Neuroestetyka

Neuroestetyka

Neuroestetyka

Neuroestetyka

Włodzisław Duch

Włodzisław Duch

Katedra Informatyki Stosowanej

Katedra Informatyki Stosowanej

,

,

UMK

UMK

Toruń

Toruń

Google: Duch

Google: Duch

Neuroestetyka, Poznań 22.02.2007

Neuroestetyka, Poznań 22.02.2007

Zdumiewająca hipoteza

Zdumiewająca hipoteza

Zdumiewająca hipoteza

Zdumiewająca hipoteza

•

„

„

Zdumiewająca hipoteza brzmi: Ty, Twoje radości i smutki,

Zdumiewająca hipoteza brzmi: Ty, Twoje radości i smutki,

Twoje wspomnienia i ambicje, Twoje poczucie tożsamości i

Twoje wspomnienia i ambicje, Twoje poczucie tożsamości i

wolna wola, nie są w rzeczywistości niczym innym niż

wolna wola, nie są w rzeczywistości niczym innym niż

sposobem, w jaki zachowuje się ogromny zbiór komórek

sposobem, w jaki zachowuje się ogromny zbiór komórek

nerwowych i związanych z nim cząsteczek”.

nerwowych i związanych z nim cząsteczek”.

Francis Crick, „Zdumiewająca hipoteza, czyli nauka w

Francis Crick, „Zdumiewająca hipoteza, czyli nauka w

poszukiwaniu duszy”, Prószyński i S-ka, Warszawa 1997.

poszukiwaniu duszy”, Prószyński i S-ka, Warszawa 1997.

•

Lapidarnie: Umysł jest tym, co robi mózg.

Lapidarnie: Umysł jest tym, co robi mózg.

•

Widzimy świat? Maja!

Widzimy świat? Maja!

Widzenie jest interpretacją stanów kory wzrokowej

Widzenie jest interpretacją stanów kory wzrokowej

własnego mózgu przez inne obszary tego mózgu.

własnego mózgu przez inne obszary tego mózgu.

•

Świadczą o tym

Świadczą o tym

złudzenia optyczne

złudzenia optyczne

, zmiany percepcji w wyniku

, zmiany percepcji w wyniku

uszkodzeń mózgu, halucynacje, sny, ślepota na zmiany ...

uszkodzeń mózgu, halucynacje, sny, ślepota na zmiany ...

Widzimy tylko stany swojego mózgu!

Widzimy tylko stany swojego mózgu!

Neuroestetyka

Neuroestetyka

Neuroestetyka

Neuroestetyka

•

Neuroestetyka poszukuje neurobiologicznych podstaw

Neuroestetyka poszukuje neurobiologicznych podstaw

przeżyć estetycznych. Tworzenie i przyjemność obcowania ze

przeżyć estetycznych. Tworzenie i przyjemność obcowania ze

sztuką jest możliwe tylko dzięki istnieniu wspólnych

sztuką jest możliwe tylko dzięki istnieniu wspólnych

wszystkim ludziom struktur mózgu, odpowiedzialnych za

wszystkim ludziom struktur mózgu, odpowiedzialnych za

proces widzenia.

proces widzenia.

•

T

T

he

he

I

I

nstitute of

nstitute of

N

N

euroesthetics

euroesthetics

,

,

Univ

Univ

.

.

College London.

College London.

Semir Zeki: artyści podobnie jak neurolodzy, badają

Semir Zeki: artyści podobnie jak neurolodzy, badają

zachowania mózgu swoimi specyficznymi metodami.

zachowania mózgu swoimi specyficznymi metodami.

•

Badania procesu widzenia przez artystów:

Badania procesu widzenia przez artystów:

Leonardo

Leonardo

da Vinci,

da Vinci,

Piero della Francesca, Brunelleschi, Delacroix, Seurat,

Piero della Francesca, Brunelleschi, Delacroix, Seurat,

Duchamp, Mondrian

Duchamp, Mondrian

, Picasso, Braque, Calder, Tinguely ...

