بخشی از مقاله
مغز و اعصاب و معماري:
بررسی تأثیر نماها بر سیستم عصبی انسان
چکیده
محیط بر درك و رفتار انسان تأثیر میگذارد و این تأثیرات با استفاده از انتقال داده ها از سیستم بینایی به مغز و پردازش اطلاعات در مغز صورت می گیرد. نوروساینس دانش مطالعه سامانه عصبی است که امروزه به صورت یک دانش میان رشته اي درآمده است که به ارتباط علوم مختلف همچون معماري با علوم مغز و اعصاب می پردازد. در این مقاله به مرور نتایج مقالات و دستاوردهاي مربوط به نوروساینس و معماري پرداخته می شود تا با استفاده از آن بتوان عوامل مؤثر بر طراحی نما که سبب ایجاد احساس خوشایند در کاربر می شود را استخراج کرد و در طراحی نماهاي شهري بتوان از آن استفاده کرد..
کلیديواژههاي : نوروساینس، علوم مغز و اعصاب، معماري، طراحی نما .
-1 مقدمه
انسان همیشه با محیط اطراف خود در ارتباط است و بر آن تأثیر می گذارد و بالعکس از آن تاثیر می پذیرد. یکی از روش هاي انتقال اطلاعات محیطی به انسان توسط سیستم بینایی صورت می گیرد که داده ها به صورت تصویرهایی، با استفاده از سیستم بینایی به مغز منتقل شده و در مغز اطلاعات، پردازش می شود که این پردازش با استفاده از نوروساینس انجام می گیرد.
نوروساینس دانش مطالعه سامانه عصبی است که امروزه به صورت یک دانش میان رشته اي درآمده است که به ارتباط علوم مختلف همچون معماري با علوم مغز و اعصاب می پردازد. اکثر دانشمندان علوم مغز و اعصاب درباره ي معماري به عنوان حرفه اي در رابطه با طراحی زیبایی شناسانه می اندیشند که ناظر را از طریق ادراك دیداري، هماهنگی، تقارن و نسبت خوب، خشنود و راضی می گرداند، در صورتی که معماري بیش از این می باشد. اگر افق علوم مغز و اعصاب را گسترش دهیم، در نهایت پایگاه دانشی جدید براي معماري خواهد شد زیرا امروزه سطح جدیدي از دانش می تواند از طریق استفاده از ابزارهاي پیشرفته در علم عصب شناسی براي فهم اینکه مغز چگونه معماري را درك می کند و نسبت به محیط واکنش نشان می دهد، ایجاد شود.
1
درك پاسخ انسان به فضاهاي طراحی و نوع تأثیر این فضاها بر روي احساسات و عواطف انسان ها براي ایجاد یک زبان مشترك بین معماران، دانشمندان و کاربران فضاهاي ساخته شده و بهبود بخشیدن به سطح کیفی آن در جهت افزایش بهره وري فضاهاي معماري می تواند بسیار سودمند باشد و باعث ایجاد احساسات مثبت در مخاطب شود.
در این مقاله به مرور نتایج مقالات و دستاوردهاي مربوط به نوروساینس و معماري پرداخته می شود تا با استفاده از آن بتوان عوامل مؤثر بر طراحی نما که عواطف کاربر را تحت تأثیر قرار می دهد را استخراج کرد و در طراحی نماهاي شهري بتوان از آن استفاده کرد.
