Research thesis by Nastazia Avgoustidou, entitled “Architecture and Neuroscience: Correlations between brain structure and multisensory experience”, focuses on the interdisciplinary field of Architecture and Neuroscience by analyzing phenomena, such as perception, memory, learning and feeling which take place in the human brain during an architectural experience.
-text by the author
The first part of analysis is divided into two sections. The primary one includes findings about brain structure and function, which specifically concern the mechanisms of brain plasticity, mirror neurons and place cells. The second section involves the multisensory experience, which consists of the visual brain, the acoustic, haptic and olfaction system, as well as the atmospheric sense. A correlation between these two clusters brings about the following question: how does multisensory experience affect brain structure?
The question could be reformulated as follows: in what manner would space perception, through senses, structurally modify and, eventually, form the human brain?
The research hypothesis is being examined through a case study, in which certain aspects of the developing and the aging brain are being investigated. A variety of sensory stimuli, such as light, color, textures and noise, are discussed according to the hypothesis. For example, the visual stimuli of light impacts on children’s brain plasticity and the ability of learning in a certain manner, while particular acoustic and tactile stimuli affect elderly people’s mechanisms of memory.
By answering the initial question we are inevitably led to a series of hypotheses, which are associated with school and elderly care facilities design. Such hypotheses, that should be further tested by neuroscientists, may be the following: Do the large windows affect children’s cognitive function? Besides light, would the rest of environmental stimuli activate the brain in order to the latter be more receptive to incoming knowledge? Which is the appropriate room size for an elder whose allocentric navigation is being impaired? Sharing and cross-checking data coming from different fields could possibly confirm or decline these assumptions.
Taking into consideration both neuroscientific tools’ limitations, and the inevitable criticism about the absence of a broader social, cultural, political, historical context, this research does not encourage a strict neuroscientific approach towards the architectural practice. What is being supported concerns a systematic investigation of the mental phenomena arising from the personal experiences (memory, dispositions, desires, etc. ), which are intimately related to the architect’s intuitional creativity.
Moreover, the thesis highlights the need of scientific tools’ enrichment and exploitation in order to update design criteria. Provided that the architect designs for the individual and their biological needs, he or she ought to be informed about their work’s impact on human brain structure and behavior.
The fact remains that the built environment is certain to modify the individual’s brain, since “the architecture of each person’s brain is unique, and its uniqueness stems partly from the places he/she has experienced”. (Pallasma, 2013)
Facts & Credits
Project title Architecture and Neuroscience: Correlations between brain structure and multisensory experience
Student Nastazia Avgoustidou
Supervisor Tilemachos Andrianopoulos
Date February 2020
Course Research thesis
Institution School of Architecture, National Technical University of Athens (NTUA)
Η ερευνητική εργασία της Ναστάζιας Αυγουστίδου, με τίτλο “Αρχιτεκτονική και Νευροεπιστήμη: περί εγκεφαλικής δομής, αισθήσεων και χώρου”, αφορά το διεπιστημονικό πεδίο αρχιτεκτονικής και νευροεπιστήμης και, συγκεκριμένα, την ανάλυση φαινομένων όπως η αντίληψη, η μνήμη, η μάθηση και το συναίσθημα, τα οποία λαμβάνουν χώρα στον ανθρώπινο εγκέφαλο κατά την αρχιτεκτονική εμπειρία.
-κείμενο από την δημιουργό
Δημιουργούνται δύο “οικογένειες” έρευνας. Στην πρώτη κατατάσσονται οι ανακαλύψεις για τη δομή και λειτουργία του εγκεφάλου, δηλαδή, οι μηχανισμοί της εγκεφαλικής πλαστικότητας, των κατοπτρικών νευρώνων και των κυττάρων περιοχής. Στην δεύτερη υπάγεται η πολυαισθητηριακή εμπειρία, η οποία αποτελείται από τον οπτικό εγκέφαλο, την ακοή, την αφή, τη γεύση, την όσφρηση και την ατμόσφαιρα του χώρου. Ο συσχετισμός των δύο οδηγεί στο παρακάτω ερώτημα: πώς η πολυαισθητηριακή εμπειρία επηρεάζει την δομή του εγκεφάλου;
Το ερώτημα μπορεί να επαναδιατυπωθεί ως εξής: πώς η αντίληψη του χώρου μέσω των αισθήσεων, μεταβάλλει δομικά και, τελικά, διαμορφώνει τον ανθρώπινο εγκέφαλο;
Προκειμένου να απαντηθεί η υπόθεση έρευνας, χρησιμοποιείται το δίπολο του αναπτυσσόμενου και γηράσκοντος εγκεφάλου. Συγκεκριμένα, ομαδοποιούνται τα αισθητήρια ερεθίσματα (π.χ. φως, χρώμα, ήχος, αφή) του χώρου και εξετάζονται ως προς την υπόθεση εργασίας. Για παράδειγμα, διερευνάται το πώς τα οπτικά ερεθίσματα του φωτός και του χρώματος επηρεάζουν την πλαστικότητα του αναπτυσσόμενου εγκεφάλου ως προς τη μάθηση και την ικανότητα προσανατολισμού του, αντίστοιχα. Ή το πώς συγκεκριμένα ακουστικά και απτικά ερεθίσματα επηρεάζουν τους μηχανισμούς μνήμης του ηλικιωμένου εγκέφαλου.
