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Breve Taxonomía de la Neuroarquitectura

Qué: La neuroarquitectura es una sub-disciplina de la neurociencia cognitiva centrada en el estudio de las reacciones del cerebro y del sistema nervioso a estímulos sensoriales que provienen del entorno construido.

Por qué: Busca obtener resultados objetivos de nuestras interacciones con el entorno, en lugar de registros subjetivos, que pertenecerían al estudio antropológico y psicológico del ambiente. La neuroarquitectura aspira a determinar no sólo qué elementos del entorno benefician a nuestro organismo sino porqué: qué procesos neuronales producen nuestras reacciones conscientes e inconscientes a las características de la arquitectura.

Sobre qué: Los estímulos estudiados incluyen forma espacial, jerarquía, color, simetría, ritmo, textura, proporción, patrón, materialidad y ocupación. Usualmente se estudian los estímulos de espacios interiores, ya que son más fáciles de aislar y porque la mayoría de personas pasan la mayor parte de su tiempo en el interior de edificios. Las características del exterior también pueden investigarse.

Sobre quién: Los efectos del entorno se han estudiado en modelos con animales (roedores usualmente) y en poblaciones humanas, tanto en grupos que podríamos llamar “sanos” como en poblaciones que llamaríamos “clínicas” o con desafíos para la salud mental como el Alzheimer, el autismo, o la depresión.

Quién: Las investigaciones son normalmente lideradas por arquitectos formados en neurobiología o en colaboración con investigadores de neurociencia. Existen grupos de investigación en universidades, despachos de arquitectura o laboratorios independientes, localizados en todos los continentes.

La neuroarquitectura no estudia planos de edificios, sino de cerebros. Foto de cottonbro en Pexels

Cómo: Para crear condiciones ambientales controladas, aislar las variables de estudio y medir las reacciones del cerebro se usan distintas metodologías.

Entornos

  • Realidad Virtual creada con Cave Automatic Virtual Environment (CAVE): Un entorno CAVE es una habitación con pantallas proyectadas en cuatro superficies –tres paredes y suelo– que crean un entorno inmersivo de realidad virtual. Los participantes se adentran en este espacio para crear la ilusión de navegar por un espacio físico.
  • Realidad Virtual visualizada por casco o gafas (VR): A través de un dispositivo montado en la cabeza el participante ve un espacio generado digitalmente y puede navegarlo.
  • Entornos físicos controlados: Usualmente localizados dentro de edificios o laboratorios, son habitaciones u escenografías cercadas de aparatos que pueden producir y monitorear condiciones ambientales específicas como luminiscencia, temperatura y grado de humedad.

Medición

Varias estrategias de medición se suelen usar simultáneamente en el mismo participante para complementar o corroborar los resultados.

  • Herramientas principales:
    • Electroencefalografía (EEG): Mediante un casco o conjunto de sensores (desde ocho a cientos) que se colocan en el cuero cabelludo del participante se pueden identificar las corrientes eléctricas que revelan la activación del cerebro en distintas áreas de la cabeza y la frecuencia de sus ondas.
    • Imagen por resonancia magnética funcional (IRMf o fMRI en inglés): Esta modalidad permite tomar imágenes de la oxigenación del cerebro, que se interpretan como señales de actividad neuronal reciente, a través de un aparato en el que el participante entra tumbado. Se pueden proyectar imágenes y vídeos durante la resonancia para determinar la reacción del paciente a los estímulos presentados. Se están desarrollando aparatos móviles que podrían trasladarse junto a un participante durante experiencias arquitectónicas reales.
    • La espectroscopia funcional del infrarrojo cercano (en inglés fNIRS): Detecta los cambios en la oxigenación cerebral a través de un casco que produce luz en el espectro del infrarrojo cercano, que la hemoglobina absorbe.
  • Herramientas secundarias, detección de otra actividad eléctrica:
    • Test de la actividad electrodermal (AED, en inglés EDA o GSR): A través de electrodos en la piel, usualmente en la mano, se detecta la activación del sistema nervioso que se relaciona con los micro-cambios en el sudor de la piel.
    • Electrocardiograma (ECG): Mide la actividad eléctrica del corazón a través de electrodos colocados en el pecho del participante.
    • Electrooculograma (EOG): Mide la activación eléctrica en el ojo, a través de sensores instalados en la piel cercana al ojo.
  • Medición de otros parámetros fisiológicos: A menudo se mide también el ritmo cardíaco y respiratorio y la presión arterial.
  • Autoevaluaciones: Es muy valiosa la información que proporcionan los participantes sobre su propia experiencia, emociones y reacciones, pues en comparación con la actividad cerebral y fisiológica permite determinar si hay efectos que ocurren sin la atención consciente del participante.