, Picasso, Braque, Calder, Tinguely ...

•

Neuroestetyka wzbudziła duże zainteresowanie wśród

Neuroestetyka wzbudziła duże zainteresowanie wśród

artystów, pragnących wykorzystać nową wiedze dotycząca

artystów, pragnących wykorzystać nową wiedze dotycząca

percepcji i zachowania w swojej pracy.

percepcji i zachowania w swojej pracy.

Neuroestetyka

Neuroestetyka

Neuroestetyka

Neuroestetyka

Cele badań w dziedzinie neuroestetyki to:

Cele badań w dziedzinie neuroestetyki to:

•

badanie procesów twórczych w sztukach plastycznych,

badanie procesów twórczych w sztukach plastycznych,

zrozumienie działania mózgu w czasie takich procesów

zrozumienie działania mózgu w czasie takich procesów

;

;

•

podkreślanie centralnej roli, jaką pełnia badania nad mózgiem

podkreślanie centralnej roli, jaką pełnia badania nad mózgiem

dla zrozumienia natury ludzkiej, przejawiającej się nie tylko w

dla zrozumienia natury ludzkiej, przejawiającej się nie tylko w

sztuce czy muzyce, lecz również moralności, zachowaniach

sztuce czy muzyce, lecz również moralności, zachowaniach

społecznych i antyspołecznych, moralności, religii i innych

społecznych i antyspołecznych, moralności, religii i innych

dziedzinach wpływających na życie codzienne;

dziedzinach wpływających na życie codzienne;

•

zainteresowanie neurobiologów badaniem sztuki jako metody

zainteresowanie neurobiologów badaniem sztuki jako metody

badania organizacji przetwarzania informacji przez mózg

badania organizacji przetwarzania informacji przez mózg

;

;

•

badanie praw percepcji, którym podlega tworzenie sztuki,

badanie praw percepcji, którym podlega tworzenie sztuki,

zarówno na etapie tworzenia jak i oglądania

zarówno na etapie tworzenia jak i oglądania

;

;

•

zrozumienie sztuki w świetle zadań, stojących przed układem

zrozumienie sztuki w świetle zadań, stojących przed układem

wzrokowym, lub ogólnie stojących przed mózgiem, to jest

wzrokowym, lub ogólnie stojących przed mózgiem, to jest

gromadzenia wiedzy o świecie i sposobach jego poznawania.

gromadzenia wiedzy o świecie i sposobach jego poznawania.

Książki

Książki

Książki

Książki

•

Robert L. Solso

Robert L. Solso

,

,

Cognition and the Visual

Cognition and the Visual

Arts

Arts

.

.

MIT Press (1996)

MIT Press (1996)

•

Semir Zeki, Inner Vision.

Semir Zeki, Inner Vision.

Oxford University Press (1999)

Oxford University Press (1999)

•

C. McManus, Right Hand, Left Hand.

C. McManus, Right Hand, Left Hand.

Weidenfeld & Nicholson (2002)

Weidenfeld & Nicholson (2002)

•

M. Livingstone, Vision and Art.

M. Livingstone, Vision and Art.

Harry N Abrams (2002)

Harry N Abrams (2002)

•

E. Faas, The Genealogy of Aesthetics.

E. Faas, The Genealogy of Aesthetics.

Cambridge University Press (2002)

Cambridge University Press (2002)

Najważniejsze prawa

Najważniejsze prawa

percepcji

percepcji

Najważniejsze prawa

Najważniejsze prawa

percepcji

percepcji

•

Poszukiwanie prawdy ponad pozorami.

Poszukiwanie prawdy ponad pozorami.

Informacje dochodzące do oka bez przerwy się zmieniają w wyniku

Informacje dochodzące do oka bez przerwy się zmieniają w wyniku

zmiany odległości, kąta widzenia i oświetlenia, a jednak widzimy

zmiany odległości, kąta widzenia i oświetlenia, a jednak widzimy

stabilny świat, złożony z obiektów o określonej kategorii (np. twarzy).

stabilny świat, złożony z obiektów o określonej kategorii (np. twarzy).

