以前所未有的方式通过精美艺术品看大脑

在年度神经科学艺术大赛中,大脑的复杂性跃然纸上

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

FND 故事艺术项目部分作品的照片。

安德鲁·J·布鲁克斯

人体最复杂和最令人着迷的器官的图像通常从未走出实验室。荷兰神经科学研究所的年度神经科学艺术大赛最初是为了窥探这个看不见的世界。年复一年,提交的作品描绘了大脑血管和神经元缠结的细节,揭示了艺术和科学领域交叉的美丽。现在是第十二年,比赛引起了更深层次的共鸣,许多艺术家挑战了我们对大脑的思考方式。

今年的组织者要求提交的作品仅与最广泛意义上的神经科学领域相关。比赛从 150 多份提交的作品中评选出 1 名获胜者、4 名荣誉提名和 2 名编辑精选。

一些提交的作品仍然是纯粹的科学,证明大脑本身就是一件艺术品。无论是描绘细丝状缠结神经元的微观图像,还是处于失衡状态的病变神经元,这些作品都为我们提供了罕见的机会,一窥大脑研究的技术成果。其他提交的作品则不那么字面地代表大脑的内部运作,而是试图展示复杂疾病的真实后果或挑战长期存在的社会信仰。神经科学可能仍然发生在实验室中,但人类思维的可视化与我们自身一样广阔。


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获奖作品

FND 故事艺术项目的各种艺术品照片。图片来源:安德鲁·J·布鲁克斯

FND 故事
作者:安德鲁·布鲁克斯

独立艺术家、爱丁堡大学建筑学导师安德鲁·布鲁克斯说,患有功能性神经障碍(FND)的人将患病体验描述为“令人沮丧、使人衰弱且不被理解”。布鲁克斯使用无声视频、基于文本的 AI 分析以及纸上的墨水和金箔组合,来引起人们对这种几个世纪以来医生一直难以描述的疾病的关注。

根据一个类比,如果你的大脑是一台计算机,功能性神经障碍不是由硬件损坏引起的,而是由软件故障引起的。由于没有具体的测试来识别这种疾病,没有明显的症状,也没有单一的治疗方法,FND 在历史上一直被误诊为神经系统疾病、转换障碍甚至“癔症”。有些人可能会出现癫痫发作、肢体功能丧失、抽搐、面部痉挛、言语困难以及听力和视力丧失。压力和创伤是人们可能患上 FND 的部分原因,但这些经历并非主要驱动因素。相反,这种使人衰弱的疾病源于大脑功能和信息处理的异常,以及大脑中的通路无法正常运作。

布鲁克斯与这种疾病有个人联系。2015 年,他的妻子在一次自行车事故后被诊断出患有这种疾病。在随后的善后和治疗中,布鲁克斯感到有必要创作一些作品来展示患有这种不被理解的疾病的人们的现实和情感体验。

在与 6 名患有 FND 的参与者进行面对面访谈时,布鲁克斯大声朗读了他们最喜欢的童年故事——例如,《傲慢与偏见》、苏斯博士的书或家庭成员写的诗集——并拍摄了他们的反应。读完故事后,他与每位参与者进行了关于患病生活的长时间对话。最终的作品是一段去除了声音的互动视频。“你可以看到他们只是在反应或说话,目的是在肢体语言层面上与他们建立联系,”布鲁克斯说。

然后,布鲁克斯通过数据和文本挖掘软件运行录像带,并提取了参与者在谈论患病生活时使用的 3000 多个单词。他发现,共现次数最多或最常一起使用的词语指向了这种疾病的心理负担:精神健康、糟糕的一天和美好的一天。

布鲁克斯说,参与者感到欣慰的是,他们知道其他人也在经历与这种疾病相关的情绪和感受。一位看过展览的人在 X(前身为 Twitter)上写道,他 15 年来的悲伤和羞耻感都消失了。“这真的让我震惊,”布鲁克斯说。“反响比我预期的还要强烈。”

荣誉提名

火星人孵化实验室
作者:陈洪禄

火星人长什么样?几十年来,各种皮肤呈绿色、眼睛像昆虫、肢体纤细的生物一直主导着流行文化对火星生命的解读。甚至在好莱坞想象出第一个银幕外星人之前,关于火星的神话就与宗教、民间传说和早期的科学探索交织在一起。但笼罩在红色星球上的神秘感不仅仅源于好奇心;艺术家陈洪禄认为,人类对神话居民的迷恋反映了我们内心对“他者”的恐惧,火星人孵化实验室的幕后艺术家陈洪禄说道。

