Neurosciences in architecture. Applied research and its potential in architectural design

• Autorzy: Krauze Weronika , Motak Maciej

Identyfikatory

DOI

10.24425/tkuia.2022.144856

Warianty tytułu

PL

Neuronauki w architekturze. Wykorzystywane badania i ich potencjał w projektowaniu architektonicznym

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

The aim of this paper is to review and introduce neuroscience research whose results offer the possibility or potential possibility for use in the discipline of architecture. This study is a proposal for a substantive introduction to systematics and a detailed description of the use of particular research methods at each stage of the design process. The article discusses necessary definitions and a historical outline of the interdiscipline, which was formed by combining architecture and neuroscience (neuroarchitecture). The most important information concerning the use of particular neuroscience research in architecture are also discussed, such as: observational and experimental methods from the field of environmental psychology, fMRI (functional magnetic resonance imaging), eye tracking, VR (virtual reality) and the EDA wristbands.

PL

Celem artykułu jest przegląd i przybliżenie badań z zakresu neuronauk, których wyniki wskazują na możliwość lub potencjał zastosowania ich w architekturze. Niniejsze opracowanie jest propozycją merytorycznego wprowadzenia do systematyki i szczegółowego opisu wykorzystania poszczególnych metod badawczych na każdym etapie procesu projektowego. W artykule omówiono kluczowe definicje i rys historyczny neuroarchitektury - interdyscypliny, która ukształtowała się dzięki połączeniu architektury i neuronauk. Przytoczono również najważniejsze informacje dotyczące wykorzystania poszczególnych metod i narzędzi właściwych neuronaukom w architekturze, takich jak: metody obserwacyjne i eksperymentalne z zakresu psychologii środowiskowej, fMRI (funkcjonalny rezonans magnetyczny), okulografia (eye tracking), VR (virtual reality) oraz opaski EDA.

Słowa kluczowe

EN

neuroscience; EEG; fMRI; EDA; neuroarchitecture; architectural design; environmental psychology; inclusive design; architecture

PL

neuronauka; EEG; fMRI; EDA; neuroarchitektura; psychologia środowiskowa; projektowanie architektoniczne; projektowanie inkluzywne; architektura

• Wydawca: Polska Akademia Nauk, Oddział w Krakowie ; Politechnika Krakowska, Wydział Architektury
• Czasopismo: Teka Komisji Urbanistyki i Architektury Oddział PAN w Krakowie
• Rocznik: 2022
• Tom: T. 50
• Strony: 331--356
• Opis fizyczny: Bibliogr. 29 poz., rys., zdj.

Twórcy

autor

Krauze Weronika

• Cracow University of Technology, Faculty of Architecture
• ARP Manecki Architekci sp. z o.o.

