從腦電波到建築藍圖：神經科學如何重塑建築物設計

（來源：MIT Technology Review）

你是否曾經在某個建築物裡迷路，覺得自己完全找不到方向？其實，好的建築設計應該以使用者為中心，但要做到這一點并不簡單。

不僅僅是導航問題。想想那些讓你感覺昏昏欲睡或毫無效率的辦公室，或者讓人覺得壓抑的健康中心吧。一個設計适合某些人，但對另一些人卻未必奏效。畢竟，每個人的身心狀态、需求和偏好都不一樣。那我們該如何把這些差異都考慮進去呢？

為了解答這個問題，神經科學家和建築師們在東倫敦的一個大型實驗室裡展開了合作。在這裡，研究人員可以建立模拟的環境，調節光線、溫度和聲音，甚至可以讓人誤以為是在一個霧蒙蒙的夜晚，或者清晨鳥鳴的時刻。

在這個實驗室裡，研究人員可以模拟各種場景，比如超市、醫院、人行橫道或學校，并觀察志願者在這些環境中的反應。于是，我帶着一個裝有傳感器的改裝棒球帽，走進了一個模拟的藝術畫廊。

我第一次來到這個“人-環境-活動研究實驗室”（簡稱 PEARL）是在今年七月。當時，我和倫敦大學學院的神經科學家 Hugo Spiers 聊起了用電子遊戲來研究人們的導航方式。他告訴我，他們正進行另一項研究，探索人們如何在逼真的環境中尋找方向，尤其是在緊急疏散時的表現——這種情況下，可能關乎生死。

為了進行研究，Spiers 和他的團隊在 PEARL 裡搭建了一個“模拟藝術畫廊”。整個實驗室規模非常大，長約 100 米，寬 40 米，局部天花闆高度達到 10 米。Spiers 告訴我，這個實驗室在全球範圍内都是獨一無二的。

從上方俯瞰，畫廊的布局有點像迷宮，通道由黑色布簾隔出。展品是由倫敦大學學院的學生創作的戲劇性藝術視訊。

當我七月探訪時，Spiers 和他的團隊正在進行一個小型試驗，以測試他們的布置。作為志願者，我戴上了一頂帶編号的黑色帽子，帽子上有一個大大的二維碼，能夠被懸挂在畫廊上方和周圍的攝像頭追蹤。同時，帽子還裝有傳感器，可以發送無線信号，精确定位我在迷宮中的位置，誤差不超過 15 厘米。

最初，所有志願者（大部分是學生）都被要求像參觀普通畫廊一樣四處走動。我随意地在畫廊裡漫步，觀看視訊，聽旁邊的人讨論他們的研究和即将到來的論文截止日期。氣氛非常輕松愉快。

然而，這種輕松很快在實驗的第二階段打破了。我們每個人拿到了一張數字清單，每個數字對應一個編号的螢幕，然後被要求按順序找到所有這些螢幕。Spiers 在一旁說：“大家好運！”

一瞬間，大家開始争分奪秒，急匆匆地在通道裡穿行，避免與别人相撞。“有點亂了吧？”我聽到一個志願者這麼說，就在我不小心撞到另一個人時。還沒等我完成任務，Spiers 就宣布實驗結束了。走向出口時，我注意到有些人已經氣喘籲籲了。

完整的實驗在 9 月 11 日進行，這次有大約 100 名志願者（我沒有參與）。幾乎所有人都戴着改裝過的棒球帽，但有些人還穿戴了更複雜的裝置，比如 EEG 帽用來測量腦電波，或者近紅外光譜裝置用來測量大腦中的血流情況。有些人甚至還戴着眼動追蹤器，記錄他們的視線方向。

“我們今天要做一些非常了不起的事，”Spiers 在實驗開始時對志願者、從業人員和觀察者說。能夠在這樣的環境中，從這麼多個人身上收集到如此精确的資料，實屬“世界首次”。

作為旁觀者确實比參與者輕松得多。我可以安坐在座位上，觀看從攝像頭和傳感器收集到的資料，它們被投射到螢幕上，志願者的行動軌迹變成了一條條曲折的彩色線條，像極了經典的《貪吃蛇》遊戲。

這次實驗和先前的試驗相似，不過這回志願者們還被配置設定了額外的任務。有一段時間，他們每人拿到一個寫有城市或城鎮名字的信封，并被要求找到其他拿到相同名字的志願者。看着這些小組形成的過程非常有趣，有人分到的城市是曼谷這樣的旅遊熱門地，而有的人則拿到了像斯勞這樣的小鎮——它因英劇《辦公室》而廣為人知。實驗的最後一部分，志願者們被要求從最近的出口撤離畫廊。

此次研究收集的資料對像 Spiers 這樣的神經科學家來說是一筆寶貴财富。團隊希望通過這些資料了解人們如何在空間中移動，獨自一人和身處群體中是否會對移動方式産生影響。朋友和陌生人之間的互動是否會因為有共同話題或其他因素而改變？面對疏散指令，人們是會聽從建議走最近的出口，還是會下意識地跑向自己進入時的出口？

這些資訊不僅對神經科學家有用，對建築師也同樣重要。Spiers 的同僚、倫敦大學學院巴特萊特建築學院的 Fiona Zisch 表示：“我們确實非常關心人們對我們設計的空間有何感受。”這些發現不僅能為建立築的設計提供指導，還能幫助改造已有的建築。

PEARL 實驗室建于 2021 年，已經被用來幫助工程師、科學家和建築師們探索自閉症患者如何使用超市，以及行人過街時的最佳照明條件。Zisch 尤其熱衷于設計公平的公共空間，特别是在健康和教育領域，讓每個人都能在這些空間裡獲得最佳體驗。

過去，建築設計往往是為典型的健康男性量身定制的。“但不是每個人都是 6 英尺 2 寸（約 188 厘米）、提着公文包的男性，”Zisch 說。年齡、性别、身高以及各種身體和心理因素都會影響一個人如何使用建築。“我們不僅希望改善空間本身，還希望提升人們的使用體驗，”她補充道。好的建築不僅在于外觀的精美設計，還在于那些細微的改動，可能大多數人都不會注意到，但卻能極大地提升使用感受。

這次的藝術畫廊實驗隻是 Zisch 和 Spiers 等研究人員在 PEARL 裡探索神經科學與建築學交集的第一步。盡管實驗結果還需時間才能得出，但這個開端已經非常令人期待。

原文連結：

https://www.technologyreview.com/2024/09/13/1103935/neuroscientists-architects-enormous-laboratory-make-buildings-better/