-2 پیشینه تحقیق
آکادمی علوم مغز و اعصاب براي معماري (ANFA) توسط موسسه ي آمریکایی معماري (AIA) به عنوان مرکز بین المللی براي فعالیت هاي میان رشته اي براي ایجاد پل هاي فکري بین تحقیقات علوم مغز و اعصاب و کسانی که مکان هایی را براي استفاده-ي بشر طراحی می کنند، تأسیس شده است. در اینجا به بررسی تحقیقات و مقالات در این رابطه پرداخته می شود تا به جمع بندي در این رابطه دست پیدا کنیم. آکادمی علوم مغز و اعصاب و معماري (ANFA) تلاش دارد که با استفاده ازواکنش هاي مغز پاسخی براي رفتارهاي انسان در مقابل ساخته هاي بشر بیابد. فعالیت آکادمی علم مغز و اعصاب بررسی سیستم هاي ادراك و احساس انسان هاست که ریشه در مغز دارد و بدن تنها به عنوان شالوده اي براي فهم رفتار خدمت می کند. در این راه علم اعصاب می تواند وسیله اي را براي خواندن زبان میان تجربه بشر و طراحی محیط فراهم آورد. تحقیقات اخیر علم مغز و اعصاب اشاره به آن دارد که شکل پذیري مغز مستقیما توسط محیط تاثیر می پذیرد.در نتیجه تمام فرآیندهاي پیچیده مغز مانند: احساسات، ادراك، توجه و آگاهی در تقابل با محیط پویا می شوند. (کاري پور و شاهرودي، (1393 در این مقاله تحقیقات این آکادمی از جنبه هاي مختلف این موضوع را مورد بررسی قرار داده است. در ابتدا به کلیاتی درباره مغز و سیستم عصبی و محیط می پردازیم.
-3 کلیاتی درباره مغز و سیستم عصبی
مغز انسان مرکز دستگاه عصبی است. دستگاه عصبی مرکزي در درون حفاظی استخوانی به نام جمجمه و ستون فقرات قرار گرفته و شامل مغز و نخاع میباشد. سیستم اعصاب مرکزي در زبان عام به دو قسمت با نامهاي ماده ي سفید و ماده ي خاکستري تقسیم میشود. مغز شامل قسمت هاي متنوعی است که هر کدام در عین ارتباط تنگاتنگ با یکدیگر داراي کارها و وظائف گوناگونی هستند. واحد پردازش اطلاعات در مغز نورون می باشد. در دستگاه اعصاب میلیاردها نورون وجود دارد که پیام هاي عصبی را به صورت امواج الکتریکی منتقل می سازند. در شکل شماره یک به بخش هاي مختلف مغز اشاره شده است.
شکل شماره-1قسمت هاي مختلف مغز، (مأخذ: مرکز تخصصی توانمند سازي انسان: (2011 http://paarand.org/download/games/262-19-15-758.swf
2
اندیشه ها، احساسات و یادهاي ما به عنوان الگوهاي ویژه پیام هاي عصبی باقی می مانند دائماًو از طریق چند مسیر معین به مغز انتقال داده می شوند و در مغز توسط نورون ها پردازش می شود. بعد از تحلیل و تفسیر داده ها، سازمان بندي شده و واکنش هاي متفاوت از جمله حرکت هدفمند ارادي و یا گفتار به عنوان یک کارکرد عالی ذهنی انجام می گیرد.
می توان فعالیت هاي مغز را در جدولی به نمایش گذاشت: ( جدول شماره (1
جدول شماره -1 فعالیت هاي مغز (مأخذ: مرکز تخصصی توانمند سازي انسان: (2011
http://paarand.org/download/games/262-19-15-758.swf
انواع فعالیت هاي مغزي جایگاه فعالیت
دید کلی از عملکرد هاي مغز
بینایی‐صوت‐لامسه ‐بویایی و چشایی ‐زبان و گفتار‐
برنامه ریزي، ایده ها و تصمیمها‐تعاملات اجتماعی‐حافظه ‐هیجانات‐کارکردهاي پایه بدن‐مشکلات‐
کنترل حرکت
بینایی لوپ پس سري
بینایی قسمت بزرگی از مغز را در بر میگیرد که پیش از همه لوب
پس سري است. اطلاعات از چشمها به این منطقه در پشت سر
میرسند، جایی که نور به صورت نوعی نقشه تنظیم میگردد. سپس، اطلاعات به مناطق دیگري از مغز
هدایت میشوند و به صورت لبه ها،اشکال،رنگها، مواضع و اشیا، افراد و مکانهاي قابل شناسایی تحلیل
میگردند.
صوت لوپ گیجگاهی
اطلاعات صوتی توسط قشر شنوایی در لوب هاي گیجگاهی تحلیل
میگردند.فرکانسهاي مختلف مجزا شده و تحلیل میشوند تا اینکه چه هستند و از کجا میآیند از کار در
بیاید. موسیقی بیشتر در سمت راست مغز و گفتار بیشتر در سمت چپ تحلیل میشوند.
