神經美學( neuroaesthetics )在目前為止有哪些有趣的研究成果?

相關概念可以參考維基:Neuroesthetics
神經美學(neuroaesthetics)是一個相對較新的經驗主義美學的子學科。它在 2002 年被正式定義為「沉思和藝術作品的創作神經基礎科學的研究」。
Neuroesthetics 使用神經科學的層面解釋和理解的審美經驗,吸引了來自包括神經學家,藝術史學家,藝術家和心理學家在內的許多學科的學者…請問站內有熟悉這一領域的知友嗎?它是否有實際的應用價值?


極致的美學體驗會伴隨部分「大腦默認網路」的激活

  所謂「大腦默認網路」 (Default mode network, DMN),是指那些在人「靜息放鬆狀態」下激活程度比「集中注意力做某件事」時候更高的腦部區域,主要包括「內側前額葉(MPFC),扣帶回後部(PCC)以及鄰近的楔前葉,前扣帶回腹側(vACC)」
  這些腦區之所以會獲得研究者的關注,是因為它們在集中注意力做某件事時激活程度反而更低,而且這個「某件事」的範圍非常廣,甚至可以說是「所有事」

  而極致的美學體驗(例如你看到一幅你覺得非常美的畫),卻能讓部分DMN有和靜息狀態下類似的激活。上圖紅線划出的區域——內側前額葉(MPFC)就是最明顯的地方,可以看出 4 vs. Rest對應那幅圖那個部分不是藍色的,而藍色表示被抑制(負激活)參考
Fox, M. D., Snyder, A.
Z., Vincent, J. L., Corbetta, M., Van Essen, D. C., Raichle, M. E.
(2005). The human brain is intrinsically organized into dynamic,
anticorrelated functional networks. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 102(27), 9673-9678.
Vessel EA, Starr GG and Rubin N (2013) Art reaches within: aesthetic experience, the self and the default mode network. Front. Neurosci. 7:258. doi: 10.3389/fnins.2013.00258


前幾天剛好讀了一篇關於人的面部的美學與神經科學的文章。我覺得寫得很好。
翻譯了幾段:

重點內容:

  • 我們對於他人吸引力的判斷經常在潛意識中發生,在我們沒有意識到的情況下影響我們。
  • 被臉部所擁有的吸引力而影響的情況如此之多非常的不可思議。
  • 大腦選擇看起來更加對稱的臉,可能只是因為對於大腦來說這些臉比複雜的臉更好處理。
  • 研究持續的表明,有吸引力的臉點亮了大腦中多巴胺導向的獎勵機制。這些臉部激勵了我們大腦中比如Nadal稱之為大腦皮層下的快樂中心-伏隔核(Nucleus accumbens)。所以,我們會覺得,看到一個吸引人的臉部就像我們贏錢了,看到一個不吸引人的臉部就像輸錢了。

Science has also confirmed the adage, at least to a point. People broadly agree on what faces are attractive, both within and across cultures. Even babies prefer faces that adults judge to be attractive, suggesting that there is something hard-wired about these preferences. Our judgement of other people"s attractiveness often happens subconsciously and influences us in ways we do not realize. Psychologists have observed that citizens vote for more attractive political candidates, judges give attractive defendants more lenient sentences and teachers grade better-looking students more favourably (see "Snap judgement"). 「The breadth of circumstances that seem to be affected by facial attractiveness is mind boggling,」 says psychologist Benedict Jones of the University of Glasgow, UK.

科學家在某種程度上證實了這個格言:不管是在一個文化系統內,還是跨文化,人們總體上在評價什麼樣的長相是有吸引力的時候是一致的。就連嬰兒都會更喜歡一個成年人評價為有吸引力的相貌,這些事實證實我們一些與生俱來的偏好的存在。我們對於他人吸引力的判斷經常在潛意識中發生,在我們沒有意識到的情況下影響我們。心理學家發現選民更傾向於去給外表更加吸引人的政治候選人投票;法官更傾向於給外表有吸引力的被告寬大的刑罰;老師傾向於給長的好看的學生更高的分數。「被臉部所擁有的吸引力而影響的情況如此之多非常的不可思議。」格拉斯哥大學的心理學家Benedict Jones說。