Τελικά, επιβεβαιώνεται και απαντάται αφενός μεν η υπόθεση έρευνας, αφετέρου δε δημιουργούνται ακόμα περισσότερα ερωτήματα και υποθέσεις που αφορούν το σχεδιασμό σχολείων και κέντρων φιλοξενίας για τους ηλικιωμένους. Τέτοιες υποθέσεις που χρήζουν περεταίρω εξακρίβωσης θα μπορούσαν να είναι οι εξής: επηρεάζουν τα μεγάλα ανοίγματα την γνωστική λειτουργία των παιδιών; Συμμετέχει μόνο το φως ή και τα υπόλοιπα εξωτερικά ερεθίσματα ενεργοποιούν τον εγκέφαλο, ώστε να είναι πιο δεκτικός στη νέα πληροφορία; Ποια θα μπορούσε να είναι η κατάλληλη κλίμακα ενός δωματίου για τον ηλικιωμένο, του οποίου το αλλοκεντρικό σύστημα αναφοράς, που χρησιμοποιείται κατά τον χωρικό προσανατολισμό, εξασθενεί; Πρόκειται για ζητήματα, που μόνο μέσω της σύζευξης και κοινής χρήσης δεδομένων μεταξύ των διαφορετικών κλάδων είναι πιθανό να απαντηθούν.
Λαμβάνοντας υπόψιν από τη μία τους περιορισμούς των νευροεπιστημονικών εργαλείων, και από την άλλη την αναπόφευκτη κριτική περί απουσίας ενός κοινωνικοπολιτικού πλαισίου, δεν προτείνεται η μονομερής προσέγγιση της αρχιτεκτονικής υπό το φίλτρο των νευροεπιστημονικών ανακαλύψεων. Αντίθετα, υποστηρίζεται η μελέτη των νοητικών φαινομένων, που προκύπτουν μέσω του προσωπικού βιώματος (μνήμη, τάσεις, επιθυμίες κ.λπ.) και οδηγούν στην -συχνά ενστικτώδη- δημιουργικότητα του αρχιτέκτονα.
Από την άλλη πλευρά. η παρούσα έρευνα εστιάζει στην ανάγκη εμπλουτισμού και εκμετάλλευσης των εργαλείων της επιστήμης, με στόχο την επικαιροποίηση των ερωτημάτων που τίθενται κατά τον σχεδιασμό. Εφόσον ο αρχιτέκτονας σχεδιάζει για τον άνθρωπο και τις ανάγκες του, συμπεριλαμβανομένων των βιολογικών του αναγκών, οφείλει να γνωρίζει τον αντίκτυπο του έργου του στην εγκεφαλική δομή και, συνεπώς, στη συμπεριφορά του ατόμου.
Αυτό που σίγουρα ισχύει είναι ότι ο χώρος είναι ικανός να μεταβάλλει τη δομή του ανθρώπινου εγκεφάλου, καθώς “η αρχιτεκτονική του εγκεφάλου κάθε ανθρώπου είναι μοναδική, και η μοναδικότητά της πηγάζει μερικώς από τo βίωμα των τόπων, από τα οποία έχει περάσει”. (Pallasma, 2013)
Στοιχεία έργου
Τίτλος εργασίας Αρχιτεκτονική και Νευροεπιστήμη: περί εγκεφαλικής δομής, αισθήσεων και χώρου
Φοιτήτρια Ναστάζια Αυγουστίδου
Επιβλέπων Τηλέμαχος Ανδριανόπουλος
Εξεταστική περίοδος Φεβρουάριος 2020
Μάθημα Ερευνητική εργασία
Σχολή Τμήμα Αρχιτεκτόνων Μηχανικών, Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο (Ε.Μ.Π.)
READ ALSO: Bending active timber: the five symbiotic surfaces | Design Thesis by Sotiris Monachogios