Katedra Informatyki Stosowanej, UMK Toruń Neurohistoria sztuki? Włodzisław Duch Katedra Informatyki Stosowanej, UMK Toruń Google: W. Duch Neurohistoria sztuki, Toruń 20.06.2013

Zdumiewająca hipoteza „Zdumiewająca hipoteza brzmi: Ty, Twoje radości i smutki, Twoje wspomnienia i ambicje, Twoje poczucie tożsamości i wolna wola, nie są w rzeczywistości niczym innym niż sposobem, w jaki zachowuje się ogromny zbiór komórek nerwowych i związanych z nim cząsteczek” Francis Crick, „Zdumiewająca hipoteza”, 1997. Lapidarnie: Umysł jest tym, co robi mózg. Widzimy świat? Maja! Widzenie jest interpretacją stanów kory wzrokowej własnego mózgu przez inne obszary tego mózgu. Świadczą o tym złudzenia optyczne, zmiany percepcji w wyniku uszkodzeń mózgu, halucynacje, sny, ślepota na zmiany ... Widzimy tylko stany swojego mózgu! Sztuka ma wywołać pobudzenia mózgu, które są w jakiś sposób intersujące, przyciągające uwagę, co zależy od memów w mózgu.

Neuronalny determinizm Ogranicza nas genetyczny i neuronalny determinizm. Neuronalny determinizm: wynik doświadczeń życiowych, wychowania, prania mózgu, jak i predyspozycji. „Przychodzi mi do głowy” = aktywność neuronalna. Genetyczny determinizm tylko częściowo wpływa na neuronalny.

Memy i neurony Memy to granule informacji, a więc odpowiadają im wzorce aktywacji mózgu, struktury istniejące tylko chwilowo, aktualizujące potencjalne stany mózgu, istniejące w krótkim czasie, w wyniku pobudzenia (neurodynamiki) substratu, jakim jest mózg, podobnie jak w cymatyce. Memy: atraktory neurodynamiki sieci neuronów (i innych struktur) mózgu. Teoria memów jak i teoria ewolucji są szczególnymi przypadkami teorii procesów twórczych D.T. Campbella (1960). Twórcze procesy - ewolucyjne, kulturowe, indywidualne - wymagają dwóch kroków: wyobraźni, opartej na ślepych (z punktu widzenia celu) kombinacjach elementów (blind-variation), oraz selekcji interesujących (przydatnych) kombinacji (selective-retention), stąd nazwa BVSR tej teorii. Mózgi dają przestrzeń neuronalną, w której możliwa jest ślepa wariancja, powstawanie kombinacji różnych elementów zgodnych z doświadczeniem, które narzuca na ślepe kombinacje strukturę probabilistyczna, nie jest to wiec przypadkowe szukanie, ale oparte na memach.

Siatka pojęciowa - zmienne bodźce Dalsze demonstracje: DemoGNG: http://www.demogng.de/ W normalnych warunkach epizody są dobrze kojarzone.

Szybkie konkluzje Żydzi, masoni, zamachy i inne cuda, memoidy całkiem pokręcony obraz świata, duże „dziury” i proste wyjaśnienia – klastry, „zlewy”, czarne linie łączące niezwiązane ze sobą epizody.

Ale neurohistoria? Neurohistoria sztuki to coś więcej niż neuroestetyka. Wrażenia estetyczne, jak każde inne, wynikają ze specyficznej reakcji mózgu. Materia mózgu to substrat, w którym indywidualne doświadczenie człowieka i kultura, z którą miał styczność, ukształtowały unikalne struktury pozwalające na realizację świata umysłu. „Każde zjawisko, które poznajemy, jest jedynie manifestacją umysłu, który jest substratem wszystkiego”,  „umysł działa jakby na cieniach rzeczy”.  „Surangama Sutra” ( 2-6 wiek?) Sztuka można jedynie przedstawić indywidualne odczuwanie świata. Na to odczuwanie wpływa wiele czynników, historię sztuki trzeba więc rozpatrywać w kontekście kulturowym. Jak silne są to czynniki widać po efekcie placebo, w którym pokazano zmianę reakcji mózgu pod wpływem informacji o cenie czy marce produktu. Dotyczy to zapewne wszystkich wrażeń estetycznych. Nie potrafimy w pełni odebrać starożytnych czy średniowiecznych dzieł sztuki, gdyż nie rozumiemy ich symboliki i nie mamy podobnych skojarzeń jak ówcześnie żyjący ludzie, postrzegamy je więc całkiem inaczej. 