These observations have been difficult to explain, Jones says. But now, using technologies that range from digital face morphing to brain imaging, psychologists and neuroscientists are starting to identify the diverse qualities that humans find attractive in faces, as well as the complex networks in the brain that respond to beautiful features. Their work is not only uncovering neural links between evaluations of attractiveness and those of social attributes such as trustworthiness, but is also giving an insight into our appreciation of artworks such as the Nefertiti bust. 「This isn"t a trivial quirk of our facial structure,」 says neuroscientist Peter Mende-Siedlecki at New York University. Beauty may be difficult to define, he says, but it is real and its influence is vast.

這些觀察非常的難以解釋,Jones說。但是現在,用各種科技的手段,從 數字臉漸變 到 腦成像, 心理學家和神經科學家開始 識別出 人們覺得面部具有吸引力的 不同的品質,和在大腦中對美好的特質產生響應的複雜的網路。他們的工作不僅揭開了神經細胞在評價吸引力還有譬如評價一個人是否值得信任的社會特質的聯繫;而且也提供了我們欣賞藝術品時,比如說欣賞The Nefertiti bust(一個雕像),對我們大腦活動的觀察。

為什麼人們喜歡漂亮的人?

Averageness, like symmetry, may be a signal of health — in particular, a lack of potentially harmful genetic irregularities. But this aspect of beauty might instead be a by-product of how the brain works, says Marcos Nadal, a psychologist at the University of Vienna who studies aesthetic experiences. Processing faces is an exceedingly complex task. The brain might just prefer faces that resemble the average face of a population because they are easier to identify than less typical faces. 「There are studies that show that averageness plays a role in the attractiveness of many other objects,」 like an average-looking watch face for example, says Nadal. 「The brain works by extracting regularities.」

平衡,比如說左右對稱可以是身體健康的一種信號(預示著存在潛在危險不規則基因的可能性低)。但是這種美學的解釋,可能只是大腦運作的一個副產品,維也納大學研究美學體驗的心理學家Macros Nadal說。處理臉部長相是一個極其複雜的任務。大腦選擇看起來更加對稱的臉,可能只是因為對於大腦來說這些臉比複雜的臉更好處理。「研究表明,對稱即使在其他東西的吸引力方面也起著很大的作用」比如說一個對稱的表面,Nadal說,「大腦工作的時候會提取出 勻稱與規則。」

Snap judgement
草率的判斷

Studies consistently show that attractive faces light up the brain"s dopamine-driven reward network. For example, researchers have found people would press a key to see an attractive face for longer, in much the same way as a mouse will press a lever to get food or drugs, Jones says. Those faces stimulate areas such as the nucleus accumbens, which Nadal calls 「a generator of pleasurable sensations」.

研究持續的表明,有吸引力的臉點亮了大腦中多巴胺導向的獎勵機制。比如說,研究者發現人們願意為了看一個好看的臉更長的時間,而按鍵盤上的一個鍵更長的時間,這和小白鼠會按下槓桿取得食物或毒品運行的道理是差不多的,Jones說。這些臉部激勵了我們大腦中比如Nadal稱之為大腦皮層下的快樂中心-伏隔核(Nucleus accumbens)。

A key module of this system is the orbitofrontal cortex, which sits just above the eyeballs. Neuroscientists think that the middle part of this region is where the brain judges the value of a potential reward. In a study in which people could win money, this area showed more activity when the winnings were bigger. 「It"s focused on attractiveness with a positive bent: this is something of great social value,」 says Mende-Siedlecki. Researchers have also shown that a different part of the orbitofrontal cortex — an area that is associated with punishment — responds to unattractive faces. So just as seeing an attractive face may feel like winning money, seeing an unattractive face may feel a little like losing it.

