مقاله بکارگیری علوم مغز و اعصاب در ارتقاء کیفیت فضای معماری

بخشی از مقاله

بکارگیري علوم مغز و اعصاب در ارتقاء کیفیت فضاي معماري

خلاصه

مغز به تنهایی ارگان پیچیده اي است که تمامی ادراکات حسی، عقلی، عاطفی و شهودي در آن صورت می پذیرد. پژوهشگران آکادمی علوم مغز و اعصاب براي معماري در آمریکا (ANFA) پژوهش هایی را بانجام رسانده و اعلام نموده

اند که محیط و معماري بر مغز و اعصاب انسان تاثیر گذار است. در گذشته تصور می شد که مغز به گونه اي تغییرناپذیرعصب کشی شده است اما ثابت شده است محیط اطراف ما می تواند کارکرد سلول هاي مغز را مدوله کند و در نهایت ساختار مغز می تواند در محیط تغییر یابد، و در نتیجه تغییرات مغز در محیط، رفتار ما نیز تغییر می یابد، این کار از طریق محرکهاي درونی یا بیرونی آغاز می شود، بنابراین محیط غنی می تواند در مغز در حال رشد تغییرات فیزیکی ایجاد کند.این مقاله با بهره گیري از پژوهشهاي صورت گرفته در علوم مغز و اعصاب ، معیارهایی متناسب با آن را براي طراحی فضاها و عناصر معماري ارائه می نماید .

کلمات کلیدي: معماري، مغز ، اعصاب، پژوهشها، معیارها

1. مقدمه

طراحی و توسعه فضاهاي خصوصی و عمومی همواره چالشی براي طراحان در رابطه با ایجاد فضاي مناسب و بهینه بوده است. دانش علوم مغز و اعصاب می تواند ارتباط بین مغز و طراحی فضا و مکان براي دسترسی به بازده مطلوب و اهداف مورد نظر را میسر نماید. در سال هاي اخیر علوم میان رشته اي از اهمیت ویژه اي برخوردار شده است و طراحان و معماران منتظر بوده اند تا با این دانش ثابت نمایند چگونه طراحی فضاها بر انسان تأثیرگذار است. افراد می توانند تحت تأثیر مکان ها که براي کاربري انسان می باشد قرار گیرند اما طراحان چگونه می توانند از این نوع رویکردها در طراحی فضاها بهره گیرند. با در نظر گرفتن و تجزیه و تحلیل داده هاي مورد نظر از قبیل متغیرهاي فیزیکی می توان با آگاهی بیشتري اقدام به برنامه ریزي نمود.وقتی فرآیند طراحی، اطلاعات لازم و کافی در چنین زمینه هایی را در اختیار ندارد نمی توان عملکرد صحیح را در عرصه هاي مختلف انتظار داشت. طراحی با رویکرد علوم مغز و اعصاب فعالیت پیچیده اي است که هدفش عینی کردن تحولات و تأثیرات عوامل موجود در محیط و فضاها بر روان و ایجاد حس آرامش و ارتقاء و پیشرفت فعالیت کاربران فضاها می باشد. در طراحی فضا به غیر از توجه به عملکردهاي اصلی و روابط صحیح میان آنها، رویکردهاي مرتبط با انسان مدنظر قرار می گیرد.

این امرخصوصاً در دنیاي پر تنش امروز نقش بسزایی دارد. پارامترهاي فیزیکی و خصوصیات معماري مربوط به فضا بر اساس شاخص هاي موجود در دسته بندي خاصی قرار می گیرند عواملی که مربوط به جذابیت و امکان خاص براي هر فضایی است ممکن است در نظر معمار یا طراح فضاها نیازمند درك عمیقی باشد تا بتواند در فضاي موجود آن را حس کند و آن را با راهبردهایی در طراحی موردنظر به کار برد تا مورد توجه کاربران قرار دهد. براي تصمیم گیري پیرامون زیبایی معماري چه چیزي را باید اندازه گیري نماییم؟چگونه میتوان آنها را طبقه بندي نمود؟ چگونگی درك فضا و تغییراتی که در ساختار آناتومیک مغز که موجب بروز رفتارها و احساساتی مختلف در انسان می گردد نیازمند توجه بیشتر است.