Układ wzrokowy wydobywa z dochodzącego do oka sygnału tylko to,

Układ wzrokowy wydobywa z dochodzącego do oka sygnału tylko to,

co istotne, podobnie jak artysta próbujący oddać swój sposób

co istotne, podobnie jak artysta próbujący oddać swój sposób

widzenia.

widzenia.

•

Abstrahowanie, szukanie istoty, pozwalającej rozpoznać byt.

Abstrahowanie, szukanie istoty, pozwalającej rozpoznać byt.

„

„

The whole beauty and grandeur of Art consists ... in being able to

The whole beauty and grandeur of Art consists ... in being able to

get above all singular forms, particularities of every kind [by making

get above all singular forms, particularities of every kind [by making

out] an abstract idea ... more perfect than any one original.

out] an abstract idea ... more perfect than any one original.

”

”

-

-

John

John

Constable

Constable

Sposób tworzenia abstrakcji przez mózg jest centralnym problemem

Sposób tworzenia abstrakcji przez mózg jest centralnym problemem

badań nad mózgiem, sztuka jest próba eksternalizacji tych abstrakcji.

badań nad mózgiem, sztuka jest próba eksternalizacji tych abstrakcji.

Wzrok

Wzrok

Wzrok

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

Kolor

Kolor

Kolor

Kolor

W czystej formie: Mondrian.
Mieszany z krawędziami, orientacją przestrzenna: sztuka

abstrakcyjna, bez rozpoznawania obiektów (większy

wysiłek).

Kształt: karykatury

Kształt: karykatury

Kształt: karykatury

Kształt: karykatury

Ruch: sztuka kinetyczna

Ruch: sztuka kinetyczna

Ruch: sztuka kinetyczna

Ruch: sztuka kinetyczna

•

Próba stymulacji wybranych obszarów układu wzrokowego.

Próba stymulacji wybranych obszarów układu wzrokowego.

Optymalna stymulacja obszarów V5 reagujących na ruch, z

Optymalna stymulacja obszarów V5 reagujących na ruch, z

minimalną stymulacją pozostałych obszarów.

minimalną stymulacją pozostałych obszarów.

8 praw Ramachandrana

8 praw Ramachandrana

8 praw Ramachandrana

8 praw Ramachandrana

•

Czy istnieją „reguły” sztuki pozwalające zrozumieć dlaczego pewne

Czy istnieją „reguły” sztuki pozwalające zrozumieć dlaczego pewne

reprezentacje graficzne wydają się nam piękne i interesujące?

reprezentacje graficzne wydają się nam piękne i interesujące?

•

Dlaczego takie reguły pojawiły się w takiej a nie innej formie w

Dlaczego takie reguły pojawiły się w takiej a nie innej formie w

procesie ewolucji?

procesie ewolucji?

•

Jakie struktury mózgu są w to zaangażowane?

Jakie struktury mózgu są w to zaangażowane?

1.

1.

Uwypuklanie elementów

Uwypuklanie elementów

, różnic, widoczne w sztuce

, różnic, widoczne w sztuce

pierwotnej i karykaturach, wynikające z zasady

pierwotnej i karykaturach, wynikające z zasady

„wzmacniania różnic”.

„wzmacniania różnic”.

2.

2.

Izolowanie pojedynczych modów wzrokowych (kształt,

Izolowanie pojedynczych modów wzrokowych (kształt,

kolor, kinestetyka), sprzyja większemu skupieniu uwagi.

kolor, kinestetyka), sprzyja większemu skupieniu uwagi.

3.

3.

Grupowanie percepcyjne

Grupowanie percepcyjne

(Gestalt) pozwalające na

(Gestalt) pozwalające na

segmentację obiektów od tła i abstrakcyjne relacje

segmentację obiektów od tła i abstrakcyjne relacje

podobieństwa.

podobieństwa.