لامسه قشر حسی- تنی
اطلاعات مربوط به لامسه به قشر حسی ‐تنی هدایت میشوند و نقشه
کاملی از بدنه را تشکیل داده و در سطح مغز پخش میگردند.قسمت هاي حساس تر بدن مانند سر
انگشتان ‐لب ‐پنجه ها و اندام تناسلی سهم بیشتري نسبت به مناطق با حساسیت کمتر دارند.
بویایی و چشایی تالاموس، پیاز بویایی، لوب
در پایین و زیر لوب پیشانی، جایی که پیاز بویایی قرار دارد تحلیل پیش پیشانی
میشوند.این حسهاي ابتداییمستقیماً با نواحی هیجانی در ارتباط بوده و کمتر تحلیلی هستند.حسها
در مناطق عمومی مغز مانند تالاموس به هم می پیوندند تا یک برداشت کلی به ما داده و ما را در هدایت
توجه و رفتارمان یاري دهند.
زبان و گفتار قشر حرکتی، ناحیه بروکا،
دوناحیه مهم گفتاري کنار قشر شنوایی در سمت چپ مغز وجود دارد.یکی ناحیه ورنیکه است که در فهم قشر شنوایی، ناحیه ورنیکه
زبان نقش مهمی دارد و دیگري ناحیه بروکاست که مسئول دنبال هم قرار دادن گفتار می باشد.نواحی
حرکتی نیز براي کنترل و هماهنگی عملکرد جسمی مانند حرکت دادن زبان، مورد نیاز می باشند.
برنامه ریزي،ایده ها و تصمیم ها لوب پیشانی، لوب پیش
وقتی چیزها را سبک سنگین می کنیم و تصمیمی میگیریم، یا وقتی پیشانی
خروجی هاي ممکن را آزمایش میکنیم، لوب هاي پیشانی و پیش پیشانی مورد استفاده قرار می
گیرند.نواحی مختلف مغز در انسان نسبت به حیوانات بسیار توسعه یافته تر است.این نواحی جایی هستند
که پیچیده ترین محاسبات و شناخت ها در آنها صورت میگیرند و براي تفکر هوشمند مهم می
باشند.اطلاعات مربوط به پاداش ها،مطلوب ها و منفورهادر گذشته در آنها ذخیره می شوند.علاوه بر این،
3
حافظه فعال در این منطقه وجود دارد که امکان نگه داشتن ایده هاي متفاوت را همزمان در ذهن براي ما
فراهم میکند.
تعاملات اجتماعی لوب پیش پیشانی
توانایی ما براي تعامل اجتماعی با مردم توسط لوب هاي پیش پیشانی
کنترل می شود.آنها محل هیجانات پیچیده اجتماعی ما،صفات کنترلی مانند همدلی، گناه ،ایمان و کنترل
رفتاري‐که ما را از رفتار نامناسب باز می دارد میباشند.برخی محققین عقیده دارند که تمایلات جنایی یا
جامعه ستیزي ممکن است از آسیب دیدگی این ناحیه به وجود آیند.
حافظه لوب گیجگاهی، لوب پیش
انواع مختلفی از حافظه وجود دارد.لوب پیش پیشانی با اطلاعاتی که پیشانی، لوب پیشانی
به طور لحظه اي نیاز داریم سرو کار دارد ‐که حافظه فعال نامیده می شود.به این ترتیب میتوانیم ابتداي
جمله را تا به آخر رسیدن آن در خاطر داشته باشیم و بتوانیم معناي جمله را درك کنیم .خاطرات درباره
کارهایی که انجام داده ایم، جاهایی که رفته ایم و اطلاعاتی که جمع کرده ایم، در هیپوکامپ که شکلی
منحنی مانند دارد ذخیره میشوند.حافظه بلند مدت و اطلاعات واقعی به تدریج به اطراف مغز انتقال یافته
و در لوب هاي گیجگاهی یا پیشانی جاي میگیرند.حافظه مربوط به چگونگی انجام کارها در مخچه قرار
دارد.
