Neurowetenschappers en architecten gebruiken dit enorme laboratorium om gebouwen te verbeteren

Bent u ooit verdwaald geraakt in een gebouw waar u zich niet kon verplaatsen? Doordacht gebouwontwerp moet zich richten op de mensen die de gebouwen gaan gebruiken. Maar het is geen geringe prestatie.

Het gaat niet alleen om navigatie. Denk maar aan een kantoor waar u zich slaperig of onproductief voelde, of misschien een gezondheidscentrum waar een niet zo verkwikkende sfeer heerste. Een ontwerp dat voor sommige mensen werkt, werkt mogelijk niet voor anderen. Mensen hebben verschillende geesten en lichamen, verschillende wensen en behoeften. Hoe kunnen we ze allemaal in aanmerking nemen?

Om die vraag te beantwoorden bundelen neurowetenschappers en architecten hun krachten in een enorm laboratorium in Oost-Londen – een laboratorium waar onderzoekers gesimuleerde werelden kunnen bouwen. In dit laboratorium kunnen wetenschappers licht, temperatuur en geluid controleren. Ze kunnen de illusie creëren van een mistige nacht of het getjilp van ochtendvogels.

En ze kunnen bestuderen hoe vrijwilligers reageren op deze omgevingen, of het nu gaat om simulaties van winkels, ziekenhuizen, zebrapaden of scholen. Dus merkte ik dat ik door een nepkunstgalerie dwaalde, met een aangepaste baseballpet op met een sensor die mijn bewegingen volgde.

Ik bezocht voor het eerst het Person-Environment-Activity Research Laboratory, genaamd PEARL, in juli. Ik sprak met Hugh Spiers, een neurowetenschapper aan het University College London, over het gebruik van videogames om te bestuderen hoe mensen bewegen. Spiers vertelde me dat hij aan een ander project werkt: onderzoeken hoe mensen door de leefomgeving navigeren en hoe ze reageren tijdens een evacuatie (wat, afhankelijk van de situatie, een kwestie van leven of dood kan zijn).

Voor hun onderzoek hebben Spiers en zijn collega’s bij PEARL een zogenaamde ‘modelkunstgalerij’ opgezet. Het centrum als geheel is behoorlijk groot, wat de laboratoria betreft, met een lengte van ongeveer 100 meter en een diameter van 40 meter, met op sommige plaatsen plafonds van 10 meter hoog. Er is geen ander onderzoekscentrum ter wereld zoals dit, vertelde Spiers me.

De galerieopstelling zag er van bovenaf uit als een doolhof, met een pad van hangende zwarte lakens. De exposities zelf waren video’s van dramatische kunstwerken gemaakt door UCL-studenten.

Toen ik er in juli was, voerden Spiers en zijn collega’s een kleine pilotstudie uit om hun opstelling te testen. Als vrijwilliger kreeg ik een zwart cijferkapje met een vierkant bord erop, gemarkeerd met een grote QR-code. Deze code zou worden gecontroleerd door camera’s boven en rond de galerij. Op de dop zat ook een sensor die radiosignalen naar apparaten in het doolhof stuurde die mijn locatie tot op een afstand van 15 cm konden bepalen.

In eerste instantie werd aan alle vrijwilligers (van wie de meesten studenten waren) gevraagd om de galerie te verkennen zoals wij dat elke andere zouden doen. Ik dwaalde rond, keek naar video’s en luisterde naar andere vrijwilligers, die spraken over hun onderzoek en de naderende deadlines voor proefschriften. Alles was heel aangenaam en vredig.

Dat gevoel verdween in het tweede deel van het experiment, toen we elk een lijst met getallen kregen, vertelden dat elk naar een genummerd scherm verwees, en vertelden dat we alle schermen moesten bezoeken in de volgorde waarin ze op onze lijst verschenen. . “Veel succes voor iedereen”, zei Spiers.

