【設計與健康】英國科學家發現城市建築外觀及設計容易造成頭痛和不適,重疊式的圖案和紋理是現代設計的「錯誤」?

自古以來,人類被自然環境包圍中生活,直至近數百年前由英國工業革命開始,文明進步對人的生活模式帶來徹底的改變:利用鋼筋混凝土興建的樓房愈來愈高;井井有條、紋理有序的設計成為文明的象徵;電腦化令設計更得心應手。

然而,近日有外國科學發表研究報告,指由人所設計、有條不紊,重疊而有規則的設計紋理,在觀看的時候會直接影響大腦,造成頭痛及不適的問題,質疑近代建築設計本身最對人產生一定程度的負面影響。


為何人在觀看重疊有序的設計紋理會出現負面的精神狀況?這與人類大腦如何理解物件及影像有關。

負責是次研究的法國數學家 Jean-Baptiste Joseph Fourier 對此作出解釋,指人大腦是透過理解眼前物件不同大小、方向和位置等元素,在腦部組織出條紋圖案,這些元素歸納稱為(Fourier components)。

「不自然」的文明建築
一般來說,簡單的物件線條明顯,擁有較低的空間頻率(spatial frequency)及較強的對比,相反複雜條紋空間頻率較高,對比較低。大自然環境由不規則、彎曲、大小山水草木組成,它們有頻率不一的條紋,當人透過眼睛觀察自然景觀時,不同頻率的條紋互相抵消,不會出現「顯眼」的條紋和序列。



相反,城市中的建築以數學、力學方式計算興建,主要以直線、方形、幾何等作為建築原則,與自然界變曲無序的紋理截然不同。除了設計的可行性和限制外,功能建築元素包括窗戶、樓梯和欄杆、它們往往具有規則、重複的圖案,打破了自然規律。

人類長達數萬年大腦進化過程已經適應了自然環境紋理,城市建築的「重複紋理」打破了自然規律,令人腦難以處理。由於城市高樓大廈,佈滿人工紋理,因此長期觀看城市建築令人感到不適,長期觀看例如是門墊、地毯和自動扶梯樓梯踏板上的條紋可能引發頭痛甚至癲癇。




設計對腦部神經的影響 
若要從科學角度進一步解釋圖像如何影響人體運作,英國埃塞克斯大學 Paul Hibbard 與林肯大學 Louise O’Hare,以及聖安德魯斯大學的 Olivier Penacchio 與同事分別進行了同一項實驗,當人觀看非自然紋理的圖像的時候,神經細胞的活動隨之增加,並且分佈稀疏。換句話說那些圖像需要耗更大「腦力」來處理。

澳洲學術媒體《 The Conversation》 記者 Arnold J Wilkins 與同事就對過往 100 年建築設計進行了分析研究,發現近代建築設計愈來愈多重複紋理,令人觀看的時候感到愈來愈不適。



城市的景觀成為民市頭痛的根源
除了觀察神經細胞外,亦可以測量位於頭部大腦視覺部分使用的氧氣量來評估測量大腦處理視覺影像的效率。由於大腦使用氧氣時候會改變顏色。研究員通過將紅外線照射到頭皮上進行觀察,並從大腦和頭骨反彈回來的散射光來測量當中的變化,證實了人在觀看城市景觀的時候腦部處理影像的部份需要使用更多的氧氣。

有關氧氣消耗與大腦處理影響的關係,不但說明了紋理重複的圖像對人體的影響,更加為人因為觀看某些圖案而出現頭痛症狀提出了理據,因為頭痛往往是由於腦頭過份消耗氧氣引致。




雖然城市建築和設計未必對大多數人構成即時嚴重的影響,但是患有偏頭痛的人其腦部已經耗用比一般人高的氧氣,當他們觀看城市建築、設計等重複性圖紋的時候,令到耗氧量進一步提高,令他們在城市工作及生活更困難。

負責報導該研究的 Arnold J Wilkins 就表示,設計師和建築師應該盡量避免在設計中注入紋理重複的圖案,未來的設計軟件應將自然元素,讓設計師和建築師設計出令人感到舒適的作品。

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資料及圖片來自:The Conversation