在這個系統中一個重要的模塊是眶額葉皮層,在我們的眼球之上的一個區域。神經科學家認為這個部位的中間部分,是大腦判斷潛在獎勵價值的區域。在一個人們可以贏得金錢的研究中,這個區域在獎勵更大的時候會更加活躍。「它專註在有正面嗜好的吸引力:這是有很高社會價值的東西,」 Mende-Siedleck說。研究者也表明了,眶額葉皮層的另一個區域-一個和懲罰聯繫的區域——會在我們看到不吸引人的臉部時產生反應。所以,我們會覺得,看到一個吸引人的臉部就像我們贏錢了,看到一個不吸引人的臉部就像輸錢了。

Attractiveness activates these reward areas even if we are not consciously thinking about the beauty of a face. Outside of the reward network, this is also true for some core parts of the face-processing system in the visual cortex. Neurologist Anjan Chatterjee of the University of Pennsylvania in Philadelphia and his colleagues showed participants 100 different images of faces, asking them to evaluate either the faces" attractiveness or their identities. Using functional magnetic resonance imaging, the researchers found that brain areas specializing in face recognition showed more activity when participants looked at faces that they had previously rated as attractive than when they looked at less appealing faces. Such enhanced activity occurred even if participants were thinking only about the face"s identity and not about its attractiveness. This shows that the brain responds rapidly and automatically to beauty, Chatterjee says — even when beauty is not on our mind.

吸引力持續激活這些獎懲區域,即使是在我們沒有有意識的去想一個臉部的美感的時候。這個機制也存在於在獎懲網路之外,面部處理系統的視覺皮質的某些部分。費城賓夕法尼亞大學的神經病學家Anjan Chatterjee和他的同事 給 參與者 展示了100個不同的面部圖片,讓他們給每個面部或者每個面部所屬的身份是否有吸引力做出評價。 運用功能性磁共振成像的技術,這些研究者發現,專註於人臉識別的大腦區域,比起參與者覺得沒有吸引力的臉,在他們看到他們之前被評價為有吸引力的臉的時候會更加活躍。這種強化的大腦活動,即使在參與者只是在想像這些臉所屬的身份而不是吸引力時也會發生。這個研究表明了,大腦在對待美好的東西的時候,反應是迅速且自動的,即使是當美好的事物不在我們大腦中的時候,Chatterjee說。

參考:Neuroscience: The aesthetic brain : Nature : Nature Publishing Group


—— 這是一個很random的更新 ——
今天看到女神Prof. Livingstone作為《最強大腦》的國際評審出鏡了,一激動...
看這裡看這裡~最強大腦 第三季

—— 為了您更系統了解神經美學而更新 ——
上知乎日報畢,現在開始上乾貨(傲嬌如本座,也並沒有嫌棄日報讀者啦,捂臉...)

關於神經美學推薦的第一本書是 Vision and Art: The Biology of Seeing

本書作者是我個人非常欣賞和仰慕的哈佛醫學院Margret Livingstone教授。她曾師從諾貝爾生理學或醫學獎得主David Hubel(對,就是Hubel and Weisel中的Hubel)。以下原文中提到的【消失的太陽】正出於此書,敝人只是想用通俗明快的方式向中國讀者介紹神經美學,並沒有強行裝逼,非喜勿入。

第二本心水之作出自倫敦大學學院(UCL)的神經美學教授Zeki Semir, Inner Vision: An Exploration Of Art And The Brain 這一本年代略久遠,也並沒有走酷炫風,但是乾貨足足。

—— 以下是原回答,以下全家都是原回答 ——

Color is my day-long obsession, joy and torment.
— Claude Monet

今夜,我要隆重推出Neuroaesthetics神經美學的修破斯噠(Super Star)就是 ——

  • 莫奈名畫《日出·印象》中的太陽為何消失了!

圖片來源:維基百科 Impression, Sunrise

於是你在上圖(原畫的黑白版本)找呀找呀,就是找不到...太陽呢。你說我以前明明印象中有看過的呀,現在怎麼看不到了。你說你感到萬分沮喪,甚至開始懷疑人生。呵呵,這其實是莫奈大師獨到的繪畫技巧呢(捂臉...一般人我不告訴他)。所以,遠在1872年誕生的這幅作品中,究竟隱藏了什麼不為大眾所知的秘密?神經美學又能揭示人類大腦怎樣的加工方式?

