以前所未有的方式透過精美藝術品看大腦

在年度神經科學藝術大賽中,大腦的複雜性躍然紙上

A photograph of part of the artwork of the FND Stories art project.

FND 故事藝術專案部分作品的照片。

安德魯·J·布魯克斯

人體最複雜和最令人著迷的器官的影像通常從未走出實驗室。荷蘭神經科學研究所的年度神經科學藝術大賽最初是為了窺探這個看不見的世界。年復一年,提交的作品描繪了大腦血管和神經元纏結的細節,揭示了藝術和科學領域交叉的美麗。現在是第十二年,比賽引起了更深層次的共鳴,許多藝術家挑戰了我們對大腦的思考方式。

今年的組織者要求提交的作品僅與最廣泛意義上的神經科學領域相關。比賽從 150 多份提交的作品中評選出 1 名獲勝者、4 名榮譽提名和 2 名編輯精選。

一些提交的作品仍然是純粹的科學,證明大腦本身就是一件藝術品。無論是描繪細絲狀纏結神經元的微觀影像,還是處於失衡狀態的病變神經元,這些作品都為我們提供了罕見的機會,一窺大腦研究的技術成果。其他提交的作品則不那麼字面地代表大腦的內部運作,而是試圖展示覆雜疾病的真實後果或挑戰長期存在的社會信仰。神經科學可能仍然發生在實驗室中,但人類思維的視覺化與我們自身一樣廣闊。


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獲獎作品

FND 故事藝術專案的各種藝術品照片。圖片來源:安德魯·J·布魯克斯

FND 故事
作者:安德魯·布魯克斯

獨立藝術家、愛丁堡大學建築學導師安德魯·布魯克斯說,患有功能性神經障礙(FND)的人將患病體驗描述為“令人沮喪、使人衰弱且不被理解”。布魯克斯使用無聲影片、基於文字的 AI 分析以及紙上的墨水和金箔組合,來引起人們對這種幾個世紀以來醫生一直難以描述的疾病的關注。

根據一個類比,如果你的大腦是一臺計算機,功能性神經障礙不是由硬體損壞引起的,而是由軟體故障引起的。由於沒有具體的測試來識別這種疾病,沒有明顯的症狀,也沒有單一的治療方法,FND 在歷史上一直被誤診為神經系統疾病、轉換障礙甚至“癔症”。有些人可能會出現癲癇發作、肢體功能喪失、抽搐、面部痙攣、言語困難以及聽力和視力喪失。壓力和創傷是人們可能患上 FND 的部分原因,但這些經歷並非主要驅動因素。相反,這種使人衰弱的疾病源於大腦功能和資訊處理的異常,以及大腦中的通路無法正常運作。

布魯克斯與這種疾病有個人聯絡。2015 年,他的妻子在一次腳踏車事故後被診斷出患有這種疾病。在隨後的善後和治療中,布魯克斯感到有必要創作一些作品來展示患有這種不被理解的疾病的人們的現實和情感體驗。

在與 6 名患有 FND 的參與者進行面對面訪談時,布魯克斯大聲朗讀了他們最喜歡的童年故事——例如,《傲慢與偏見》、蘇斯博士的書或家庭成員寫的詩集——並拍攝了他們的反應。讀完故事後,他與每位參與者進行了關於患病生活的長時間對話。最終的作品是一段去除了聲音的互動影片。“你可以看到他們只是在反應或說話,目的是在肢體語言層面上與他們建立聯絡,”布魯克斯說。

然後,布魯克斯透過資料和文字挖掘軟體執行錄影帶,並提取了參與者在談論患病生活時使用的 3000 多個單詞。他發現,共現次數最多或最常一起使用的詞語指向了這種疾病的心理負擔:精神健康、糟糕的一天和美好的一天。