Neurohistoria! Neuroestetyka: nowe nurty w sztuce wynikają z prowadzonej przez artystów eksploracji praw widzenia, własności układu wzrokowego i skojarzonych z nimi stanów emocjonalnych. W tych obszarach prowadzić można eksperymenty naukowe wykorzystując techniki neuroobrazowania aktywności mózgu. Jednakże pełne zrozumienie historii sztuki jest znacznie trudniejsze bo wymagać będzie zrozumienia złożonych reakcji psychicznych, zależnych od neurobiologii, ale i od kontekstu historycznego, kultury, a zwłaszcza wierzeń religijnych oraz funkcji, które spełniać miały dzieła sztuki. Prehistoryczne rysunki w jaskiniach mogły np. służyć oswajaniu lęku przed niebezpiecznymi zwierzętami, pełniły więc rolę wychowawczą podobnie jak średniowieczne obrazy piekieł czy tybetańskie przedstawienia koła życia. Współczesne muzea rzadko pozwalają zanurzyć się we właściwy kontekst, nawet obcowanie ze sztuką sakralną pozwala na to tylko w niewielkim stopniu, gdyż nasz obraz świata całkiem się zmienił. Dlatego neurohistoria sztuki powinna być odrębną dziedziną nauki, syntezą wykorzystującą zarówno wyniki neuroestetyki jak i tradycyjnych teorii.

Niewykorzystane zmysły W najszerszym sensie sztuką jest wszystko, co wywołuje estetyczne wrażenia u jakiegoś odbiorcy – co nieczęsto współcześnie się zdarza ... Przetwarzanie sygnałów z jednej modalności do drugiej daje nowe możliwości wyrazu artystycznego. Klawiatura fortepianu służy przekształcaniu pobudzeń przestrzennych w wibracje dźwiękowe: ruch widza => dźwięki. U niewidomych informacje z kamery => pobudzenia dotykowe pleców lub języka. Dotyk jest mało wykorzystanym zmysłem. Przetwarzanie obrazów czy muzyki na pobudzenia języka lub skóry różnych części ciała (twarzy, palców), może dać ciekawe nowe możliwości. Masaż artystyczny jako odrębna kategoria estetyczna w zasadzie nie istnieje. Można zbudować „dotykotron”, instrument pozwalający wywołujący ciekawe efekty dotykowe, połączone z efektami dźwiękowymi i wizualnymi lub też od nich niezależne.

Neuroestetyka Neuroestetyka poszukuje neurobiologicznych podstaw przeżyć estetycznych. Tworzenie i przyjemność obcowania ze sztuką jest możliwe tylko dzięki istnieniu wspólnych wszystkim ludziom struktur mózgu, odpowiedzialnych za proces widzenia. The Institute of Neuroesthetics, Univ. College London. Semir Zeki: artyści podobnie jak neurolodzy, badają zachowania mózgu swoimi specyficznymi metodami. Badania procesu widzenia przez artystów: Leonardo da Vinci, Piero della Francesca, Brunelleschi, Delacroix, Seurat, Duchamp, Mondrian, Picasso, Braque, Calder, Tinguely ... Neuroestetyka wzbudziła duże zainteresowanie wśród artystów, pragnących wykorzystać nową wiedze dotycząca percepcji i zachowania w swojej pracy.

Neuroestetyka Cele badań w dziedzinie neuroestetyki to: badanie procesów twórczych w sztukach plastycznych, zrozumienie działania mózgu w czasie takich procesów; podkreślanie centralnej roli, jaką pełnia badania nad mózgiem dla zrozumienia natury ludzkiej, przejawiającej się nie tylko w sztuce czy muzyce, lecz również moralności, zachowaniach społecznych i antyspołecznych, moralności, religii i innych dziedzinach wpływających na życie codzienne; zainteresowanie neurobiologów badaniem sztuki jako metody badania organizacji przetwarzania informacji przez mózg; badanie praw percepcji, którym podlega tworzenie sztuki, zarówno na etapie tworzenia jak i oglądania; zrozumienie sztuki w świetle zadań, stojących przed układem wzrokowym, lub ogólnie stojących przed mózgiem, to jest gromadzenia wiedzy o świecie i sposobach jego poznawania.