• https://orcid.org/0000-0003-1922-3418

autor

Motak Maciej

• Cracow University of Technology, Faculty of Architecture

• https://orcid.org/0000-0002-5223-9895

Bibliografia

• Alexander, Ch. et al. (2008), Język wzorców. Miasta, budynki, konstrukcja, transl. by Kaczanowska, A., Maliszewska, K. and Trzebiatowska, M., Gdańsk: Gdańskie Wydawnictwo Psychologiczne.
• ‘Architektura’ (2010), [in:] Encyklopedia PWN. Available at: https://encyklopedia.pwn.pl/haslo/architektura;3870803.html (accessed: 23.04.2022).
• Bańka, A. (2016), Behawioralne podstawy projektowania architektonicznego, Poznań: Stowarzyszenie Psychologia i Architektura.
• Bańka, A. (2018), Psychologia środowiskowa jakości życia i innowacji społecznych, Poznań–Katowice: Stowarzyszenie Psychologia i Architektura and Uniwersytet SWPS.
• Bell, P.A. et al. (2005), Psychologia środowiskowa, transl. by Jurkiewicz, A. et al., Gdańsk: Gdańskie Wydawnictwo Psychologiczne.
• Bermudez, J. (2008), ‘Mapping the Phenomenological Territory of Profound Architectural Atmospheres. Results of Two Large Surveys’, [in:] Proceedings of the International Symposium ‘Creating an Atmosphere’, Grenoble: Ecole Nationale Supériure d’Architecture de Grenoble. Available at: https://www.academia.edu/2902123/Mapping_the_Phenomenological_Territory_of_Profound_Architectural_Atmospheres._Results_of_Two_Large_Surveys (accessed: 29.09.2022).
• Bermudez, J. (2009), ‘Amazing Grace. New Research into “Extraordinary Architectural Experiences” Reveals the Central Role of Sacred Places, Faith & Form, 42(2), pp. 8–13. Available at: https://www.academia.edu/3893879/AMAZING_GRACE_New_Research_into_Extraordinary_Architectural_Experiences_Reveals_the_Central_Role_of_Sacred_Places (accessed: 29.09.2022).
• Bermudez, J. et al. (2017), ‘Externally-Induced Meditative States: An Exploratory fMRI Study of Architects’ Responses to Contemplative Architecture’, Frontiers of Architectural Research, 6(2), pp. 123–136. Available at: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2095263517300055, DOI: https://doi.org/10.1016/j.foar.2017.02.002 (accessed: 29.06.2022).
• Coburn, A. et al. (2020), ‘Psychological and Neural Responses to Architectural Interiors’, Cortex: A Journal Devoted to the Study of the Nervous System and Behavior, 126, pp. 217–241. Available at: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0010945220300332?via%-3Dihub, DOI: https://doi.org/10.1016/j.cortex.2020.01.009 (accessed: 29.06.2022).
• DeYoe, E.A. et al. (1994), ‘Functional Magnetic Resonance Imaging (FMRI) of the Human Brain’, Journal of Neuroscience Methods, 54(2), pp. 171–187 Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/7869750/, DOI: https://doi.org/10.1016/0165-0270(94)90191-0 (accessed: 10.04.2022).
• Duchowski, A. (2007), ‘Eye Tracking Techniques’, [in:] idem, Eye Tracking Methodology: Theory and Practice, London: Springer, pp. 51–59. Available at: https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-1-84628-609-4_5#citeas, DOI: https://doi.org/10.1007/978-1-84628-609-4_5 (accessed: 20.04.2022).
• Garczarek-Bąk, U. (2016), ‘Użyteczność badań eye trackingowych w pomiarze utajonych determinant zachowań zakupowych nabywców’, Ekonometria = Econometrics, 3(53), pp. 54–71. Available at: https://dbc.wroc.pl/Content/36365/Garczarek-Bak_Uzytecznosc_Badan_Eye_Trackingowych_w_Pomiarze.pdf, DOI: https://doi.org/10.15611/ekt.2016.3.05 (accessed: 21.04.2022).
• Glomb, K. et al. (2022), ‘Computational Models in Electroencephalography’, Brain Topography, 35, pp. 142–161. Available at https://www.researchgate.net/publication/350469162_Computational_Models_in_Electroencephalography, DOI: https://doi.org/10.1007/s10548-021-00828-2 (accessed: 21.04.2022).
• Głaz, J. and Dworek, T. (2022), ‘Jak precyzyjnie badać przestrzeń? Badacze zaglądają w oczy i sprawdzają fale mózgowe’, Architektura & Biznes, 04.04.2022. Available at: https://www.architekturaibiznes.pl/badanie-przestrzeni-eyetracking-eeg-dworek,10992.html (accessed: 19.04.2022).
• Gut, M. and Marchewka, A. (2004), ‘Funkcjonalny rezonans magnetyczny - nieinwazyjna metoda obrazowania aktywności ludzkiego mózgu’, Konferencja „Nowe metody w neurobiologii”, 15 grudnia 2004, pp. 35−40. Available at: http://www.ptbun.org.pl/archiv/nmwn04_gut. pdf (accessed: 14.04.2022).
• Hay, L. et al. (2022), ‘Functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI) in Design Studies: Methodological Considerations, Challenges, and Recommendations’, Design Studies, 78, 101078. Available at: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0142694X21000892?via%3Dihub, DOI: https://doi.org/10.1016/j.destud.2021.101078 (accessed: 16.04.2022).
