研究者たちは芸術の科学的価値を求めて美的表現に対する脳と体の反応を追跡します
:focal(750x500:751x501)/https://tf-cmsv2-smithsonianmag-media.s3.amazonaws.com/filer_public/e2/71/e2710538-c2f3-4f51-b602-62117ad500e7/smithmag-brainonart-v2.jpg)
研究者らは、脳波、心拍数、神経伝達物質やホルモンの変化を研究することで、美と芸術の体験を定量化することを目指している。
イラストはエミリー・レンキェヴィッツによる。画像提供者: Wahyu via Adobe Stock / Francesco Goretti / パブリック ドメイン
「もう目を開けても大丈夫です」と研究者は言います。
水泳帽のように頭蓋骨を圧迫するきつい生地の下で、32 個の電極が視覚野のニューロンの発火を拾う準備ができており、そこで私が見ているものについての情報が脳内で処理されます。鎖骨にテープで貼られた 2 つの追加の電極が心拍を監視し、左手にある 1 対の電極が皮膚または汗の電気伝導度を測定します。有線で私は、フランチェスコ・ゴレッティが私の体の美しさの生物学的特徴を探している間、目の前の物体(ガリレオ自身が使用した真鍮のアストロラーベ)の金色の色合いと細かいエッチングされた線を見つめます。
ゴレッティ氏は、イタリアのフィレンツェにあるガリレオ博物館の歴史的および科学的コレクションの品物の美しさに人々がどのように反応するかを測定する共同研究である、新しい神経美学研究所の研究チームの一員です。私もボランティアとして参加した彼らの実験の目的は、美的体験によって引き起こされる生物学的および神経的変化、つまり身体と脳が芸術にどのように反応するかを理解することです。
博物館のエントランスホールのパネルの後ろに隠された人里離れた部屋で、私は歴史的に時間を告げ、星を観察するために使用されていたガリレオのアストロラーベのコピーの前に座っています。先ほど、私は目を閉じて、ゴレッティが物体について口頭で説明するのを聞いていました。私が視覚的にズームインすると、彼は事前の知識が私の反応にどのような影響を与えるかを追跡できるようになりました。
イタリア、フィレンツェのガリレオ博物館に展示されている 16 世紀の星座早見盤アストロラーベ。このアーティファクトのコピーが実験で使用されました。 マヌエラ・クラリー/https://tf-cmsv2-smithsonianmag-media.s3.amazonaws.com/filer_public/dc/fd/dcfd276a-b582-4807-980a-bc626cd00bb1/dsc_0174_1.jpg)
この楽器は真鍮の光沢で輝く、複雑な金属細工の傑作です。その表面は細かい彫刻の迷路になっており、細い線と弧状の食い込みが金色の蜘蛛の巣のように見えます。私の目は、天球の中央の地図を横切る細い帯であるアリダードのエレガントなスイープを追います。そして、周囲のリングには、注意深く刻まれた黄道帯のシンボルと細かいカリグラフィーの数字が埋め込まれています。アストロラーベは芸術作品のようには見えないかもしれませんが、ルネサンス時代の科学機器は高い「美的価値」を持って設計されていたと、ゴーティ氏は後に私に説明してくれました。 「当時、科学は美しいものであることが期待されていました。」
何千年もの間、画家、彫刻家、作家、音楽家、思想家は、愛、美、情熱、そして世界の見方など、人間の深い経験を芸術を通じて探求してきました。今日、神経美学の分野では、科学的な観点からこれらの謎が研究されています。
1990年代にこの分野を創設したロンドン大学ユニバーシティ・カレッジの神経生物学者サミール・ザキ氏は最近書いているように、この初期段階の研究は「最も野生的な意味での美的体験とそれに関連した体験に関わる脳のメカニズムを理解することを目的としている」と書いている。とりわけ、彼は私たちの好みが生まれたときから組み込まれているのか、それとも時間の経過とともに学習されるのか、また、何が似合うかについて人々がこれほど異なる意見を持っているのはなぜかを調査しています。
アストロラーベの美しさを数値で評価するよう求められました。私にとって、その冷酷で数学的な正確さと、真鍮の温かみのある手作りの芸術性とのコントラストが、それを魅力的なものにしています。私は最高のスコアを与えます。科学機器は、私がこの決定を下すときに私の脳がどこに光を放つかを追跡します。
「神経美学とは、美しさに価値や量を与える探求であり、おそらくそれを脳や心臓の中に位置づけることです。」とゴーティは言う。
美しさに出会うと何が起こるでしょうか?
