применяемых при проектировании офиса или школы.
Такие исследовательские подходы подтверждают, что дизайн — это не только пространство, но и его обитатели. Нейроархитектура может внести ценный вклад в процесс проектирования, а изучение функциональных взаимосвязей между системой мозг-тело и архитектурным опытом может быть использовано различными способами. Нейроархитектура может поддерживать творческое мышление и побуждать нас мыслить гибко. Она также может отвлечь нас от дизайнерских решений, которые могут ограничивать, исключать или вредить людям.
Как добавляет Сюзан Учмаклиоглу, специалист по инклюзивному дизайну в Foster + Partners:
Благодаря учету таких факторов, как сенсорный комфорт, четкость ориентирования, адаптируемая планировка и снижение стресса, этот подход может привести к снижению сенсорной перегрузки, улучшению навигации, ясности и независимому принятию решений, и все это с учетом различных нейрокогнитивных характеристик человеческого опыта. Нейроархитектура как инструмент проектирования играет ключевую роль в создании более доступной и гостеприимной архитектурной среды, которая приносит пользу всем.
Эмоциональное картирование: собственное исследование
Компания Foster + Partners провела нейроархитектурное исследование в городском контексте, которое выявило некоторые из этих вопросов и возможностей. В одном исследовании, проведенном SMG, оценивалась реакция людей на различные городские элементы, когда они прогуливались по Лондону – возле кампуса Foster + Partners в Баттерси и между станцией метро Euston Road и Британской библиотекой в Камдене.
Уровни стресса, возбуждения и медитации участников регистрировались с помощью ЭЭГ-гарнитуры. Эти уровни менялись в зависимости от городской среды, когда люди перемещались из многолюдных или замкнутых районов в более открытые пространства.
Этот проект был направлен на научное отслеживание такой, казалось бы, субъективной вещи, как настроение участника, когда он прогуливается по меняющейся городской среде. Не отрицая субъективности нашего опыта, можно сопоставить и согласовать некоторые общие реакции на архитектурные модели – как показывают полученные диаграммы.
Павильон для пациентов Пенсильванского университета: Снаружи-внутри
Такие структуры становятся все более актуальными в секторе здравоохранения. Такие проекты, как павильон Foster + Partners в Пенсильванском университете (2021), учреждение по уходу за пациентами, связанное с Penn Medicine, могут быть использованы для изучения нейроархитектуры. Различные стратегии в этом проекте – от дизайна освещения, художественной детализации и компоновки – могут быть объяснены в терминах нейроархитектуры как дизайнерские решения, которые поддерживают наше тело и наш разум.
В павильоне Пенсильванского университета расположен впечатляющий, ультрасовременный спектр исследовательских и лечебных учреждений. В этом комплексе, состоящем из 500 отдельных палат для пациентов с регулируемым уровнем освещенности, от отделений интенсивной терапии до основных стационарных удобств, достаточно места для ночлега семей пациентов. Дизайн павильона также объединяет внешнее и внутреннее пространство, уделяя особое внимание естественному освещению и перспективам для пациентов, посетителей и персонала. Это способствует созданию успокаивающей атмосферы, поскольку постоянное искусственное освещение может нарушить циркадные ритмы, усиливая стресс и замешательство.
Четкая и адаптируемая система планирования здания делит его на отдельные «кварталы», создавая более интимную и персонализированную атмосферу, которая противостоит стереотипной безликости больничной среды. На каждом этаже также есть «гостиная», предназначенная для посетителей, сопровождающих пациентов, чтобы привнести элемент домашней и социальной безопасности в незнакомую, потенциально стрессовую обстановку. Аналогичные стратегии были приняты в «Maggie’s Manchester» (2018), где люди, страдающие раком, могут найти эмоциональную и практическую поддержку.
«Maggie’s Manchester» сочетает в себе множество пространств: от уютных ниш для уединения до библиотеки, тренажерных залов и мест, где можно собраться и выпить чашечку чая. В пользу домашнего уюта были отменены такие институциональные отсылки, как коридоры и больничные вывески. Как прокомментировал проект Норман Фостер:
Нашей целью… было создать здание, которое было бы гостеприимным, дружелюбным и не имело бы никаких институциональных особенностей больницы или медицинского центра – наполненное светом, уютное пространство, где люди могли бы собираться, разговаривать или просто размышлять.
Обе системы здравоохранения, несмотря на различия в масштабах и контексте, в своей основе понимают нашу потребность в связи и безопасности для лечения и ухода за нами. Нейроархитектура, которая обеспечивает научную основу для взаимоотношений между людьми и местами, может поддержать нашу архитектурную интуицию и, возможно, начать объяснять, почему в результате мы можем чувствовать себя лучше.
Нейроэстетические компоненты могут быть выражены с помощью геометрии, масштаба, габаритов, освещения, материалов, цветов, запахов или акустических свойств, и они по-разному оцениваются в зависимости от того, что мы проектируем.
Наряду с проектированием таким образом, чтобы снизить стресс и предоставить время и пространство для «собраний, разговоров или просто размышлений», искусство также играет заметную роль в нейроархитектурном подходе Foster + Partners к дизайну. Произведения искусства установлены в павильоне Пенсильвании и служат средством «передачи культурных ценностей и создания инклюзивности», как комментируют Маркос Надаль и Чаттерджи, что делает его подходящим для здания, в котором людей просят заботиться друг о друге. Проект американского дизайнера и скульптора Майи Лин «Расшифровка древа жизни» в атриуме здания использует спиралевидную форму для передачи информации между дисциплинами. Как сказал Лин: «Я хочу, чтобы вы осознали, что вас окружает в павильоне, в этом маяке научного прогресса, который соединяет вас с физическим и природным миром вокруг вас и символизирует саму суть жизни – ДНК’.