Opeens leek iedereen rond te rennen, langs elkaar heen te duwen en snel te proberen te bewegen, om botsingen te vermijden. ‘Het is allemaal een beetje hectisch geworden, nietwaar?’ Ik hoorde de opmerking van een vrijwilliger toen ik een andere tegenkwam. Ik kon de taak niet voltooien toen Spiers ons vertelde dat het experiment voorbij was. Toen ik richting de uitgang liep, merkte ik dat sommige mensen zichtbaar buiten adem waren.

Het volledige onderzoek vond plaats op woensdag 11 september. Deze keer waren er ongeveer 100 vrijwilligers (ik was daar niet één van). En hoewel bijna iedereen aangepaste baseballpetten droegen, hadden sommigen uitgebreidere apparatuur, waaronder EEG-petten om hersengolven te meten of petten die gebruik maken van nabij-infraroodspectroscopie om de bloedstroom in de hersenen te meten. Sommige mensen droegen zelfs eyetrackers die bijhielden in welke richting ze keken.

“We gaan vandaag iets behoorlijk belangrijks doen”, vertelde Spiers aan het begin van het experiment aan vrijwilligers, personeel en waarnemers. Het uitvoeren van zulke gedetailleerde metingen bij zoveel individuen in zo’n omgeving was een “wereldprimeur”, zei hij.

Ik moet zeggen dat het veel leuker was om waarnemer te zijn dan om deelnemer te zijn. Voorbij is de stress van het onthouden van aanwijzingen en het te hard rijden door het doolhof. Hier op mijn stoel kon ik de gegevens bekijken die werden verzameld door de camera’s en sensoren die op het scherm werden geprojecteerd. De vrijwilligers, weergegeven in de vorm van kronkelige lijnen, baanden zich een weg door de galerij op een manier die me deed denken aan een spelletje Slangen.

Het onderzoek zelf was vergelijkbaar met het pilotonderzoek, alleen kregen de vrijwilligers deze keer extra taken. Op een gegeven moment kregen ze een envelop met de naam van een stad of gemeente en werd hen gevraagd anderen in de groep te zoeken die dezelfde hadden gekregen. Het was fascinerend om te zien hoe de groepen gevormd werden. Sommigen hadden een plaatsnaam als bestemming, zoals Bangkok, terwijl anderen tamelijk onopvallende Engelse steden kregen toegewezen, zoals Slough, dat beroemd werd als decor voor een Britse televisieserie. Kantoor. Op een ander moment werd aan vrijwilligers gevraagd de galerie via de dichtstbijzijnde uitgang te evacueren.

De gegevens die in dit onderzoek worden verzameld, vormen een soort schatkamer voor onderzoekers als Spiers en zijn collega’s. Het team hoopt meer te leren over hoe mensen zich in de ruimte bewegen en of ze anders bewegen als ze alleen of in een groep zijn. Hoe communiceren vrienden en vreemden en hangt het ervan af of ze over bepaalde soorten verbindingsmateriaal beschikken? Hoe reageren mensen op een evacuatie: nemen ze volgens de instructies de dichtstbijzijnde uitgang of rennen ze op de automatische piloot naar de uitgang waarmee ze de ruimte zijn binnengekomen?

Al deze informatie is waardevol voor neurowetenschappers als Spiers, maar ook nuttig voor architecten als zijn collega Fiona Zisch, die werkt aan de Bartlett School of Architecture van de UCL. “Het maakt ons echt uit hoe mensen denken over de plekken die we voor hen ontwerpen”, vertelt Zisch. De bevindingen kunnen niet alleen een leidraad zijn voor de bouw van nieuwe gebouwen, maar ook voor pogingen om bestaande gebouwen aan te passen en opnieuw te ontwerpen.

PEARL werd gebouwd in 2021 en is al gebruikt om ingenieurs, wetenschappers en architecten te helpen onderzoeken hoe neurodivergerende mensen supermarkten gebruiken en de ideale verlichting voor bijvoorbeeld oversteekplaatsen. Zisch is zelf gepassioneerd door het creëren van gelijke ruimtes – vooral voor de gezondheidszorg en het onderwijs – waar iedereen het beste van kan maken.