4.

4.

Wzmacnianie przez kontrast, linię, rysunek, kolor.

Wzmacnianie przez kontrast, linię, rysunek, kolor.

5.

5.

Wyzwania dla percepcji

Wyzwania dla percepcji

, nieoczywiste grupowanie.

, nieoczywiste grupowanie.

6.

6.

Unikanie

Unikanie

nienaturalnych punktów widzenia

nienaturalnych punktów widzenia

i

i

przypadkowych koincydencji konturów.

przypadkowych koincydencji konturów.

7.

7.

Aluzje i metafory

Aluzje i metafory

zwiększają zainteresowanie.

zwiększają zainteresowanie.

8.

8.

Symetria jest atrakcyjna.

Symetria jest atrakcyjna.

Punkty widzenia

Punkty widzenia

Punkty widzenia

Punkty widzenia

Co jest interesujące dla układu wzrokowego?

Naturalne tekstury – łatwe, relaksujące;

złudzenia - trudniejsze

, ale intrygujące;

złożone - ciekawe

.

Statystyka obrazów

Statystyka obrazów

Statystyka obrazów

Statystyka obrazów

Uśrednione obrazy, 100 w każdej kategorii –
rozmazana pamięć? „

Voyage without limits

” Loyd

Henriksen.

Aaron – malarz

Aaron – malarz

Aaron – malarz

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

Aaron – malarz

Aaron – malarz

Aaron – malarz

Meeting On Gauguin's Beach,

Aaron, with

Decorative Panel, Olej, 1988

Olej 1992

Sztuka generatywna

Sztuka generatywna

Sztuka generatywna

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

Muzyka z komputera

Muzyka z komputera

Muzyka z komputera

Muzyka z komputera

„Popcorn”, przebój Hot Butter, 1969,
melodia powstała za pomocą komputerowej analizy
wpadających w ucho melodii.

Kompozytor uczy się słuchając i analizując.
Czemu komputer nie mógłby zrobić tego samego? Ale czy tak
samo?

Muzyka algorytmiczna: John Cage, Iannis Xenakis ...
http://en.wikipedia.org/wiki/Algorithmic_music
Lucasfilm Games' gra Ballblazer (1982) używała komputerowej
improwizacji jazzowej, Xbox improwizuje na zadane tematy.

Muzyka generatywna: Brian Eno od 1975 roku!
http://en.wikipedia.org/wiki/Generative_music
Przykłady muzyki generatywnej:
http://jmusic.ci.qut.edu.au/jmMusic.html

Muzyka z obrazów

Muzyka z obrazów

Muzyka z obrazów

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 ...

Polskie słówka

Polskie słówka

Polskie słówka

Polskie słówka

Jeśli przeanalizujemy fonetyczne własności różnych słów i nauczymy się
regularności to możemy szukać skojarzeń do grupy słów; duża "gęstość
semantyczna" oznacza wiele interesujących skojarzeń, interesujące słowa.

Przykład pośredniego etapu radosnego słowotwórstwa sieci
neuronowej:

ardyczulać ardychstronnie, ardywialić ardyklonnie,
ardywializować ardywianacje, argadolić argadziancje,
arganiastość arganastyczna, arganianalność arganiczna,
argasknie argasknika, argulachny argatywista,

argumialent argumiadać argumialenie argumialiwić

argumowny argumofon argumował argumowalność

Czy "argumiadać" to nie piękne słowo?

Argumiada ten, kto argumentuje tak intensywnie, że ujada.

Niewykorzystane zmysły

Niewykorzystane zmysły

Niewykorzystane zmysły

Niewykorzystane zmysły

W najszerszym sensie sztuką jest wszystko, co wywołuje
estetyczne wrażenia u jakiegoś odbiorcy – niestety to się
nieczęsto w sztuce współczesnej 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.