 

Obtención de imagen por resonancia magnética funcional (fMRI). Foto de MART PRODUCTION en Pexels

Dónde: Los resultados de estas investigaciones a menudo se publican en revistas de psicología, psicología ambiental, psicología social, ciencias del comportamiento, neurociencia humana, fisiología, cognición, ergonomía, salud y salud pública. La Academia de Neurociencia para la Arquitectura o ANFA (con base en La Jolla, San Diego) es la institución de referencia que organiza una conferencia bianual donde se presentan y comparten los resultados y avances del campo.

Cuándo: El ANFA se formó en 2003 y los estudios publicados abarcan desde el 2000 hasta la actualidad.

Resultados generales

  1. La experiencia del entorno influye en las emociones y reacciones fisiológicas en animales y en seres humanos.
  2. Los entornos enriquecidos (EE), aquellos con riqueza de estímulos sensoriales, cognitivos, motores y sociales, mejoran la salud, el desarrollo, la regeneración neuronal y molecular y la conducta en animales, hasta pueden revertir enfermedades neurológicas. Sin embargo, los resultados aún son inciertos en cuanto a seres humanos por la complejidad que requiere su investigación.
  3. La respuesta de nuestro sistema nervioso al entorno puede ocurrir fuera de nuestra percepción consciente (por ejemplo, elevando nuestro ritmo cardíaco y mecanismos de defensa sin que nos parezca conscientemente que ha cambiado nada o que mantenemos una sensación neutra). Por lo tanto, esto demuestra que los estudios sobre el entorno que analizan descripciones subjetivas no son enteramente fiables para determinar el efecto de estímulos ambientales en el organismo.

Resultados concretos

  1. Los espacios curvilíneos activan una área en particular del cerebro que está relacionada con la gratificación, el anterior cingulate cortex (ACC). (Banaei, Yazdanfar, Hatami, & Gramann, 2017, Vartanian et al., 2013).
  2. El acabado de madera reduce la actividad del sistema nervioso aunque no haya una identificación consciente de ello.  (Zhang, Lian, & Wu, 2017). 
  3. Los lugares amplios y con techos altos invitan a quedarse por más tiempo que los lugares estrechos con techos bajos, posiblemente mediante una respuesta emocional. (Vartanian et al., 2015)

Limitaciones

  1. La neurociencia se desarrolla en un terreno muy especulativo. Hay áreas del cerebro humano cuyas funciones aún no pueden demostrarse, como por ejemplo el cerebelo.
  2. Las metodologías propias de la neurociencia pueden indicar cuando una área se activa, sin embargo es imposible saber a ciencia cierta el significado de esa activación, porque las áreas comparten funcionalidades y porque su activación podría ser debida a motivos diferentes pero coincidentes con los que se intenta analizar.
  3. La cantidad de estudios sólidos de neuroarquitectura es increíblemente baja por ahora, y sus resultados podrían no ser confiables por distintos errores de metodología. Por ejemplo, solamente siete estudios realizados entre el año 2000 y el 2018 fueron seleccionados entre más de doscientos que se referían a la temática en una revisión sistemática de estudios que investigasen reacciones neuronales a variables arquitectónicas. (Bower et al., 2019)
  4. Arquitectos sin conocimientos avanzados de neurobiología no están preparados para interpretar los resultados de estudios de neuroarquitectura y sus ambigüedades, lo cual dificulta que se pueda discutir a nivel teórico su trascendencia o no para la práctica.

 

Estudios empíricos han correlacionado la madera, y otros estímulos de la naturaleza, con una reducción del estrés. Foto de Quang Nguyen Vinh en Pexels

Errores comunes

  1. La neuroarquitectura no es un estilo de arquitectura, ni una unión entre neurociencia y arquitectura, es una práctica que estudia la arquitectura con herramientas de neurociencia. La neuroarquitectura puede informar el diseño de espacios, pero no se aplica a ellos.
  2. Puesto que la neuroarquitectura no es un estilo, no pueden existir edificios que sean ejemplos o referentes de ello. Todo el entorno construido y natural produce estímulos susceptibles de ser estudiados por la neuroarquitectura, sean más o menos positivos para la salud y la generación de placer. 
  3. El efecto del color en las reacciones cerebrales y emocionales, aunque aparece repetidamente en literatura no científica, no se ha clarificado empíricamente con metodología de neurociencia. Los estudios de psicología y comportamiento han trazado ciertas relaciones pero apuntan a que nuestra reacción al color es contextual. (Elliot & Maier, 2012)

Disciplinas cercanas

Hay otras disciplinas que pueden informar el diseño arquitectónico y que ayudan a configurar las hipótesis y marcos teóricos en los que se basa la neuroarquitectura.