布魯克斯說,參與者感到欣慰的是,他們知道其他人也在經歷與這種疾病相關的情緒和感受。一位看過展覽的人在 X(前身為 Twitter)上寫道,他 15 年來的悲傷和羞恥感都消失了。“這真的讓我震驚,”布魯克斯說。“反響比我預期的還要強烈。”

榮譽提名

火星人孵化實驗室
作者:陳洪祿

火星人長什麼樣?幾十年來,各種皮膚呈綠色、眼睛像昆蟲、肢體纖細的生物一直主導著流行文化對火星生命的解讀。甚至在好萊塢想象出第一個銀幕外星人之前,關於火星的神話就與宗教、民間傳說和早期的科學探索交織在一起。但籠罩在紅色星球上的神秘感不僅僅源於好奇心;藝術家陳洪祿認為,人類對神話居民的迷戀反映了我們內心對“他者”的恐懼,火星人孵化實驗室的幕後藝術家陳洪祿說道。

陳洪祿的作品融合了神經科學和心理意象,是一段 20 分鐘的冥想,引導參與者尋找他們的“內在火星”。陳洪祿說,這種練習深入研究了人類和外星人之間複雜的關係,並揭示了外星人的概念始於內心。

冥想要求參與者想象自己置身於火星的環境和大氣中,使用對該行星富含二氧化碳的空氣、冰凍溫度和沙塵暴的描述。“如果你成為塵埃的一部分,也許你可以更尊重這顆行星,”陳洪祿解釋道。

在整個體驗過程中,腦電圖 (EEG) 電極會捕捉參與者的神經反饋,然後要求參與者解釋使用資料建立的聲音和動態圖形。

陳洪祿將火星描述為最受汙名化的行星——第一個邪惡外星人源於人類想象的地方。他說,“邪惡和侵略性”火星人的想法仍然滲透到現代科學和媒體對這顆行星的描述中。

陳洪祿反思了西方殖民主義的根基以及我們未來居住火星計劃的剝削意圖,他說,這些想象中的“他者”反映了我們自身的偏見和恐懼。“為了重塑一個更具包容性的未來,我認為我們真的需要審視和分析所有這些外星人的創造者,即人類的思維,”陳洪祿說。

榮譽提名

圖片來源:巴特·魯特斯

被遺忘的神經科學巨匠
作者:巴特·魯特斯

無論是俯身顯微鏡前還是揮舞手術刀,過去的科學家們都進行了經年累月的研究和實驗,這些研究和實驗構成了我們對大腦的瞭解。

但是,那些實驗背後的人——他們的細胞在鏡頭下被放大,他們的身體或自願或非自願地被置於刀下——常常被排除在這些偉大成就的集體記憶之外。

《被遺忘的神經科學巨匠》的幕後藝術家巴特·魯特斯說,作為一名醫學史學家,他在科學實驗的檔案中遇到了無數患者的照片。“突然間,你意識到,哇,這些人是真實存在的,”魯特斯說。“我們對真實的生活以及經常非常虛弱、生病、受苦的人進行了實驗。”

魯特斯根據在荷蘭檔案館中發現的患者真實影像創作了一系列肖像,但故意改變了患者的特徵以保護匿名性。

魯特斯使用混合媒介,將患者的特徵拼湊在醫生和科學家潦草寫下的筆記背景中。這些筆記來自真實的患者檔案,但與肖像中描繪的人無關。透過將肖像製成拼貼畫,這些作品表明,創造歷史是一個主觀過程。“就像拼圖一樣,我們從不同的角度將[它]拼湊在一起,這使我們能夠反思過去,但永遠無法像過去那樣重建過去,”魯特斯說。

魯特斯的作品旨在透過講述那些不被認為值得歷史關注的人的故事來“恢復醫學史上失落的聲音”。

“我們只慶祝成就,而忘記了這依賴於許多人的合作,”魯特斯說。

榮譽提名

Plassein,2022
作者:亞歷山德拉·達文波特

Plassein 源於古希臘語,意思是“塑造或成形”,是英國伯明翰的舞蹈演員和藝術家亞歷山德拉·達文波特對神經可塑性進行編舞詮釋的基礎。達文波特對她作品中的重組、適應和成長著迷,她在開發該序列時受到了大腦可塑性的啟發。