2011 年、ザキは、何かが美しいか醜いかを判断するには、眼窩のすぐ上に位置する脳の領域である内側眼窩前頭皮質の活性化が関与していることを発見しました。この活動は、報告されている美しさのレベルに関連している、と彼は示唆した。つまり、人が外見を美しいと思うほど、その特定の脳領域の活動がより多くなるということである。
過去 10 年にわたり、神経科学者たちは、美しいものに出会ったとき、私たちの脳は単にスイッチを 1 つ切り替えるだけではないことに気づきました。むしろ、反応は私たちの感覚、感情、個人史の間の複雑な相互作用である、とペンシルバニア大学の神経科学者でペン神経美学センターの創設者であるアンジャン・チャタジー氏は言う。
チャタジーは、美を解釈するために脳全体の 3 つの主要なシステムが連携して機能する美的トライアドのフレームワークを提案しました。つまり、感覚運動システムは私たちが見たものを分析し、感情評価システムは私たちがそれをどれだけ好きかを決定し、私たちの知識と意味のシステムは経験を私たちの個人的な背景に結び付けます。
それはしばしば「感情のカクテル」のように感じられると彼は言う。しかし、こうした反応は私たちの頭の中だけではありません。これらは、心拍数や皮膚の反応の変化など、私たちが見ているものによってどれだけ興奮しているかリラックスしているかを反映する生理学的変化を通じて私たちの体内に現れます。
神経美学の研究者は、さまざまな種類のイメージングを使用して、脳の報酬ネットワーク、感覚ネットワーク、感情ネットワークの活動パターンを確認できます。音楽や画像に対する脳の反応の正確なタイミングと強さを追跡できます。心拍数、呼吸、発汗のほか、ドーパミン、オキシトシン、コルチゾールなどの神経化学物質やホルモンの変化を測定することで、人の美的関心の強さを判断できます。
ガリレオ博物館での実験中の脳波をリアルタイムでモニタリング マヌエラ・クラリー/https://tf-cmsv2-smithsonianmag-media.s3.amazonaws.com/filer_public/6b/ce/6bce14e9-f642-4755-9568-1983ae367d03/dsc_0207_1.jpg)
ガリレオ博物館では、「現在、体験中の神経活動と生物学的マーカーのマッピングのみに重点を置いています」とゴーティ氏は言う。その後、このプロジェクトは、博物館のコレクションが鑑賞者の幸福にどのような影響を与えるかなど、より広範な問題を調査するために拡大される可能性があります。
ただし、脳波や心拍リズムなどの測定対象の信号は非常に複雑であるため、チームが最終的な結論に達するまでには多数の参加者が必要です。ゴーティ氏は、この夏以降に最初の大きな成果をまとめ始めると予想している。
「データは無尽蔵の情報源ですが、解釈するのは簡単ではありません」と彼は言います。
普遍的な体験を求めて
科学を利用して芸術を研究するという考えは、人によっては非常にプライベートな世界への侵入のように感じるかもしれません。芸術は主観的なものであるため、冷酷で厳密なデータでは測定できないという考えが広く信じられているとザキ氏は書いている。しかし、一部の専門家は、芸術に対する人々の反応は私たちが思っているよりも似ているのではないかと示唆しています。
哲学者のイマヌエル・カントとアルトゥール・ショーペンハウアーは、美的経験は純粋にランダムまたは個人的なものではないと主張しました。カントは、何か美しいものを見つけたとき、誰もが自分の判断に同意するはずだと感じ、それは私たちの好みが普遍的な論理を反映していることを暗示していると信じていました。ショーペンハウアーは、芸術によって私たちは個人的な欲望から一時的に逃れ、深く共有された人間の現実に入ることができると示唆しました。
このとらえどころのない感覚を説明するために、研究者たちは美的経験の一部を測定することができます。「私たちは今、非侵襲的に私たちの頭に侵入し、心と体が芸術や美にどのように反応するかを研究できるツールを手に入れました」と、ジョンズ・ホプキンスの国際アーツ+マインド・ラボ、応用神経美学センター、共美学センターの創設者兼所長であるスーザン・マグスマン氏は言う。 あなたの心はアートに向いています。 「しかし、これらは実際には相関関係と兆候であり、経験そのものではありません。」