現在是時候推出 equiluminance(同等亮度)這個概念了。除去電腦顯示器/手機屏幕顯色差異等等以外,理論上下圖上方的紅色與綠色的亮度是相同的。為了說明它們真的等亮這一點,圖下方將其去除飽和度(將彩色轉換成灰階)以後,你會看到那耀眼的綠字,好像憑空蒸發了一樣!

圖片來源:Color, Color in the Brain in &< Vision Art: Neuroscience 320 at Wellesley College &>在那個還沒有系統研究大腦是如何進行視覺加工的年代,機智如莫奈大師,竟已將不同顏色的等亮效應作用於《日出·印象》!一句話總結:畫家莫奈不僅是色彩大師,還是視覺達人喲。以下鏈接里可以將整幅畫在色彩度(彩色——黑白)上任意調節,大家有興趣可以去玩~ 在黑白狀態下,因為太陽與雲彩等亮度,所以不見啦。也有說法將黑白版的《日出·印象》算做「高級灰」,不過敝人不是專業學畫畫的,給個定義和鏈接供大家參考 為什麼一張好的畫「高級灰」佔據了畫面大部分? - 設計

高級灰:在水粉畫中高級灰特指 一個色系或一組色 色彩經過調合 純度通常偏低 給人的感覺和諧 而不是單獨一個色兒 因為色彩的運用關鍵在於搭配 沒有一個色是獨立存在。它柔和,平靜,穩重,和諧,統一,不強烈,不刺眼,沒有衝突,色彩內含的元素是複雜的而非單純的。百度百科)

效果示例圖如下 Claude Monet"s Impression Sunrise

圖片來源:Claude Monet"s Impression Sunrise最後我簡單說下,看似酷炫的equiluminance,玩的就是大腦中腹側通路與背側通路加工方式的不同。簡單的說,我們的視覺信息從視網膜傳送到枕葉的初級視覺皮層以後,走了個並不孤單的」分開旅行「。

  • 背側通路(dorsal pathway):從枕葉的初級視皮層(V1)通向頂葉,主要負責加工深度知覺,物體空間位置以及相關的運動控制等等,所以也被稱為空間通路Where pathway)。
  • 腹側通路(ventral pathway):從枕葉的初級視皮層(V1)通向顳葉,主要負責顏色加工,物體(人臉)識別等等,所以也被稱為「內容通路」(What pathway)

圖片來源:On the usefulness of 『what』 and 『where』 pathways in vision
On the usefulness of 『what』 and 『where』 pathways in vision

Neuroaesthetics神經美學在這裡直觀地告訴我們顏色與明度在大腦中是分開加工的。在《日出·印象》中,當太陽與雲彩只有色彩對比而沒有亮度對比的時候,顏色信息在腹側通路加工(「色盲」的背側通路),而同等亮度的太陽與雲彩卻讓擅明暗與運動的背側通路超級迷惑,所以就導致了知覺上太陽有一種冉冉升起的動態美感(尤其是當你不只盯著太陽看的時候),有意思吧!如果覺得這裡小圖效果不明顯的話請移玉步飛去巴黎看原畫。

唔,還有一幅,莫奈廣為人知的Poppies, Near Argenteuil《亞嘉杜的罌粟花田》中也運用了同樣的equiluminance技巧。草地上嬌艷欲滴的罌粟花們怎麼也不見了?莫奈大師~我最懂你!

圖片來源:Claude Monet"s Poppies, Near Argenteuil________________________________________
今晚先說這麼多吧。劇透下之後會在專欄里出現的

  • 遠看是瑪麗蓮·夢露,近看居然是...愛因斯坦?!

(敬請關注 通往心靈中央的旅程 - 知乎專欄)

圖片來源:TINA LIU原創課件(原創不易,記得點贊)
還有Salvador Dali(薩爾瓦多·達利)這幅高能之作《加拉注視地中海,從20米遠看變成林肯畫像》 這兩年去佛州開會都會到Tampa的達利博物館看這幅作品,百看不膩。

圖片來源:又是TINA LIU原創課件(原創不易,記得點贊)


一直在研究視覺紋理美學情感感知(國家自然科學基金項目),今天感覺找到了組織。認真拜讀了三位提供的問題,希望能夠什麼交流!


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