Красочная калейдоскопическая фреска нигерийско-американского художника-абстракциониста Одила Дональда Одиты «Поле и небо» сопровождает пациентов и персонал, когда они проходят по павильону. По словам Одиты, фреска создала «внешнее пространство в интерьере – чтобы создать ощущение, что мы находимся в портале наружу». Обе работы играют с нашим ощущением взаимосвязи тела с внешней средой и просят нас по-новому настроиться на эту взаимосвязь.
Это внимание к тому, как мы чувствуем себя в пространстве и как перемещаемся между пространствами, распространяется и на планировку павильона Penn Pavilion. Исследователи, в том числе Чаттерджи и Вартанян, доказали, что криволинейные внешние и внутренние формы являются предпочтительными, поскольку изогнутые формы вызывают чувство безопасности и комфорта, в отличие от угловатых форм, которые могут вызывать чувство угрозы или беспокойства.
Обе системы здравоохранения, несмотря на различия в масштабах и контексте, в своей основе понимают нашу потребность в связи и безопасности для лечения и ухода за нами.
В то время как масштаб и дизайн центра Мэгги позволяли полностью убрать вывеску «больница», в здании с таким широким спектром услуг, как Penn Pavilion, это было невозможно. Вместо этого было уделено пристальное внимание тому, как правильно ориентироваться, и интерьеры были организованы таким образом, чтобы люди в любой момент знали о своем местоположении и могли легко ориентироваться в пространстве. Такой продуманный подход сводит к минимуму путаницу, что еще больше способствует получению положительных впечатлений от пациентов, персонала и посетителей.
Нейроархитектура вовлекает архитектурные элементы в диалог с нашим телом и нервной системой. Это напоминает нам о том, что мы находимся во взаимных, постоянно меняющихся отношениях даже с самыми, казалось бы, несущественными пространствами, и подтверждает давние представления о способности искусства и архитектуры влиять на нашу психологию и физиологию. Как описывает Фостер, высоко оценивая работу Лин: «Помимо рационализации, это прекрасное и успокаивающее присутствие для пациентов и тех, кто их сопровождает’.
Потенциальные возможности
Работая в этом направлении, SMG и команда консультантов по трудоустройству в Foster + Partners сотрудничают с CW+, группой фонда национальной службы здравоохранения в Челси и Вестминстерской больнице в Лондоне. Проект, который в настоящее время реализуется, направлен на измерение и регистрацию реакции людей на пространственные параметры и закономерности биофилии в больничной среде. Различия измеряются в физической и виртуальной реальности с использованием комбинации методов, основанных на нейронауке, которые позволят получить информацию о том, как различные условия влияют на тело и разум. Это может найти применение не только в сфере здравоохранения; существует потенциал для использования этих результатов в других архитектурных или градостроительных инициативах, направленных на улучшение благосостояния.
Несмотря на захватывающие перспективы этих экспериментов для разработки рекомендаций для архитекторов, особенно для дизайнеров здравоохранения, мы никогда не сможем точно предсказать или измерить чью-либо реакцию на окружающую среду. Нейроархитектура — это не столько использование нейронауки для «раскрытия» идеального сценария проектирования, сколько поиск новых многообещающих способов проектирования, которые направлены на достижение практических и продуманных результатов, оставляя при этом пространство для индивидуального и субъективного опыта.
Однако перспективы нейроархитектуры также могут быть неверно истолкованы. Итак, вопросы, связанные с будущим нейроархитектуры, многообразны. Куда может привести нас изучение мозга и, в свою очередь, наши разработки? На каком этапе следует внедрять нейроархитектуру в процесс проектирования и почему? Кто занимается нейроархитектурой?
Работая над тем, чтобы дать некоторые ответы на эти проблемы и раскрыть дальнейшие вопросы, мы, по крайней мере, можем быть уверены в универсальной истине – между нашим разумом, телом и окружающей средой всегда будет существовать взаимозависимость. Возможности нейроархитектуры заключаются в том, что она потенциально может обеспечить основу для подхода, измерения и тестирования этой взаимосвязи. Данные показывают, что она может помочь нам улучшить дизайн и обещает, что все мы тоже будем чувствовать себя лучше.
Библиография:
• Anadol, R. ‘Melting Memories’
• Chatterjee, A., & Vartanian, O. (2014). Neuroaesthetics. Trends in Cognitive Sciences, 18 (7), 370-375.
• Chatterjee, A., Coburn, A., & Weinberger, A. (2021). The Neuroaesthetics of Architectural Spaces. Cognitive Processing, 22 (Suppl 1), 115-120.
• Gage, F., Eberhard, J. An Architect and a Neuroscientist Discuss How Neuroscience Can Influence Architectural Design. Neuroscience Quarterly, Fall 2003, 6-7.
• Lin, M. ‘Decoding the Tree of Life’
• Nadal, M., & Chatterjee, A. (2019). Neuroaesthetics and art’s diversity and universality. Wiley Interdisciplinary Reviews: Cognitive Science, 10(3), e1487.
• Odita, O. ‘Field and Sky’
• Pallasmaa, J. (2018). Architecture as Experience: The Fusion of the World and the Self. Architectural Research in Finland, 2(1), 9–17.
• Pallasmaa, J., Mallgrave, H., Robinson, S., & Gallese, V. Architecture and Empathy, TWRB Foundation; 2015.
• Vartanian, O., Navarrete, G., Palumbo, L., & Chatterjee, A. (2021). Individual differences in preference for architectural interiors. Journal of Environmental Psychology, 77, Article 101668.