دستگاهها و تجهیزاتی همچون تصویر برداري تشدید مغناطیسی((fMRI ، مغزنگاشت، پرش چشم و دیگر ابزار ، این امر را امکان پذیر ساخته است تا شرایط انسان در موقعیت هاي فضایی مختلف ارزیابی شود و بدقت آنچه را که بیشترین توجه در زمان قرارگیري در داخل و خارج از یک مکان بدان معطوف می شود مشاهده گردد و مشخص گردد کدام مناطق مغز توسط اشکال، فضاها، رنگها و بافتها فعال شده اند. با تعمیق چنین دانشی، طراحی معماري شخصی تر و متناسب با استفاده کننده می گردد.با بکارگیري سیستمهاي تعاملی توسعه یافته ما میتوانیم خودمان را شکل داده و یا با چهارچوبهاي ذهنی و شرایط فیزیکی– روانی استفاده کننده هماهنگ نماییم. این امري ضروري است چرا که ما حتی بسیاري از چیزها و قوایی که بر ما تاثیرگذار ند را نمی شناسیم تا دیگرانی که ما هیچ توجهی در زندگی روزمره مان بدانها نداشته ایم. در هرحال آنها وجود داشته و بر ما تاثیر می گذارند.[1]

2. مغز انسان

مغز انسان ساختار پیچیده اي دارد. دستگاه عصبی از نظر پیچیدگی اعمالی که می تواند انجام دهد منحصر به فرد است.

این دستگاه از 100 میلیارد سلول عصبی تشکیل شده است به پیامهایی که از اندام هاي بدن دریافت می کند باید پاسخی مشخص دهد که ما را قادر به فکر کردن، درك کردن و ... می کند. سطح خارجی مغز انسان از یک سري سلول هاي خاکستري رنگ به نام قشر مغز تشکیل شده است. بیشتر اطلاعات ما پیرامون وظایف مختلف قشر مغز حاصل تحریکات الکتریکی سلول هاي عصبی آن می باشد. مغز انسان توسط شیارنسبتاً عمیقی به نام »شیار طولی« به دو نیمکره تقسیم می شود، نیمکره راست و نیمکره چپ. مغز خود به تنهایی ارگان پیچیده اي است که تمامی ادراکات حسی ناشی از حواس بینایی ، شنوایی ، چشایی ، لامسه در آن صورت می پذیرد را بر عهده دارد. مغز وظیقه کنترل رفتار ما را بر عهده دارد. تمام حواس ظاهري و بیرونی انسان با مغز در ارتباط می باشد. مغز از قسمتهاي زیر تشکیل شده است -1: ساقه مغز -2 مخچه -3 مخ -4 غشاي مغز

-5 سیستم لیمبیک.(جدول (1 لازم به یادآوري است که » برودمن« پژوهشگري بود که سطح مغز را از 1 تا 52 منطقه بر حسب انواع یاخته هاي قشر خاکستري طبقه بندي کردمثلاً. منطقه 46 ویژه حافظه بوده و 44 بیان تکلم را به عهده دارد.

. آکادمی علوم مغز و اعصاب براي معماري

دغدغه جمعی از معماران ناظر به ابعاد روانی فضا و ارتباط آن با معماري از سال 2003 میلادي در موسسه معتبري در آمریکا به نام(Neuroscience for Architecture (ANFA فرضیه مطالعه علمی / پژوهشی شده است.بخش عمده اي
از این مطالعات در سمپوزیوم هایی سازماندهی و به مخاطبان آن سمپوزیوم که عمدتاً از معماران و دانش آموختگان معماري و دانشمندان علوم مغز و اعصاب می باشد ارائه شده است.(جدول (2
از جمله موضوعات بررسی شده در این موسسسه تاثیر معماري در آرامش اعصاب و روان و فراهم کردن بستر رشد انسانها

بوده است که خروجی آن به بیانیه هاي معتبر و علمی در زمینه » نور پردازي » « سر وصدا « (غوغا) » رنگ » « حرکت « »جهت یابی » «زبان » « اختلا لات دیداري « منتهی شده است.یافته هاي آکادمی (ANFA) بر این ادعا است که بین