هیجانات آمیگدال
هیجانات از قسمتی از مغز به نام دستگاه لیمبیک که در زیر قشر مخ قرار دارد می آیند.احتمالا مهم ترین
منطقه کنترل کننده هیجانات ما آمیگدال است که ترس ها، اضطراب و خشم را تعدیل میکند.دستگاه
لیمبیک ارتباطات مستقیمی با حس ها دارد.این مسئله سبب واکنش هاي بسیار سریع و ناهشیاري
میگردد که ما آن را واکنش هاي شکمی یا غریزي مینامیم.
کارکردهاي پایه بدن ساقه مغز
ابتدایی ترین ناحیه مغز‐ساقه مغز ‐بسیاري از کارکردهاي بدن ما را که به طور هشیار درباره آنها فکر نمی
کنیم کنترل می کند مانند ضربان قلب، تنفس، فشارخون، خوابیدن و بیدار شدن و رهاسازي هورمون
ها.این ناحیه به شکل یک برجستگی بالاي نخاع قرار دارد.چنین ساختارهایی اولین بار حدود پانصد
میلیون سال پیش در موجودات زنده ظاهر شدند.ساقه مغز به تنهایی شبیه مغز خزندگان امروزي است.
مشکلات قشر کمربندي پیشین
قشر کمربندي پیشینتقریباً در تمام قالب هاي رفتاري مهم است. به نظر میرسد که با رصد کردن
مشکلات بالقوه ، تعارض ، خطاها و درد، تصمیم میگیرد که کدام رفتار مناسب است و به چه چیز باید
توجه کنیم.
کنترل حرکات هسته هاي قاعده اي، قشر
فرایندهاي پیچیده مناطق مختلفی از مغز را به کار میگیرند.طرح ریزي در لوب هاي پیش پیشانی و حرکتی، لوب پیش پیشانی،
پیشانی، بخصوص در قشر حرکتی اتفاق می افتد. لوب پیشانی
اما نواحی دیگري نیز وجود دارند که انگیزه براي حرکت و
هماهنگی را کنترل می کنند.از جمله هسته هاي قاعده اي، که در بیماري پارکینسون دچار ضایعه می
شوند و مخچه که الگوهاي عادي حرکات را ذخیره می کند.حرکت نیاز به بازخورد مداوم از حس هاي ما
نیز دارد.
به دلیل کارایی بیشتر سیستم بینایی در معماري و استفاده بیشتر از آن در درك فضا و هم چنین بررسی هیجانات در علم نوروساینس در هنگام مواجه شدن با فضا، می توان لوپ پشت سري، آمیگدال و دستگاه لیمبیک را در مغز مؤثرتر از دیگر بخش هاي مغز براي این بررسی دانست.
4
به طور کلی محیط بر فعالیت ژن و در نهایت ساختار مغز تأثیرگذار است؛ تغییرات محیط، ساختار مغز را تغییر می دهد. در نتیجه، تغییرات محیط ، بر رفتار ما نیز تأثیر می گذارد. بنابراین، طراحی معماري می تواند مغز و رفتار ما را تغییر دهد.
تحقیقات صورت گرفته را در این حوزه می توان به چند دسته تقسیم نمود:
-1-3راههاي انتقال اطلاعات به مغز
در سال 2003 وولمیر و همکارانش در مورد نوع انتقال اطلاعات که توسط یک تصویر به ببینده منتقل می شود به نتایجی رسیدند که مخاطب در هنگام نگاه کردن به یک تصویر، فرکانس هاي فضایی را دریافت می کند که فاصله از تصویر نیز یکی از عوامل دخیل در انتقال فرکانس هاي فضایی می باشد. سیستم هاي عصبی در هنگام نگاه کردن به یک تصویر، با توجه به تغییرات در فرکانس فضایی به صورت حساس دست به انتخاب می زنند. از این رو، مسیرهاي عصبی مختلفی را در هنگام پردازش محرك هاي خاص، انتخاب می کنند. فرکانس هاي فضایی به دو دسته فرکانس فضایی بالا (HSF) و فرکانس فضایی پایین (LSF) تقسیم می شوند که در انتقال اطلاعات با هم تفاوت هایی را دارند. براي نمونه فرکانس فضایی بالا تغییرات فضایی ناگهانی را در تصویر می بیند که داراي کیفیت خوب می باشد اما پاسخ پردازش آن ها آهسته است، مانند لبه ها. اما فرکانس فضایی پایین متفاوت است، نشان دهنده اطلاعات کلی تري( اطلاعات جهانی) می باشد. که می توان، در معماري نیز نماي ساختمان را مانند تصاویر در نظر گرفت و نوع پردازش تصویري که در نما توسط مخاطب دیده می شود را به این گونه دانست.