たとえば、心拍数の上昇や発汗は通常、感情が興奮していることを示します。ただし、これらのセンサーが私たちに知らせる一方で、 いくつかの 誰かが感じている、特定するのに苦労している 何 彼らは「あなたが感情的になっているのは理解できる」と感じている、とゴーティ氏は言う。
目を開けてリラックスした瞬間の後の脳波(左)と脳波(EEG)活動(右)。 フランチェスコ・ゴルティ
データを理解するために、ガリレオ博物館の研究者たちは、人が物体が美しいかどうかを判断するときに、さまざまなタイプの脳波が頭蓋骨全体にどのように分布するかを分析しています。また、ハイパースキャンと呼ばれる技術を使用し、2 人の参加者の脳活動を同時に記録し、同じアイテムを見たときに神経信号が同期し始めるかどうかを確認します。
研究者らはまた、人工知能アルゴリズムが、生物学的信号のみに基づいて、人の物体に対する美しさの評価を予測することを学習できるかどうかもテストしている。このようにして、研究チームは、人間の目、さらには意識では検出できないほど微妙な美の経験の根底にあるパターンを明らかにできるかもしれません。
それでも、芸術体験の特定の要素は依然としてセンサーの届かないところにあるとマグサマン氏は言う。あらゆる美的瞬間はその人の歴史、文化、身体、文脈によって形作られるため、科学者は定量化を芸術への理解を深めるためのツールとして捉えるべきであり、芸術と美の豊かさをすべて1つのきれいな数字にまとめてしまう方法として捉えるべきではないと彼女は主張する。
チャタジー氏によれば、神経美学は自己発見のツールにもなり得るという。私たちの反応は経験によってフィルターされるため、何が私たちを動機づけているかに注意を払うことは、私たちの価値観を理解するのに役立つと彼は付け加えました。 「結局のところ、質問は、この芸術についてのあなたの経験は何ですか?」彼は「これは、人々が自分自身を理解するための手段として芸術について考える方法です。」と述べています。
芸術は私たちを人間にする
ガリレオ博物館の静かな部屋では、ゴレッティのディスプレイ上でデータがスクロールし続けています。私は今もアストロラーベを見つめています。私の視覚野は宇宙のモデルをたどり、記憶はガリレオの深夜の観察の物語を検索し、内側眼窩前頭皮質のどこかで、金属に当たる薄暗い光の知覚に信号が割り当てられます。
そこに座ってコンピューターに接続していると、この瞬間を数値化したいという衝動が、単なる科学的好奇心よりも深いものであることに気づきました。マグサマンが言うように、美的経験を理解することは、何が私たちを最も人間たらしめているかを理解することです。芸術は私たちの脳の喜び、報酬、恐怖の回路を活性化すると彼女は言い、芸術を創造し鑑賞する能力は、種としての私たちの生存に関連する基本的な生物学的特性であることを示唆しています。芸術を通じてこれらの回路に参加することで、初期の人類は社会的結束を築き、複雑な文化的知識を共有し、環境の脅威に対する新たな解決策を想像することができたとマグサマン氏は付け加えた。そしてこれらの特性は、孤独な種や想像力に欠ける種に比べて、私たちの先祖に進化上の大きな利点をもたらしたと付け加えた。
「芸術は人類の言語であり、複雑なコミュニケーションとつながりの最も深く初期の形態です」とマグサマン氏は言う。 「それらは今日でも同じ機能を果たしており、私たちが進化した過去にそうしたのと同じように、私たちがコミュニケーションを取り、お互いにつながるのに役立っています。」
博物館の公開ギャラリーの騒音や気を散らすものから守られているため、研究室の静寂は、ゴーティがセッション データを保存するときにマウスをクリックする音だけによって中断されます。彼はテーブルに寄りかかり、アストロラーベを手に取ります。 「また目を閉じてもいいよ」とゴーティは言い、次の傑作に手を伸ばした。