  1. La neuroestética, que investiga las reacciones neuronales a estímulos plásticos y musicales, principalmente.
  2. El diseño basado en evidencia científica, o Evidence-Based Design (EBD) en inglés. Es una práctica que busca optimizar el diseño de los equipamientos de salud y que cuenta con un cuerpo de investigación amplio que correlaciona variables ambientales con resultados en la mejoría de los pacientes.
  3. La investigación de la biofilia (biophilia en inglés), o la atracción por la naturaleza. Se centra en el estudio empírico y teórico de los beneficios de los estímulos naturales, desde plantas hasta formas espaciales inspiradas en la naturaleza. Numerosos estudios presentan resultados de reducción de estrés y ansiedad en entornos con estos elementos y tras la exposición directa a la naturaleza exterior. Se teoriza sobre el origen evolutivo de la biofilia, por lo que la neurobiología evolutiva también es pertinente.
  4. La neurobiología de las emociones y del aprendizaje. Algunos resultados de estos campos pueden informar también a la arquitectura.
  5. Otras corrientes de las ciencias cognitivas, en particular, la cognición corporeizada, que afirma que nuestras percepciones y evaluaciones del entorno se basan en la capacidad de nuestro cuerpo para actuar en una determinada situación. Esto es muy importante porque explica porqué no siempre reaccionamos del mismo modo a un entorno idéntico, pues nuestro estado interno es variable (por ejemplo, el nivel de fatiga) y es parte intrínseca de nuestras evaluaciones preconscientes.

 

Fuentes recomendadas y referencias

1. Introducción al campo:

Pallasmaa, Juhani, Harry Francis Mallgrave, and Michael A. Arbib. Architecture and Neuroscience. Tapio Wirkkala-Rut Bryk Foundation, 2013.

2. Profundización:

Mallgrave, Harry Francis. Architecture and Embodiment: The Implications of the New Sciences and Humanities for Design. Routledge, 2013.

Eberhard, John P. Brain Landscape the Coexistence of Neuroscience and Architecture. Oxford University Press, 2009.

3. Artículos citados:

Banaei, Maryam, Javad Hatami, Abbas Yazdanfar, and Klaus Gramann. “Walking through Architectural Spaces: The Impact of Interior Forms on Human Brain Dynamics.” Frontiers in Human Neuroscience 11 (September 27, 2017): 477. https://doi.org/10.3389/fnhum.2017.00477.

Bower, Isabella, Richard Tucker, and Peter G. Enticott. “Impact of Built Environment Design on Emotion Measured via Neurophysiological Correlates and Subjective Indicators: A Systematic Review.” Journal of Environmental Psychology 66 (December 2019): 101344. https://doi.org/10.1016/j.jenvp.2019.101344.

Elliot, Andrew J., and Markus A. Maier. “Chapter Two – Color-in-Context Theory.” In Advances in Experimental Social Psychology, edited by Patricia Devine and Ashby Plant, 45:61–125. Academic Press, 2012. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-394286-9.00002-0.

Vartanian, O., G. Navarrete, A. Chatterjee, L. B. Fich, H. Leder, C. Modrono, M. Nadal, N. Rostrup, and M. Skov. “Impact of Contour on Aesthetic Judgments and Approach-Avoidance Decisions in Architecture.” Proceedings of the National Academy of Sciences 110, no. Supplement_2 (June 18, 2013): 10446–53. https://doi.org/10.1073/pnas.1301227110.

Vartanian, Oshin, Gorka Navarrete, Anjan Chatterjee, Lars Brorson Fich, Jose Luis Gonzalez-Mora, Helmut Leder, Cristián Modroño, Marcos Nadal, Nicolai Rostrup, and Martin Skov. “Architectural Design and the Brain: Effects of Ceiling Height and Perceived Enclosure on Beauty Judgments and Approach-Avoidance Decisions.” Journal of Environmental Psychology 41 (March 2015): 10–18. https://doi.org/10.1016/j.jenvp.2014.11.006.

Zhang, Xi, Zhiwei Lian, and Yong Wu. “Human Physiological Responses to Wooden Indoor Environment.” Physiology & Behavior 174 (May 2017): 27–34. https://doi.org/10.1016/j.physbeh.2017.02.043.

 

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