Фактор эстетического удовольствия и дискомфорта оказался связан с когнитивной нагрузкой

Канадские учёные из Университета Торонто провели масштабное исследование, результаты которого могут быть полезны педагогическим дизайнерам. Оно выявило такую связь: изображения, кажущиеся людям эстетически приятными, требуют от мозга меньше метаболических (энергетических) затрат.

Проще говоря, мы неосознанно предпочитаем и считаем эстетичными те изображения, которые влекут меньшую когнитивную нагрузку. И наоборот: изображения, которые вызывают эстетический дискомфорт, влекут повышенную нагрузку для мозга. Это подтвердило давнюю теорию о том, что сигналы удовольствия в мозге могут объясняться энергоэффективностью.

Как провели исследование

Во-первых, учёные использовали масштабный набор данных BOLD5000 — это результаты фМРТ, собранные у четырёх испытуемых во время просмотра около 5 тысяч изображений из фотобанков (объекты и сцены из реальной жизни, в том числе природы, интерьеров, людей, предметов). Данные показывали активацию нейронной сети в мозге и уровень кислорода в крови (то есть энергоактивности) при просмотре изображений.

Во-вторых, исследователи показали эти же изображения более 1000 респондентов и просили их оценить визуальное удовольствие от каждой картинки по пятибалльной шкале (1 — совсем не нравится, 5 — очень нравится). Затем полученные оценки усреднили, чтобы получить «рейтинг симпатий» к каждому изображению.

В-третьих, учёные применили компьютерную модель, которая имитировала работу зрительной системы человека — это был «искусственный мозг», обученный распознавать и реагировать на изображения примерно так же, как это происходит в человеческом мозге. Показывая те же картинки этой компьютерной модели, исследователи ещё раз убедились, какие нейроны должны активироваться в человеческом мозге при их просмотре. Логика была такая: чем больше активных нейронов при просмотре, тем выше потребление энергии мозгом, чем меньше активных нейронов при просмотре, тем ниже потребление энергии мозгом.

Наконец, исследователи сопоставили собранные данные и сравнили эстетическую ценность изображений с их «энергоценой» для мозга при восприятии (причём сравнивали как по результатам оценки компьтерной модели, так и по результатам оценки данных реальных фМРТ четырёх испытуемых).

Какие результаты показало исследование

И данные компьютерной модели, и данные реальных фМРТ в сопоставлении с оценкой эстетического удовольствия от просмотра изображений дали схожие результаты: уровень энергозатратности мозга, необходимый для обработки изображений, оказался обратно пропорционален их эстетическим оценкам. Проще говоря, чем больше энергозатрат требовалось мозгу для обработки изображений, тем меньше они нравились человеку, и наоборот: чем меньше энергозатрат требовалось для обработки изображений, тем больше они нравились. Этот эффект учёные объяснили тем, что мозг «любит» экономить свой ресурс — он эволюционно на это настроен.

Иными словами, фактор эстетического удовольствия служит сигналом о том, что мозгу требуется мало ресурсов для обработки этого изображения и наоборот: не нравится — значит, скорее всего, отнимает слишком много ресурсов.

Причём исследование зафиксировало нейронную активности именно в тех областях мозга, которые играют важную роль в обработке визуальных стимулов — визуальной категоризации и распознавании объектов.

Почему это важно для педагогических дизайнеров

Это исследование имеет значение для всех, кто следит за научными данными о когнитивной нагрузке. Напомним, теорию когнитивной нагрузки применяют в том числе для разработки учебных материалов. Она предполагает, что ёмкость рабочей памяти человека ограничена, поэтому разработчикам учебных материалов стоит оптимизировать когнитивные усилия учащихся так, чтобы они уходили на полезную нагрузку (на то, чтобы вникнуть в суть учебной темы и понять её) и не расходовалось на бесполезные отвлекающие факторы. А такими отвлекающими факторами может быть всё, что отнимает ресурсы мозга, не принося пользы. Например, шум за окном учебной аудитории, слишком мелкий и плохо читаемый шрифт в учебных материалах, вынуждающий прилагать усилия для чтения и так далее. Неудачное изображение в учебных материалах тоже может стать таким фактором.

Визуалы в учебных материалах играют важную роль: это могут быть иллюстрации-примеры, схемы, фотоинструкции. Новое исследование даёт сигнал: в визуалах, скорее всего, важна не только содержательность и понятность, но и эстетическая приятность.

Правда, авторы эксперимента подчёркивают, что в их исследовании речь шла о беглом визуальном восприятии изображений, которые не несли в себе какую-то значимую для испытуемых информацию. Реакцию на информативные изображения, которые требуют вдумчивого изучения (например, в процессе обучения), стоит исследовать отдельно. Но в любом случае можно предположить, что забота о приятном дизайне учебных материалов имеет практический смысл, и если учащиеся дают обратную связь об эстетическом дискомфорте от учебных материалов, от этого не стоит отмахиваться — скорее всего, это свидетельствует о лишней когнитивной нагрузке.