معماري و مغز و اعصاب ارتباط موثري وجود دارد. یافته هاي این آکادمی نشان می دهد که بیشترین تأثیر را فضاهاي آموزشی می تواند بر مغز افراد (در سنین رشد و کودکی) داشته باشد. از آنجا که ثابت کرده اند محیط اطراف ما می تواند کارکرد سلول هاي مغز را مدوله کند و در نهایت ساختار مغز می تواند در محیط تغییر یابد، و در نتیجه ي تغییرات در محیط، رفتار ما نیز تغییر می یابد، بنابراین طراحی محیط می تواند موجب تغییر در ساختاردهی مغز ما گردد و در نتیجه رفتار ما نیز تغییر می یابد [3]
آکادمی علوم مغز و اعصاب براي معماري محورهاي مختلفی را براي خود هدف گذاري نموده است از آنجمله:

- بسط و تبیین چگونگی ارتباط مغز و ذهن با طراحی معماري، بعنوان مثال طراحی چگونه میتواند بر جهت یابی و مسیریابی در محیط هاي پیچیده تاثیر بگذارد.

- تبیین این نکته به کارفرمایان که چگونه سیستم هاي بصري از تجربیات گذشته در فضاها تحت تاثیر قرار گرفته اند و چگونه این تجربیات عکس العمل هایشان را در محیطهاي جدید تحت تاثیر قرار می دهند.
- چگونگی طراحی موثرتر براي گروه هاي سنی متفاوت
- چگونگی طراحی اماکن حمایتی براي گروه هاي ویژه جسمی و یا روانی همچون بیماران آلزایمري و کودکان نارس

- چگونگی طراحی مناسب تر براي محیط هاي با کاربري هاي عمومی بعنوان مثال فضاهاي معنوي، آموزشی، اداري و ...

[4]

3-1 پاسخ مغز به محیط

در بررسی مناطق مغز این موضوع روشن شده است که در مغز مرکز تصورات براي هر احساس چون مرکز لذت، مرکز درد،

مرکز معنویت و شاید مرکز مشکلات وجود دارد. روشی که مغز کار می کند بسیار متفاوت می باشد. کارکرد مغز ما فراتر از
هرگونه توضیح می باشد. وارد مغز می شویم تا درباره چیزي ساده مانند نقطه قرمز بر سقف فکر کنیم ولی در مغز ما
مرکزي به این حالت نمی یابیم . عوامل و پارامترهاي فیزیکی مربوط به فضا را بصورت زیر میتوان دسته بندي نمود:
- نور و عوامل مربوط به آن شامل شدت نور، درخشندگی، انعکاس نور، رنگ، جهت، منبع و ... ؛ - دید اعم از طبیعی، انتزاعی، داخلی، آشنا، متحرك، پویا، ساکن و .... ؛ - دما و حرارت و تهویه ؛ صدا و عوامل مربوط به آن شامل شدت صوت، فرکانس، جهت، فاز و ... - بویایی و چشایی با پارامترهایی چون شدت، نوع و ... - لامسه با پارامترهایی چون نرم، سخت، زبري، بافت، الگو ، جهت و ... ؛ - تناسب شامل پارامترهایی چون مقیاس، حجم و ظرفیت، ارتباطات، نسبت ها ؛ - جهت گیري اعم از افقی، قائم، مورب و ... ؛- تضاد شامل پارامترهایی چون پیش زمینه، پس زمینه، ابهام، تمایز
-سازماندهی فضا و تأثیر معماري داخلی بر کاربران ؛ - رنگ محیط و تأثیر آن بر ادراك و ظاهر ساختمان ؛ - یافتن ورودي

و عبور از آستانه ساختمان
- تأثیر در معرض طبیعت بودن (منظر سبز یا آب) بر فشار یا تهاجم؛ - تأثیر فضایی که فرد به آن محدود است (ظرفیت فضایی یا با افرادي که در آن سهیم است) ؛ - حس خلوت تأثیر مثبت بر سلامت روان افراد ؛ - نقشه شناختی (شکل گیري حافظه زمان و مکان) سلول هاي مکان

