从脑电波到建筑蓝图：神经科学如何重塑建筑物设计

你是否曾经在某个建筑物里迷路，觉得自己完全找不到方向？其实，好的建筑设计应该以使用者为中心，但要做到这一点并不简单。

不仅仅是导航问题。想想那些让你感觉昏昏欲睡或毫无效率的办公室，或者让人觉得压抑的健康中心吧。一个设计适合某些人，但对另一些人却未必奏效。毕竟，每个人的身心状态、需求和偏好都不一样。那我们该如何把这些差异都考虑进去呢？

为了解答这个问题，神经科学家和建筑师们在东伦敦的一个大型实验室里展开了合作。在这里，研究人员可以创建模拟的环境，调节光线、温度和声音，甚至可以让人误以为是在一个雾蒙蒙的夜晚，或者清晨鸟鸣的时刻。

在这个实验室里，研究人员可以模拟各种场景，比如超市、医院、人行横道或学校，并观察志愿者在这些环境中的反应。于是，我带着一个装有传感器的改装棒球帽，走进了一个模拟的艺术画廊。

我第一次来到这个“人-环境-活动研究实验室”（简称 PEARL）是在今年七月。当时，我和伦敦大学学院的神经科学家 Hugo Spiers 聊起了用电子游戏来研究人们的导航方式。他告诉我，他们正进行另一项研究，探索人们如何在逼真的环境中寻找方向，尤其是在紧急疏散时的表现——这种情况下，可能关乎生死。

为了进行研究，Spiers 和他的团队在 PEARL 里搭建了一个“模拟艺术画廊”。整个实验室规模非常大，长约 100 米，宽 40 米，局部天花板高度达到 10 米。Spiers 告诉我，这个实验室在全球范围内都是独一无二的。

从上方俯瞰，画廊的布局有点像迷宫，通道由黑色布帘隔出。展品是由伦敦大学学院的学生创作的戏剧性艺术视频。

当我七月探访时，Spiers 和他的团队正在进行一个小型试验，以测试他们的布置。作为志愿者，我戴上了一顶带编号的黑色帽子，帽子上有一个大大的二维码，能够被悬挂在画廊上方和周围的摄像头追踪。同时，帽子还装有传感器，可以发送无线信号，精确定位我在迷宫中的位置，误差不超过 15 厘米。

最初，所有志愿者（大部分是学生）都被要求像参观普通画廊一样四处走动。我随意地在画廊里漫步，观看视频，听旁边的人讨论他们的研究和即将到来的论文截止日期。气氛非常轻松愉快。

然而，这种轻松很快在实验的第二阶段打破了。我们每个人拿到了一张数字列表，每个数字对应一个编号的屏幕，然后被要求按顺序找到所有这些屏幕。Spiers 在一旁说：“大家好运！”

一瞬间，大家开始争分夺秒，急匆匆地在通道里穿行，避免与别人相撞。“有点乱了吧？”我听到一个志愿者这么说，就在我不小心撞到另一个人时。还没等我完成任务，Spiers 就宣布实验结束了。走向出口时，我注意到有些人已经气喘吁吁了。

完整的实验在 9 月 11 日进行，这次有大约 100 名志愿者（我没有参与）。几乎所有人都戴着改装过的棒球帽，但有些人还穿戴了更复杂的设备，比如 EEG 帽用来测量脑电波，或者近红外光谱设备用来测量大脑中的血流情况。有些人甚至还戴着眼动追踪器，记录他们的视线方向。

“我们今天要做一些非常了不起的事，”Spiers 在实验开始时对志愿者、工作人员和观察者说。能够在这样的环境中，从这么多个人身上收集到如此精确的数据，实属“世界首次”。

作为旁观者确实比参与者轻松得多。我可以安坐在座位上，观看从摄像头和传感器收集到的数据，它们被投射到屏幕上，志愿者的行动轨迹变成了一条条曲折的彩色线条，像极了经典的《贪吃蛇》游戏。

这次实验和先前的试验相似，不过这回志愿者们还被分配了额外的任务。有一段时间，他们每人拿到一个写有城市或城镇名字的信封，并被要求找到其他拿到相同名字的志愿者。看着这些小组形成的过程非常有趣，有人分到的城市是曼谷这样的旅游热门地，而有的人则拿到了像斯劳这样的小镇——它因英剧《办公室》而广为人知。实验的最后一部分，志愿者们被要求从最近的出口撤离画廊。

此次研究收集的数据对像 Spiers 这样的神经科学家来说是一笔宝贵财富。团队希望通过这些数据了解人们如何在空间中移动，独自一人和身处群体中是否会对移动方式产生影响。朋友和陌生人之间的互动是否会因为有共同话题或其他因素而改变？面对疏散指令，人们是会听从建议走最近的出口，还是会下意识地跑向自己进入时的出口？

这些信息不仅对神经科学家有用，对建筑师也同样重要。Spiers 的同事、伦敦大学学院巴特莱特建筑学院的 Fiona Zisch 表示：“我们确实非常关心人们对我们设计的空间有何感受。”这些发现不仅能为新建筑的设计提供指导，还能帮助改造已有的建筑。

PEARL 实验室建于 2021 年，已经被用来帮助工程师、科学家和建筑师们探索自闭症患者如何使用超市，以及行人过街时的最佳照明条件。Zisch 尤其热衷于设计公平的公共空间，特别是在健康和教育领域，让每个人都能在这些空间里获得最佳体验。

过去，建筑设计往往是为典型的健康男性量身定制的。“但不是每个人都是 6 英尺 2 寸（约 188 厘米）、提着公文包的男性，”Zisch 说。年龄、性别、身高以及各种身体和心理因素都会影响一个人如何使用建筑。“我们不仅希望改善空间本身，还希望提升人们的使用体验，”她补充道。好的建筑不仅在于外观的精美设计，还在于那些细微的改动，可能大多数人都不会注意到，但却能极大地提升使用感受。

这次的艺术画廊实验只是 Zisch 和 Spiers 等研究人员在 PEARL 里探索神经科学与建筑学交集的第一步。尽管实验结果还需时间才能得出，但这个开端已经非常令人期待。

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