• Hollander, J.B. et. al. (2021), ‘Eye-Tracking Emulation Software: A Promising Urban Design Tool’, Architectural Science Review, 64(4), pp. 383–393. Available at: https://www.researchgate.net/publication/352156990_Eye-tracking_emulation_software_a_promising_urban_design_tool. DOI: https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/00038628.2021.1929055 (accessed: 02.07.2022).
• Jaspers, E. and Teicholz, E. (2016), ‘The Quantified Building’, Facility Management Journal, March/April, pp. 40–45. Available at: http://fmj.ifma.org/publication/?i=295044&article_id=2432700&view=articleBrowser (accessed: 30.04.2022).
• Kim, S., Park, H. and Choo, S. (2021), ‘Effects of Changes to Architectural Elements on Human Relaxation-Arousal Responses: Based on VR and EEG’, International Journal of Environmental Research and Public Health, 18(8), 4305. Available at: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8074029/, DOI: https://doi.org/10.3390/ijerph18084305 (accessed: 02.07.2022).
• Kocki, W. et al. (2018), ‘Eyetracking as a Method to Create New Possibilities in Urbanistic Experimental Research’, Teka Komisji Architektury, Urbanistyki i Studiów Krajobrazowych, Oddział PAN w Lublinie, 14(2), pp. 117–124. Available at: https://ph.pollub.pl/index.php/ teka/article/view/1791, DOI: https://doi.org/10.35784/teka.1791 (accessed: 21.04.2022).
• Kowalska, M. (2021), ‘Neuroarchitektura’, Architektura i Biznes, 11.01.2021. Available at: https://www.architekturaibiznes.pl/neuroarchitektura,5395.html (accessed: 17.08.2022).
• Lewicka, M. (2012), Psychologia miejsca, Warszawa: Wydawnictwo Naukowe Scholar.
• Maghool, A.H., Homolja, M. and Schnabel, M.A. (2020), ‘Cybernetics Approach to Virtual Emotional Spaces - An Electrodermal Activity Actuated Adaptive Space’, [in:] Werner, L.C. and Koering, D. (eds.), Anthropologic - Architecture and Fabrication in the Cognitive Age: Proceedings of the 38th International Online Conference on Education and Research in Computer Aided Architectural Design in Europe, Berlin, Germany, 16th-17th September 2020, vol. 1, Brussels–Berlin: eCAAFe and Institute of Architecture, Technische Universität Berlin, pp. 537–546. Available at: https://www.researchgate.net/publication/344646817_Cybernetics_Approach_to_Virtual_Emotional_Spaces_-_An_electrodermal_activity_actuated_adaptive_space, DOI: https://doi.org/10.52842/conf.ecaade.2020.1.537 (accessed: 05.07.2022).
• Mutua, J. et al. (2020), ‘A Comparative Study of Postpartum Anxiety and Depression in Mothers with Pre-Term Births in Kenya’, Journal of Affective Disorders Reports, 2, 100043. Available at: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2666915320300433,DOI:https://doi.org/10.1016/j.jadr.2020.100043 (accessed: 05.07.2022).
• Soares, J.M. et al. (2016), ‘A Hitchhiker’s Guide to Functional Magnetic Resonance Imaging’, Frontiers in Neuroscience, 10, 515. Available at: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fnins.2016.00515/full, DOI: https://doi.org/10.3389/fnins.2016.00515 (accessed: 18.04.2022).
• Vemou, K. and Horvath, A. (2021), EDPS TechDispatch: Facial Emotion Recognition, Luxembourg: Publication Office of the European Union. Available at: https://edps.europa.eu/system/files/2021-05/21-05-26_techdispatch-facial-emotion-recognition_ref_en.pdf, DOI: https://edps.europa.eu/data-protection/our-work/publications/techdispatch/techdispatch-12021-facial-emotion-recognition_en (accessed: 30.04.2022).
• Wincewicz-Cichecka, K. and Nasierowski, T. (2020), ‘Aktywność elektrodermalna a ocena ryzyka samobójstwa u osób z zaburzeniami afektywnymi’, Psychiatria Polska, 54(6), pp. 1137–1147, Available at: http://www.psychiatriapolska.pl/uploads/images/PP_6_2020/1137WincewiczCichecka_PsychiatrPol2020v54i6.pdf, DOI: https://doi.org/10.12740/PP/110144 (accessed: 23.04.2022).
• Witruwiusz (1999), O architekturze ksiąg dziesięć, transl. by Kumaniecki, K., Warszawa: Prószyński i S-ka.
• Zhang, Y. et al. (2022), ‘Prediction of Human Restorative Experience for Human-Centered Residential Architecture Design: A Non-Immersive VR–DOE-Based Machine Learning Method’, Automation in Construction, 136, 104189. Available at: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0926580522000620, DOI: https://doi.org/10.1016/j.autcon.2022.104189 (accessed: 23.04.2022).

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023)