برخی از فرآیندهاي مغزي که در طراحی مبتنی بر علوم مغز و اعصاب می بایست مورد توجه قرار گیرند عبارتند از:

سیستم هاي حسی شامل بینایی، شنوایی، بویایی، چشایی، لامسه، تعادل ؛ - ساقه مغز اعم از هسته و سیستم هاي مرتبط با بقا ؛ - مغز میانی شامل پارامترهایی چون احساسات، استرس، هورمون، حافظه و ... ؛ - سیستم هاي عصبی اعم از سمپاتیکی و پارا سمپاتیکی ؛ - لایه خارجی مغز شامل اعمالی چون تحلیل هاي شناختی و ادراکی، یادگیري، حافظه و ...

برخی از اقدامات فیزیولوژیکی مغز که می بایست مورد توجه قرار گیرند عبارتند از:

سیستم هاي شیمیایی شامل هورمون ها، ایمنی شناسی، انتقال دهنده هاي عصبی ؛ - سیستم هاي سلولی شامل بیومکانیکی، بیوشیمیایی. [6]

.3-2 سازماندهی فضا و محیط و تأثیر آن بر عملکرد مغز کاربران

آیا طراحی فضاي داخلی بر کارایی استفاده کنندگان فضا تأثیرگذار است؟ عواملی چون شکل مبلمان، تنوع نور ، گوشه هاي تیره، ادراك عمق، پیچیدگی، تمرکز، افراد با نیازهاي خاص، تأثیر سروصدا، از جمله پارامترهایی است که آکادمی بدانها توجه نموده است. محققان علوم مغز و اعصاب بر این باورند که یکسان بودن شکلهاي هندسی با زیست شناسی عصبی ما مغایر است زیرا غالب سلولها هم در شبکیه و هم در غشا بینایی مغز، در پاسخ به زمینه اي که شکل یکسانی دارد (یعنی یک ناحیه تهی که هیچ صفت مشخصه اي ندارد) برانگیخته نمی شوند. [7]
متخصصان زیست شناسی عصبی، یاخته هاي عصبی خاصی را به صورت منفرد و گروهی شناسایی نموده اند که قادر به درك زوایا، انحنا و تضاد می باشند[8] بنابراین سیستم مغز و چشم در محیطی که از نظر عصبی همگن باشد تنبل می شود چرا که کمبود محرك باعث نزول فعالیت آنها می شود. از دیگر عوامل موثر می توان به وجود سلسله مراتب فضا از خصوصی به عمومی اشاره نمود. در مشاهدات فضاي اداري آکادمی علوم اعصاب طبق آزمایشات به این نتیجه رسیده اند که کنترل محیط براي کسانی که بهره برداران اصلی فضا هستند از عواملی ضروري می باشد. از آنجا که محیط عمومی بازتاب فرهنگ جمعی است این ارتباط فرهنگی باید به نوعی منعطف باشد تا موجب تحمیل ساختار آن فضا نگردد .

عامل موثر محیطی دیگر وجود سطوح و خطوط مورب در محیط می باشد برخی از سلولهاي مغزي، چه بصورت خاص و چه بصورت گروهی، میتوانند علاوه بر تشخیص جهت هاي افقی و عمودي، جهت هاي مایل را نیز تشخیص دهند. توانایی تشخیص در این سلولهاي متوالی که در ناحیه غشایی مغز قرار دارند به گونه اي است که زوایاي 10 تا 20 درجه را از هم تمییز می دهند.[9]بنابراین وجود چنین سلولهایی در غشاء بینایی مغز دال بر اهمیت وجود اطلاعاتی است که زاویه دار باشند هیچ یک از این سلولهاي عصبی در محیطهاییکاملاً راست گوشه، برانگیخته نمی شوند، بنابراین ارتباط حسی با آن محیط ها نزول می یابد.[10]