در سال 2004، بار در پژوهش خود به این نکته اشاره کرد که استخراج سریع معناي متنی از یک تصویر، به واسطه اطلاعات کلی ( اطلاعات جهانی) داده می شود که با سرعت استخراج می شود و باعث واکنش سریع در سیستم لیمبیک می شود. که لیمبیک نیز سیستمی براي برانگیختن احساسات در مغز می باشد.در بخش استدلال، خواص جهانی، ادراك بیننده از شکل تصاویر و نوع پاسخ عاطفی وي از دیدن آن شکل می گیرد. یافته هاي مربوط به فرکانس فضایی و ارتباط آن باپاسخ مغز، نشان می دهد که اطلاعات جهانی در مورد شکل، می تواند به سرعت توسط سیستم ادراکی استخراج شده و باعث یک واکنش اولیه که می تواند ترس، اضطراب باشد، منجر شود. از نتیجه این تحقیق، می توان به تأثیر عوامل محیطی در سیستم ادراکی و ایجاد واکنش هایی در مخاطب اشاره کرد.
در پژوهشی که توسط لیناراکی و ووراداکی انجام گرفت به بررسی رابطه بین علوم مغز و اعصاب و رفتار انسان پرداخته شد که دیده شد که در آن حواس انسان (بینایی، شنوایی، چشایی، بویایی و لامسه) با تغییرات هورمونی در انسان باعث تغییر در احساسات می شود. هر یک از هورمون ها، باعث ایجاد احساس خاصی می شود که در این تحقیق، احساسات تهاجمی مورد بررسی قرار گرفته است: مانند خشم، استرس، افسردگی و ترس می باشد. در تحقیقات، ارگانیسم انسان به طور خلاصه، به صورت زیر در نظر گرفته شد.
محرك ، سیستم عصبی محیطی ، سیستم عصبی مرکزي ، مغز ، سیستم عصبی مرکزي ، سیستم عصبی محیطی ، واکنش.
که در جدول شماره 2 به اختصار اطلاعاتی ازین ارگانیسم دیده می شود:
5
جدول شماره -2 اطلاعات ارگانیسم انسان. مأخذ: Linaraki, varadaki,2102
محرك حواس هورمون احساس
رنگ بینایی ملاتونین پرخاشگري
نور شنوایی دوپامین رفتار
بو چشایی اندورفین عصبانیت
بافت لامسه اوکسیتوسین استرس
موسیقی بویایی سروتونین افسردگی
صدا کورتیزول ترس
دما آدرنالین
که نتایج زیر، به طور خلاصه در جدول 3 نشان داده شده است که احساسات انسانی و هورمونی به واسطه این احساس در بدن آزاد میشود و سپس عوامل محیطی که میتوان در تقلیل این احساس از آنها بهره برد تا کاربر فضا احساس بهتري داشته باشد آورده شده است:
جدول شماره -3 احساسات منفی انسان و راه هاي بهبود آن. مأخذ: Linaraki, varadaki,2102
احساسات هورمون محرك براي بهبود احساس
مورد نظر
رفتار تهاجمی اندورفین رنگ صورتی
اکسیتوسین پراکندن عطر سنبل
خشم سروتنین رنگ نارنجی
اندورفین بافت صاف
کورتیزول پراکندن رزماري
سروتونین موسیقی تمپوي آهسته
استرس اندورفین پراکندن لیمویی
رنگ سبز/ بافت صاف
پراکندن عطر سنبل
فن آوري- سیستم عصبی مکان
مواد کرومیک حرارتی
مواد کرومیک رنگی
مواد کرومیک حرارتی
بافت و مصالح قابل تغییر
سیستم صدا
بافت و مصالح قابل تغییر
6
افسردگی سروتونین سطوح بالایی از روشنایی مصالح درخشان (نورانی)
رنگ آبی روشن مصالح فتوکرومیک (کرومیک رنگی)
ترس سروتونین سطوح بالایی از روشنایی مصالح درخشان (نورانی)
اکسیتوسین بافت صاف مصالح با بافت نرم
نتیجه تحقیقات نشان می دهد که می توان با استفاده از عواملی که به مغز انسان منتقل می شود و تاثیر در محرك هاي آن، احساسات تهاجمی را در افراد کاهش داد.