In het verleden werden in de architectuur gebruikte modellen ontwikkeld met typisch gebouwde, valide mannen in gedachten. “Maar niet alle mannen zijn 1,80 meter lang en hebben een koffertje”, vertelt Zisch. Leeftijd, geslacht, lengte en een aantal fysieke en psychologische factoren kunnen van invloed zijn op de manier waarop iemand een gebouw zal gebruiken. “We willen niet alleen de ruimte verbeteren, maar ook de beleving van de ruimte”, zegt Zisch. Goede architectuur gaat niet alleen over het creëren van verbluffende kenmerken; het gaat om subtiele aanpassingen die de meeste mensen misschien niet eens opmerken, zegt ze.

Het onderzoek naar de kunstgalerie is slechts de eerste stap voor onderzoekers als Zisch en Spiers, die van plan zijn andere aspecten van de neurowetenschappen en architectuur te verkennen in meer gesimuleerde omgevingen bij PEARL. Het team zal voorlopig geen resultaten boeken. Maar het is een fascinerend begin. Houd deze ruimte in de gaten.


Lees nu de rest van The Checkup

Lees meer uit de MIT Technology Review-archieven

De technologie voor hersenmonitoring heeft een lange weg afgelegd, en technologie die is ontworpen om onze gedachten te lezen en onze herinneringen te onderzoeken, wordt al gebruikt. Futurist en juridisch ethicus Nita Farahany legde in een eerdere editie van The Checkup uit waarom we wetten nodig hebben om onze cognitieve vrijheid te beschermen.

Luisteren naar de hersenen kan verrassende inzichten opleveren over hoe dit mysterieuze orgaan werkt. Een team van neurowetenschappers heeft ontdekt dat onze hersenen lijken te schommelen tussen staten van orde en chaos.

vorig jaar, MIT-technologierecensie publiceerde ons designmagazinenummer. Als je nieuwsgierig bent: dit stuk over de geschiedenis en toekomst van het woord ‘design’ van Nicholas de Monchaux, hoofd architectuur bij MIT, is misschien een goed beginpunt

Design omvat uiteraard veel meer dan gebouwen. Ontwerpers creëren nieuwe manieren om gebruikers van protheses zich prettiger in hun vel te laten voelen – waarvan sommige een derde duim, spikes of ‘superheldenhuiden’ hebben.

Achim Menges is een architect die uit hout zogenaamde ‘zelfvormende’ constructies maakt, die kunnen draaien en buigen als gevolg van veranderingen in de luchtvochtigheid. Zijn aanpak is een energiezuinige manier om complexe gebogen architecturen te maken, vertelde Menges aan John Wiegand.

Van internet

Wetenschappers worden verondersteld onderzoeksmonsters van het poliovirus te vernietigen als onderdeel van hun inspanningen om de ziekte die het veroorzaakt uit te roeien. Maar laboratoriumlekken komen wellicht vaker voor dan we denken. (wetenschap)

Met neurofeedback kunnen mensen hun eigen hersenactiviteit in realtime bekijken en leren deze te beheersen. Het kan een nuttige manier zijn om de effecten van stress te bestrijden. (Trends in de neurowetenschappen)

Microben, waarvan sommige ziekten bij mensen veroorzaken, kunnen zich met de wind ruim duizend kilometer verplaatsen, zo hebben onderzoekers aangetoond. Sommigen lijken hun reis te kunnen overleven. (De Bewaker)

Is het X-chromosoom betrokken bij de ziekte van Alzheimer? Dat blijkt uit een onderzoek onder ruim een ​​miljoen mensen. (JAMA Neurologie)

Een groeiend aantal mannen betaalt duizenden dollars per jaar voor testosterontherapieën die gericht zijn op het verbeteren van hun fysieke prestaties. Maar sommigen blijven achter met vergrote borsten, gekrompen testikels, bloedstolsels en onvruchtbaarheid. (De Wall Street Journal)