علاوه بر این، سلولهاي غشاء بصري مغز که داراي حد توقف هستند، تنها اگر حداکثر طول خطوط جهت دار از یک مقدار معین کمتر باشد، به آنها واکنش نشان می دهند در غیر اینصورت به آنها پاسخی نخواهند داد. اینها یاخته هاي عصبی اي هستند که تنها براي بازشناسی جزئیات و تمایزات بوجود آمده اند. سلولهایی که حد توقف دارند گیرنده هاي زیستی هستند که مستقیماً به گوشه ها، انحناها و انقطاع هاي خطوط، حساسیت نشان می دهند. تمامی این سلولهاي مغزي نیز در یک محیط همگن غیر فعال می گردند مغز ما بسیار شبیه یک دستگاه پویشگر کار می کند و میزان قابل توجهی از انرژي پردازشی خود را صرف نسخه برداري از قسمتهاي بسیار پر جزئیات تصویر می نماید.[11]

جالب تر اینکه در غشاء مغز یاخته هاي عصبی منفردي یافت شده اند که براي درك اشکال درهم تنیده، بهینه گردیده اند.

آزمایشات نشان می دهد که چنین سلولهایی هنگامی وارد عمل میشوند که با نقوش درهم تنیده متقارنی همچون دوایر متحدالمرکز، صلیب هاي محاط در خطوط خارجی، ستاره هایی با درهم تنیدگی هاي گوناگون، و سایر نواحی اي که داراي تضاد هستند و بصورت متحدالمرکز سازماندهی گردیده اند، مواجه شوند.[12] از آن گذشته، این یاخته هاي عصبی با محیط هاي صامت هم زیستی دارند. این امر به آنها کمک می کند تا هنگامی که یک شکل درهم تنیده در یک پس زمینه ساده قرار میگیرد، آن شکل را بهتر بازشناسی کنند. مغز ما دقیقاً به ازاي همه انواع ظواهر، از یک سیتم متناسب براي بازشناسی تزیینات برخوردار است..[13] از جانب دیگر محققین این فرضیه را بیان نموده اند که ایجاد فضاهاي با حس خلوت در اتاق بیمار ضمن کاهش تنش، بازده سلامت را بهبود می بخشد به طور مثال پیشنهاد طراحی اتاق بستري بیمار به سبک اتاق خانه مسکونی در مقایسه با اتاق هاي بستر مدار از جمله روشهاي بهبود فضاي درمانی مبتنی بر علوم مغز و اعصاب است.محققان آکادمی علوم مغز و اعصاب در تعریف خلوت و اهمیت آن براي بیماران و کارکنان در محیط بیمارستان فرضیاتی مطرح نموده اند که نشانگر اهمیت خلوت در محیط بیمارستان است. آنان فرض نموده اند که:
تنشهاي نامناسب یک مانع در شفاي بیماران است و نیاز به خلوت بخشی از طبیعت و فطرت انسان هم در زندگی فردي و هم در رفتار اجتماعی می باشد. نبود خلوت موجب افزایش فشار در انسان می شود. در نتیجه خلوت عنصر ضروري براي شفا و مراقبت از بیمار است. آستانه و ضرورت خلوت در افراد و فرهنگ ها متفاوت است.آنان فرض نموده اند که بیماران به فضایی براي خلوت نیاز دارند و این نیاز بر بازده سلامت، رضایت، کارایی و هزینه تأثیرگذار است.[14 ]

.3-3 نور و متغیرهاي مربوط به آن و تأثیر آن بر عملکرد مغز

محققین آکادمی علوم مغز و اعصاب اعصاب هدف از تأمین روشنایی را به وجود آوردن محیطی اعلام نموده اند که در آن عمل دیدن به بهترین وجه و با حداقل زحمت انجام گیرد تا نیروي کارصرفاً جذب اطلاعات و کارآیی بالاتر گردد نه اینکه این نیرو براي مبارزه با اشکالات دیدن که در محیط کم نور وجود دارد صرف شود. روشنایی فضاها از طریق نور طبیعی (پنجره ها

– درها و ...) یا نور مصنوعی (لامپ ها و ...) تأمین می گردد که در هر صورت باید به میزان نور، جهت و کیفیت آن توجه گردد.

نور از نظر توزیع باید مطلوب باشد و به صورت یکنواخت پخش شود تا درخشندگی سطوح سبب ناراحتی چشم نگردد همچنین میزان نور باید به حدي باشد که باعث ایجاد سایه هاي مزاحم نگردد.