達文波特說,大腦作為一個固定實體的想法在整個科學史上一直存在。“你在生活中會達到一個點,然後就像,好吧,這就是你的大腦,它永遠都是這樣,”她說。“但實際上,神經可塑性告訴我們,情況恰恰相反。”

表演者從手臂交織在一起開始,低頭蹲在地上。隨著每次鏡頭轉動,舞者的手臂從一個人轉移到另一個人,他們的身體最終聚整合一團亂七八糟的肢體。在表演的後期,舞者開始互相映象對方的動作,在拍攝表演的空曠倉庫中面對面站立。

這些動作模仿了大腦的不斷轉變。“它透過我們的經驗形成,”達文波特說。但它也是可塑造的,這意味著我們可以影響大腦的發育方式,她解釋道。

攝像機是作品中的另一個角色。它不斷變化,在柱子後面移動,然後重新出現,場景已發生變化,舞者已重新定位在地面上。達文波特說,這種拍攝風格讓觀眾猜測隨後的動作。

達文波特說,藝術與科學的融合使後者更容易被理解。“神經可塑性非常非常複雜,”她說。“但是你可以運用這些事物的原理,並將它們與人們的日常生活聯絡起來,幫助他們以不同的方式思考事物。”

榮譽提名

圖片來源:露西亞·羅夫萊施。星形膠質細胞終足、神經原纖維纏結和 β-澱粉樣蛋白由 BioRender 建立。

阿爾茨海默病之眼
作者:露西亞·羅夫萊施

英國碩士生和獨立藝術家露西亞·羅夫萊施受到她對神經退行性疾病診斷研究的啟發,希望更仔細地觀察眼睛作為大腦的視窗。

羅夫萊施說,對於阿爾茨海默病,正確的診斷需要調查特定的診斷標誌物。三個主要關注點是神經原纖維纏結、澱粉樣蛋白 β 和腦萎縮。但她說,還有其他特徵可能也很重要。其中之一是視網膜的變化。這件藝術品的目的是“鼓勵人們更仔細地觀察潛在的診斷標誌物,這些標誌物在想到阿爾茨海默病時可能不會首先想到,”羅夫萊施在一封電子郵件中寫道。

編輯精選

圖片來源:倫納德·克萊因(影像/藝術品處理);荷蘭神經科學研究所 (NIN)/神經調節和行為小組/倫納德·克萊因、阿納斯塔西婭·馬爾基迪、魯道夫·福斯特和英戈·維倫 (資料)

火熱的網
作者:倫納德·克萊因

仔細觀察這張圖片,你會注意到紅色、品紅色和黃色的微小卷須在哪裡連線。這些是來自大鼠大腦的神經元,在神經解剖學研究中透過顯微鏡視覺化。三種不同的顏色代表不同的神經元亞群。例如,品紅色神經元來自大腦的腹側部分。

編輯精選

圖片來源:阿馬爾·納塔拉瓦拉(來自愛丁堡大學進行並由威康信託基金資助的研究)

爆發的神經元
作者:阿馬爾·納塔拉瓦拉

這件作品背後的科學家阿馬爾·納塔拉瓦拉將這張圖片中點綴在紋理黑色表面上的細長、火紅的橙色線條比作一座活火山。但這些引人注目的黑色、白色和橙色線條實際上代表了培養皿中的帕金森病。

納塔拉瓦拉將人類幹細胞轉化為成熟的神經元,並使用路易小體——帕金森病典型腦斑塊中發現的蛋白質團塊——將它們推入患病狀態。在顯微鏡下可以觀察到由蛋白質引起的不平衡,從而更仔細地觀察蛋白質如何破壞大腦執行基本功能的能力。

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