wwward0 / Flickr, CC BY

Il est trois heures - vous êtes au travail, vous avez du mal à vous concentrer pendant l'après-midi. Vous regardez par la fenêtre de votre bureau, espérant un peu de soulagement, mais vous ressentez un mal de tête. Le béton plat gris borde les rues, tandis que les fenêtres forment des intervalles vitreux répétitifs dans les murs de briques stark. Avec des lignes droites monotones aussi loin que l'œil peut voir, il n'y a nulle part agréable de reposer votre regard. Cela peut sembler un problème superficiel, mais notre recherche a trouvé que regarder les paysages urbains peut effectivement vous donner un mal de 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'il contient. Le mathématicien Jean-Baptiste Joseph Fourier a montré que l'on peut penser à des scènes composées de motifs rayés, de tailles, d'orientations et de positions différentes, tous additionnés. Ces modèles sont appelés composants de Fourier.

Dans la nature, en règle générale, les composants à faible fréquence spatiale (grandes bandes) ont un contraste élevé et les composants à haute fréquence (petites bandes) ont un contraste plus faible. On peut appeler cette relation simple entre fréquence spatiale et contraste une "règle de la nature". En d'autres termes, les scènes de la nature ont des bandes qui tendent à s'annuler, de sorte que, lorsqu'elles sont additionnées, aucune bande n'apparaît dans l'image.

Hurts de regarder

Mais ce n'est pas le cas avec les scènes de l'environnement urbain. Les scènes urbaines brisent la règle de la nature: elles ont tendance à présenter des motifs réguliers et répétitifs, en raison de l'utilisation courante de caractéristiques de conception telles que les fenêtres, les escaliers et les rampes. Des motifs réguliers de ce genre 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. Et parce que les paysages urbains ne sont pas aussi faciles à traiter, ils sont moins confortables à regarder. Certains modèles, tels que les rayures sur les tapis de porte, les tapis et les marches d'escaliers peut déclancher des maux de tête et même des crises d'épilepsie.

Nous sommes arrivés à ces conclusions en mesurant l'efficacité avec laquelle le cerveau traite les images de scènes naturelles et urbaines. Il y a 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 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'effort au cerveau pour le traitement.

Pour notre propre recherche, Olivier et moi avons conçu un programme informatique qui mesure dans quelle mesure les images adhèrent à la règle de la nature. Après avoir exécuté le programme, nous avons constaté que le fait de s'écarter de la règle de la nature prédit à quel point les gens trouvent désagréable 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'habitation et constaté qu'au cours des dernières années 100, la conception des bâtiments s'est éloignée de plus en plus de la règle de la nature; De plus en plus de bandes apparaissent de décennie en décennie, rendant les bâtiments de moins en moins confortables à regarder.

Oh ? 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 faisant briller la lumière infrarouge sur le cuir chevelu et en mesurant la lumière diffusée qui rebondit sur le cerveau et sur le crâne. Typiquement, l'utilisation de l'oxygène est supérieure lorsque les gens regardent des images inconfortables, telles que des scènes urbaines.

Nous avons constaté que la règle de la nature ne prédit pas seulement les niveaux d'inconfort suggérés par les modèles informatiques, elle prédit aussi combien d'oxygène est utilisé par le cerveau. Autrement dit, nos cerveaux utilisent plus d'oxygène quand nous regardons des scènes qui s'écartent de la règle. Puisque les maux de tête ont tendance à être associés à un excès d'oxygène, cela peut expliquer pourquoi certains modèles nous donnent des maux de tête.

Les personnes qui souffrent de migraines sont particulièrement sensibles à l'inconfort 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 atteintes de migraine ne peuvent pas fonctionner dans certains bureaux modernes, car les schémas provoquent un mal de tête chaque fois qu'ils entrent dans le bâtiment.

Il est peut-être temps d'incorporer la règle de la nature dans le logiciel utilisé pour concevoir les bâtiments et les bureaux. Ou les designers d'intérieur peuvent varier les conceptions de mur, les stores et les tapis qu'ils installent, pour éviter d'ajouter plus de rayures à l'intérieur. Bien sûr, certains motifs répétitifs sont un résultat inévitable de la construction modulaire. Mais de nombreuses bandes sont là tout à fait inutilement, simplement comme caractéristiques de conception - pour attirer l'attention. Malheureusement, ils peuvent finir par atteindre la tête aussi.

A propos de l'auteur

Arnold J Wilkins, professeur de psychologie, Université d'Essex

Cet article a été publié initialement le The Conversation. Lis le article original.

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