-2-3عوامل محیطی
الف- عوامل طبیعی
در سال 2013 ناندا و همکارانش در مورد تأثیرات احساسی منتج از محركهاي بصري و ارتباط بین روانشناسی محیطی و نوروساینس تحقیق کردند. هدف آنها استفاده از تصاویر طبیعت براي شناسایی خواص بصري خاص بود که ممکن است پاسخگوي احساسات باشد. سپس به بررسی این ویژگیهاي خاص و کشف ارتباط آن در درون پارادایم نظري عصبی و معماري و علوم اعصاب پرداختند. که براي این تحقیق، از نتایج تحقیقات صورت گرفته استفاده شد.به عنوان مثال:
در سال 2009 آلریچ در تحقیق خود با نمایش تصاویري از هنرهاي تجسمی از یک چشم انداز، نشان میدهد که اضطراب و پرخاشگري در بیماران کاهش مییابد و باعث کاهش هزینه در بیمارستان میشود.
در سال 1990هرواگون و اوریانس در مطالعاتی دیگر، در اندازه گیري ضربان قلب در یک کلینیک دندانپزشکی، به این نتیجه رسید که استرس در بیماران با دیدن یک تابلو که داراي تصویري از یک طبیعت است کاهش مییابد.
اولریچ و همکاران در سال 1993 آزمایش دیگري بر روي بیمارانی که عمل جراحی قلب داشتند، انجام شد که مشخص شد که افرادي که در معرض تماشاي طبیعت و یا دیدن هنري انتزاعی با فرم هاي راست قرارگرفتند داراي استرس کمتري شدند و از داروهایی با دوز کمتر براي درد آنها استفاده شد. پس میتوان نتیجه گرفت که تصاویر طبیعت و یا گوشه اي از طبیعت تأثیر زیادي بر سلامت افراد میگذارد.
ب- عوامل انسان ساخت عوامل انسان ساخت مورد بررسی عواملی هستند که از آن ها می توان در معماري استفاده کرد و در پژوهش هاي مختلف به
آن توجه شده است. یکی از این عوامل هندسه فضایی در معماري می باشد.
در آزمایشاتی که توسط بار و نتا در سال 2007، در مورد ترجیح اشیاء بالبه هاي منحنی و با لبه هاي تیز انجام گرفت، مشاهده شد که ترجیح کاربران به اشیاء با لبه هاي منحنی بیشتر از اشیاء زاویه دار است. در گام دوم آزمایش به مقایسه مبل هاي تیز گوشه و منحنی، در دید کاربران پرداخته شد. نتایج این آزمایش نشان داد که شکل اولیه در درك ما از اجسام اهمیت دارند و افراد بالغ و نوزادان نسبت به خطوط منحنی، تمایل بیشتري دارند. که پاسخ به دست آمده در این آزمایش دلیل بر رد خطوط زاویه دار و شکسته نمی باشد. زیرا در این تحقیق بحث جذب عاطفی است. اما در ساختمان علاوه بر احساسات و عاطفه، عملکرد نیز مطرح می باشد.
مدنی نژاد در طرح دکتري خود در سال 2003 بر روي طرح داخلی خانه مسکونی، به این نتیجه رسید که اشکال منحنی در مقابل اشکال زاویه دار استرس را کمتر می کنند. علاوه بر این می توان تصور کرد که اشکال منحنی، فضا را خصوصی تر و امن تر می سازند. نویسنده این فرضیه را با اضافه کردن خطوط منحنی به طراحیش مورد آزمایش قرار داد که مشاهده کرد که فضا آرامش بخش، لذت بخش تر و شادار می شود.
