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Pourquoi les gens ont des maux de tête en regardant les bâtiments

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Écrit par Arnold J Wilkins, la conversation

Arnold J Wilkins est professeur de psychologie à l’Université d’Essex. Les opinions exprimées dans ce commentaire sont uniquement celles de l’écrivain.

CNN présente le travail de La conversation, une collaboration entre journalistes et universitaires pour fournir des analyses et des commentaires sur l’actualité. Le contenu est produit uniquement par The Conversation.

Il est trois heures. Vous êtes au travail, vous avez du mal à vous concentrer pendant l’accalmie de l’après-midi. Vous regardez par la fenêtre de votre bureau, dans l’espoir d’un soulagement, mais vous sentez à la place un mal de tête venir.

Le béton plat gris borde les rues, tandis que les fenêtres forment des intervalles vitreux répétitifs dans les murs de briques austères. Avec des lignes droites monotones à perte de vue, il n’y a aucun endroit agréable pour reposer votre regard. Cela peut sembler un problème superficiel, mais notre recherche a constaté que regarder les paysages urbains peut en fait vous donner mal à la tête.

Au cours de dizaines de milliers d’années, le cerveau humain a évolué pour traiter efficacement des scènes du monde naturel. Mais la jungle urbaine pose un plus grand défi pour le cerveau, en raison des motifs répétitifs qu’elle contient.

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Le mathématicien Jean-Baptiste Joseph Fourier a montré que l’on peut penser les scènes comme étant constituées de motifs rayés, de tailles, d’orientations et de positions différentes, le tout additionné. Ces modèles sont appelés composants de Fourier.

Les scènes de la nature ont des rayures qui ont tendance à s'annuler, de sorte que lorsqu'elles sont ajoutées, aucune bande n'apparaît dans l'image, alors que les environnements urbains ont tendance à présenter des motifs réguliers et répétitifs.

Les scènes de la nature ont des rayures qui ont tendance à s’annuler, de sorte que lorsqu’elles sont ajoutées, aucune bande n’apparaît dans l’image, alors que les environnements urbains ont tendance à présenter des motifs réguliers et répétitifs. Crédit: En haut: avec la permission de Sam Beebe / Flickr. En bas: Tsaiian / Flickr, CC BY-NC

Difficile à regarder

Dans la nature, en règle générale, les composants à faible fréquence spatiale (grandes rayures) ont un contraste élevé et les composants à haute fréquence (petites rayures) ont un contraste plus faible. Nous pouvons appeler cette simple relation entre la fréquence spatiale et le contraste une «règle de la nature». En termes simples, les scènes de la nature ont des rayures qui ont tendance à s’annuler, de sorte que lorsqu’elles sont ajoutées, aucune bande n’apparaît dans l’image.

Mais ce n’est pas le cas des scènes de l’environnement urbain. Les scènes urbaines enfreignent la règle de la nature: elles ont tendance à présenter des motifs réguliers et répétitifs, en raison de l’utilisation courante d’éléments de conception tels que les fenêtres, les escaliers et les garde-corps. Des modèles réguliers de ce type sont rarement trouvés dans la nature.

Parce que les modèles répétitifs de l'architecture urbaine enfreignent la règle de la nature, il est plus difficile pour le cerveau humain de les traiter efficacement.

Parce que les modèles répétitifs de l’architecture urbaine enfreignent la règle de la nature, il est plus difficile pour le cerveau humain de les traiter efficacement. Crédit: MOHD RASFAN / AFP / AFP / Getty Images

Parce que les modèles répétitifs de l’architecture urbaine enfreignent la règle de la nature, il est plus difficile pour le cerveau humain de les traiter efficacement. Et comme les paysages urbains ne sont pas aussi faciles à traiter, ils sont moins confortables à regarder. Certains motifs, tels que les rayures sur les paillassons, les tapis et les marches des escaliers mécaniques, peuvent déclencher des maux de tête et même des crises d’épilepsie.

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Nous sommes arrivés à ces conclusions en mesurant l’efficacité avec laquelle le cerveau traite les images de scènes naturelles et urbaines. Il existe deux façons de mesurer l’efficacité; le premier est de construire des modèles informatiques simples de la façon dont les cellules nerveuses calculent ce que nous voyons.

