当前位置: 主页 > 疾病诊疗 > 精神与行为障碍 > 自闭症

现代设计几何引发视觉压力与大脑超负荷

2026-07-12 13:22 Paul Hibbard, Arnold University of Stirling 阅读 0
核心摘要: 一项跨学科国际研究联盟通过结合自然场景几何的数学分析与先进的神经计算模型,揭示了现代人工城市景观如何过度劳役人类视觉处理通路。研究发现,人类视觉系统天生适应处理自然景观,

现代设计几何引发视觉压力与大脑超负荷

一项由全球20多个机构的专家组成的跨学科联盟,整合了数十年的临床研究成果,通过将自然场景几何的数学分析与先进的神经计算模型相结合,精确地描绘了人工城市景观如何过度劳役我们的视觉处理通路。这项研究解释了为何日常空间会诱发偏头痛、眼疲劳、阅读困难以及强烈的感官疲惫。

人类视觉系统与现代环境的进化失配是导致这一现象的根本原因。人类视觉系统在进化过程中,被设计为高效处理自然景观中柔和、随机的模式,例如树木、河流和广阔的田野。然而,当大脑被迫处理现代城市元素时,例如统一的玻璃摩天大楼、刺眼的几何地毯图案或拥挤的超市货架,其计算负荷会急剧增加。这些完美的平行条纹、重复的建筑网格或一排排高对比度的商品,会迫使大脑神经元以一种不自然、高度同步的方式放电,导致代谢能量的巨大消耗,迅速耗尽视觉通路,从而转化为恶心、头晕或头痛等生理不适。

视觉不适并非简单的烦恼,它代表着一种神经学上的生理紧张状态。这种紧张可以立即引发一系列生理症状,从严重的眼疲劳和阅读困难,到全面的偏头痛和强烈的不知所措感。研究强调,这种不适感是真实存在的生理反应,而非主观感受。

某些人群对视觉环境的脆弱性更高。虽然设计不佳的空间在一定程度上会给每个人的大脑带来沉重认知负荷,但该综述特别指出,某些视觉环境对那些具有预先存在的感官敏感性的人群,如患有偏头痛、自闭症、多动症(ADHD)、阅读障碍或癫痫的个体,会产生更为破坏性的影响。对于这些群体来说,一个普通办公室里闪烁的荧光灯和高对比度、杂乱的室内环境,可能立即成为感官障碍,导致深度认知疲劳或引发生理性布局光环和癫痫发作。

这项研究的核心成就在于统一了临床神经学、视光学和工程学等完全独立的领域数十年的研究成果,为视觉压力提供了确凿的生物学基础,形成了明确的共识。通过结合数学分析和神经计算模型,研究人员能够将人造环境的特征直接与大脑在真实世界条件下的反应联系起来。

斯特灵大学自然科学学院的Paul Hibbard教授强调,由于照明、对比度、布局模式和数字屏幕直接决定了大脑的舒适度,因此在设计这些元素时,必须有意地将神经可及性纳入考量,以确保公共空间对所有人都是友好的。他指出:“看似普通的视觉事件可能导致日常环境中的不适,影响人们阅读、工作、旅行和使用共享空间的方式。如果照明、对比度、图案、屏幕和印刷品会导致不适,那么它们也可以通过更细致的设计,确保空间和场所对所有人都是可访问的。”

埃塞克斯大学的Arnold Wilkins名誉教授补充道,通过建立这一生物学框架,各行业现在拥有了一个明确的数学蓝图,可以从设计之初就将感官舒适度作为建筑、印刷媒体和数字界面设计的常规、基本组成部分。他表示:“能够围绕一个如此多来自不同领域的专家都能达成共识的议题,是一项重要的成就。这些发现意味着舒适度可以从一开始就被视为设计的常规基础部分。它能够指导现代照明、数字界面、印刷媒体和公共建筑的创建,为各行业提供一个明确的基础,确保我们所制造的一切都既功能强大又使用舒适。最终目标是培育与人类生理自然契合的环境和材料,降低日常视觉压力。通过优化这些日常工具和设置,我们可以确保空间变得可访问、友好和包容。”

这项综述通过机构资源的协作汇集得以实现,未获得外部研究资助。初步的基础工作是在伦敦大学伯克贝克学院的一次合作研讨会上进行的,由Daphne Jackson研究员Beverley Burke博士领导,并得到了会议和研究活动津贴的支持。核心团队包括来自15所英国大学的研究人员,以及专业的视光和临床实践机构。该项目还整合了来自美国、瑞典、韩国、西班牙和日本学术机构以及欧洲工业技术合作伙伴的见解。


参考文献: Paul Hibbard, Arnold Wilkins. A Cerebral Basis for Visual Discomfort and Visual Stress. Vision, 2023; DOI: 10.3390/vision7040082
    发表评论