Wzrok Informacja wizulana rozdziela się już w oku na odrębne kanały: Szlak wielkokomórkowy: trzy typy stożków fotorecepcyjnych o dużych polach recepcyjnych, pobudzenie światłem o szerokim paśmie, niska rozdzielczość przestrzenna, wysoka wrażliwość na kontrast, orientację, szybkie przesyłanie sygnałów, bez informacji o kolorze. Drobnoziarniste komórki, 2 typy stożków fotorecepcyjnych, małe pola recepcyjne, wolno przewodzące aksony, rozpoznają opozycje barw. Kolor, kształt, ruch–odrębne kanały

Najważniejsze prawa percepcji Poszukiwanie prawdy ponad pozorami. Informacje dochodzące do oka bez przerwy się zmieniają w wyniku zmiany odległości, kąta widzenia i oświetlenia, a jednak widzimy stabilny świat, złożony z obiektów o określonej kategorii (np. twarzy). Układ wzrokowy wydobywa z dochodzącego do oka sygnału tylko to, co istotne, podobnie jak artysta próbujący oddać swój sposób widzenia. Abstrahowanie, szukanie istoty, pozwalającej rozpoznać byt. „The whole beauty and grandeur of Art consists ... in being able to get above all singular forms, particularities of every kind [by making out] an abstract idea ... more perfect than any one original.” - John Constable Sposób tworzenia abstrakcji przez mózg jest centralnym problemem badań nad mózgiem, sztuka jest próba eksternalizacji tych abstrakcji.

Kolor W czystej formie: Mondrian. Mieszany z krawędziami, orientacją przestrzenna: sztuka abstrakcyjna, bez rozpoznawania obiektów (większy wysiłek).

Kształt: karykatury

Ruch: sztuka kinetyczna Próba stymulacji wybranych obszarów układu wzrokowego. Optymalna stymulacja obszarów V5 reagujących na ruch, z minimalną stymulacją pozostałych obszarów.

8 praw Ramachandrana Czy istnieją „reguły” sztuki pozwalające zrozumieć dlaczego pewne reprezentacje graficzne wydają się nam piękne i interesujące? Dlaczego takie reguły pojawiły się w takiej a nie innej formie w procesie ewolucji? Jakie struktury mózgu są w to zaangażowane? Uwypuklanie elementów, różnic, widoczne w sztuce pierwotnej i karykaturach, wynikające z zasady „wzmacniania różnic”. Izolowanie pojedynczych modów wzrokowych (kształt, kolor, kinestetyka), sprzyja większemu skupieniu uwagi. Grupowanie percepcyjne (Gestalt) pozwalające na segmentację obiektów od tła i abstrakcyjne relacje podobieństwa. Wzmacnianie przez kontrast, linię, rysunek, kolor. Wyzwania dla percepcji, nieoczywiste grupowanie. Unikanie nienaturalnych punktów widzenia i przypadkowych koincydencji konturów. Aluzje i metafory zwiększają zainteresowanie. Symetria jest atrakcyjna.

Punkty widzenia Co jest interesujące dla układu wzrokowego? Naturalne tekstury – łatwe, relaksujące; złudzenia - trudniejsze, ale intrygujące; złożone - ciekawe.

Statystyka obrazów Uśrednione obrazy, 100 w każdej kategorii – rozmazana pamięć? „Voyage without limits” Loyd Henriksen.

Muzyka z obrazów Czy można komponować muzykę w odpowiednim nastroju do obrazów? Przykład: fiński metakompozytor Lauri Gröhn: http://www.synestesia.fi/ „Dlaczego to robię? Chcę pokazać, że w przyszłości komputery będą komponować nie gorzej niż ludzie ... „ Turku Archipelago, Fog, Sakura – całkiem interesujące kompozycje! Czy komputer może „czuć” muzykę? Greta próbuje ...

Sztuka generatywna „Generative art” ma swoją stronę w Wikipedia http://en.wikipedia.org/wiki/Generative_art http://www.random-art.org http://www.solaas.com.ar/dreamlines/p5/ http://www.jhlabs.com/java/art.html Yuki Terai, śpiewająca animka, jest idolem w Japonii! http://www.teraiyuki.net/index1.html

Aaron – malarz Harold Cohen zadał pytanie: Jakie minimalne wymagania musi spełniać zbiór znaków graficznych by funkcjonować jako obraz? Czy da się zakodować zasady takich znaków w programie komputerowym?

Aaron – malarz Meeting On Gauguin's Beach, Aaron, with Decorative Panel, Olej, 1988 Olej 1992