Un modèle a été construit par Paul Hibbard (Université d’Essex) et Louise O’Hare (Université de Lincoln), et un autre à l’Université de St Andrews par Olivier Penacchio et ses collègues. Les deux modèles montrent que lorsque le cerveau traite des images qui s’écartent de la règle de la nature, l’activité des cellules nerveuses augmente et devient moins dispersée. En d’autres termes, de telles images demandent plus d’efforts pour le cerveau à traiter.

Une photo prise le 30 novembre 2016 à Paris montre la

Une photo prise le 30 novembre 2016 à Paris montre la “Salle Labrouste” de la Bibliothèque nationale de France après sa restauration. / AFP / FRANCOIS GUILLOT (Crédit photo doit lire FRANCOIS GUILLOT / AFP / Getty Images) Crédit: FRANÇOIS GUILLOT / AFP / AFP / Getty Images

Pour nos propres recherches, Olivier et moi avons conçu un programme informatique qui mesure l’adhésion des images à la règle de la nature. Après avoir exécuté le programme, nous avons constaté que s’écarter de la règle de la nature prédit à quel point les gens sont mal à l’aise de regarder une image donnée – qu’il s’agisse d’une image d’un bâtiment ou d’une œuvre d’art.

Nous avons ensuite analysé des images d’immeubles d’appartements et constaté qu’au cours des 100 dernières années, la conception des immeubles s’écartait de plus en plus de la règle de la nature; de plus en plus de rayures apparaissent décennie par décennie, rendant les bâtiments de moins en moins confortables à regarder.

O₂ joie

Une autre façon de mesurer l’efficacité des processus visuels du cerveau est de mesurer la quantité d’oxygène utilisée par la partie visuelle du cerveau, située à l’arrière de la tête. Lorsque le cerveau utilise de l’oxygène, il change de couleur. Nous pouvons suivre ces changements en projetant une lumière infrarouge sur le cuir chevelu et en mesurant la lumière diffusée qui rebondit sur le cerveau et à travers le crâne. En règle générale, la consommation d’oxygène est plus importante lorsque les gens regardent des images inconfortables, telles que des scènes urbaines.

Les chercheurs ont constaté que de plus en plus de rayures dans l'architecture apparaissent décennie après décennie, rendant les bâtiments de moins en moins confortables à regarder.

Les chercheurs ont constaté que de plus en plus de rayures dans l’architecture apparaissent décennie après décennie, rendant les bâtiments de moins en moins confortables à regarder. Crédit: TIMOTHY A. CLARY / AFP / AFP / Getty Images

Nous avons constaté que la règle de la nature prédit non seulement les niveaux d’inconfort suggérés par les modèles informatiques, mais aussi la quantité d’oxygène utilisée par le cerveau. Autrement dit, notre cerveau utilise plus d’oxygène lorsque nous regardons des scènes qui s’écartent de la règle. Étant donné que les maux de tête ont tendance à être associés à une consommation excessive d’oxygène, cela peut expliquer pourquoi certaines conceptions nous donnent des maux de tête.

Les personnes qui ont des migraines sont particulièrement sensibles à l’inconfort causé par des schémas répétitifs; ces modèles augmentent l’utilisation de l’oxygène (qui chez ceux qui souffrent de migraines est déjà anormalement élevé.) Les modèles peuvent donner lieu à un mal de tête, peut-être en conséquence. En effet, certaines personnes souffrant de migraine ne peuvent pas fonctionner dans certains bureaux modernes, car les schémas provoquent des maux de tête à chaque fois qu’ils entrent dans le bâtiment.

Il est peut-être temps d’intégrer la règle de la nature dans le logiciel utilisé pour concevoir les bâtiments et les bureaux. Les designers d’intérieur peuvent également varier les motifs de murs, les stores et les tapis qu’ils installent, pour éviter d’ajouter plus de rayures à l’intérieur.

Bien entendu, certains motifs répétitifs sont le résultat inévitable de la construction modulaire. Mais de nombreuses rayures sont là inutilement, simplement en tant que caractéristiques de conception – pour attirer l’attention. Malheureusement, ils peuvent aussi finir par frapper la tête.


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