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現在是三點鐘 - 你正在工作，在下午的平靜期間努力集中註意力。 你凝視著你的辦公室窗戶，希望有所緩解，但你會感到頭疼。 街道上有扁平的灰色混凝土，而窗戶在鮮明的磚牆上形成了重複的玻璃間隔。 只要眼睛能看到單調的直線，你的目光就無處可尋。 這似乎是一個膚淺的問題，但是 我們的研究 已經發現，觀看城市景觀可能會讓你頭疼。

數万年來，人類的大腦進化到有效地處理來自自然界的場景。 但是城市叢林對大腦構成了更大的挑戰，因為它包含了重複的模式。 數學家Jean-Baptiste Joseph Fourier表明，我們可以將場景視為由不同大小，方向和位置的條紋圖案組成，所有這些都加在一起。 這些模式稱為傅里葉分量。

在本質上，作為一般規則，具有低空間頻率（大條紋）的組件具有高對比度並且具有高頻率（小條紋）的組件具有較低的對比度。 我們可以將這種空間頻率和對比度之間的簡單關係稱為“自然規律”。 簡而言之，來自大自然的場景具有相互抵消的條紋，因此當加在一起時，圖像中不會出現條紋。

傷害著看

但是，城市環境中的場景並非如此。 城市場景打破了自然規律：由於常見的設計功能，如窗戶，樓梯和欄杆，它們往往具有規則，重複的圖案。 在自然界中很少發現這種常規模式。

由於城市建築的重複模式打破了自然規律，人類大腦更難以有效地處理它們。 而且因為城市景觀不容易處理，所以看起來不那麼舒服。 一些圖案，例如門墊，地毯和自動扶梯樓梯踏板上的條紋 可以觸發 頭痛甚至癲癇發作。

我們通過測量大腦處理自然和城市場景圖像的效率來得出這些結論。 有兩種衡量效率的方法; 首先是構建神經細胞計算我們所看到的方式的簡單計算機模型。

一個型號 由Paul Hibbard（埃塞克斯大學）和Louise O'Hare（林肯大學）建造， 和其他 在聖安德魯斯大學 Olivier Penacchio 和同事們。 兩種模型都表明，當大腦處理背離自然規律的圖像時，神經細胞的活動會增加，並且稀疏分佈也會變得不那麼簡單。 換句話說，這樣的圖像需要更多的努力才能讓大腦處理。

為 我們自己的研究Olivier和我設計了一個計算機程序來測量圖像如何符合自然規律。 在運行程序之後，我們發現離開自然規則可以預測人們在任何給定圖像中看到它是多麼不舒服 - 無論是建築物的圖像還是藝術品。

然後，我們分析了公寓樓的圖像，發現在過去的100年中，建築物的設計越來越遠離自然規律; 越來越多的條紋出現在十年之內，使建築物看起來越來越不舒服。

哦？喜悅

測量大腦視覺過程效率的另一種方法是測量位於頭後部的大腦視覺部分使用的氧氣量。 當大腦使用氧氣時，它會改變顏色。 我們可以通過將紅外線照射到頭皮上來測量這些變化，並測量從大腦和頭骨反彈回來的散射光。 通常，當人們看到不舒服的圖像（例如城市場景）時，氧氣的使用會更多。

我們發現，自然規則不僅可以預測計算機模型所暗示的不適程度，而且還可以預測 多少氧氣 被大腦使用。 也就是說，當我們看到偏離規則的場景時，我們的大腦會使用更多的氧氣。 由於頭痛往往與過量的氧氣使用有關，這可以解釋為什麼有些設計讓我們頭疼。

患偏頭痛的人特別容易受到重複模式的不適; 這些模式增加了氧氣的使用（在那些患有偏頭痛的人身上） 已經異常高了）。 這種模式可能導致頭痛，可能因此而產生。 事實上，一些患有偏頭痛的人無法在某些現代辦公室工作，因為這些模式每次進入建築物時都會讓人頭疼。

也許現在是將自然規則納入用於設計建築物和辦公室的軟件的時候了。 或者室內設計師可以改變他們安裝的牆壁設計，百葉窗和地毯，以避免在室內添加更多條紋。 當然，一些重複模式是模塊化構造的不可避免的結果。 但是很多條紋都是不必要的，只是作為設計特徵 - 引人注目。 不幸的是，他們也可能最終擊中頭部。

關於作者

Arnold J Wilkins，心理學教授， 埃塞克斯大學

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