陈洪禄的作品融合了神经科学和心理意象,是一段 20 分钟的冥想,引导参与者寻找他们的“内在火星”。陈洪禄说,这种练习深入研究了人类和外星人之间复杂的关系,并揭示了外星人的概念始于内心。

冥想要求参与者想象自己置身于火星的环境和大气中,使用对该行星富含二氧化碳的空气、冰冻温度和沙尘暴的描述。“如果你成为尘埃的一部分,也许你可以更尊重这颗行星,”陈洪禄解释道。

在整个体验过程中,脑电图 (EEG) 电极会捕捉参与者的神经反馈,然后要求参与者解释使用数据创建的声音和动态图形。

陈洪禄将火星描述为最受污名化的行星——第一个邪恶外星人源于人类想象的地方。他说,“邪恶和侵略性”火星人的想法仍然渗透到现代科学和媒体对这颗行星的描述中。

陈洪禄反思了西方殖民主义的根基以及我们未来居住火星计划的剥削意图,他说,这些想象中的“他者”反映了我们自身的偏见和恐惧。“为了重塑一个更具包容性的未来,我认为我们真的需要审视和分析所有这些外星人的创造者,即人类的思维,”陈洪禄说。

荣誉提名

图片来源:巴特·鲁特斯

被遗忘的神经科学巨匠
作者:巴特·鲁特斯

无论是俯身显微镜前还是挥舞手术刀,过去的科学家们都进行了经年累月的研究和实验,这些研究和实验构成了我们对大脑的了解。

但是,那些实验背后的人——他们的细胞在镜头下被放大,他们的身体或自愿或非自愿地被置于刀下——常常被排除在这些伟大成就的集体记忆之外。

《被遗忘的神经科学巨匠》的幕后艺术家巴特·鲁特斯说,作为一名医学史学家,他在科学实验的档案中遇到了无数患者的照片。“突然间,你意识到,哇,这些人是真实存在的,”鲁特斯说。“我们对真实的生活以及经常非常虚弱、生病、受苦的人进行了实验。”

鲁特斯根据在荷兰档案馆中发现的患者真实图像创作了一系列肖像,但故意改变了患者的特征以保护匿名性。

鲁特斯使用混合媒介,将患者的特征拼凑在医生和科学家潦草写下的笔记背景中。这些笔记来自真实的患者档案,但与肖像中描绘的人无关。通过将肖像制成拼贴画,这些作品表明,创造历史是一个主观过程。“就像拼图一样,我们从不同的角度将[它]拼凑在一起,这使我们能够反思过去,但永远无法像过去那样重建过去,”鲁特斯说。

鲁特斯的作品旨在通过讲述那些不被认为值得历史关注的人的故事来“恢复医学史上失落的声音”。

“我们只庆祝成就,而忘记了这依赖于许多人的合作,”鲁特斯说。

荣誉提名

Plassein,2022
作者:亚历山德拉·达文波特

Plassein 源于古希腊语,意思是“塑造或成形”,是英国伯明翰的舞蹈演员和艺术家亚历山德拉·达文波特对神经可塑性进行编舞诠释的基础。达文波特对她作品中的重组、适应和成长着迷,她在开发该序列时受到了大脑可塑性的启发。

达文波特说,大脑作为一个固定实体的想法在整个科学史上一直存在。“你在生活中会达到一个点,然后就像,好吧,这就是你的大脑,它永远都是这样,”她说。“但实际上,神经可塑性告诉我们,情况恰恰相反。”

表演者从手臂交织在一起开始,低头蹲在地上。随着每次镜头转动,舞者的手臂从一个人转移到另一个人,他们的身体最终聚集成一团乱七八糟的肢体。在表演的后期,舞者开始互相镜像对方的动作,在拍摄表演的空旷仓库中面对面站立。

这些动作模仿了大脑的不断转变。“它通过我们的经验形成,”达文波特说。但它也是可塑造的,这意味着我们可以影响大脑的发育方式,她解释道。

摄像机是作品中的另一个角色。它不断变化,在柱子后面移动,然后重新出现,场景已发生变化,舞者已重新定位在地面上。达文波特说,这种拍摄风格让观众猜测随后的动作。

达文波特说,艺术与科学的融合使后者更容易被理解。“神经可塑性非常非常复杂,”她说。“但是你可以运用这些事物的原理,并将它们与人们的日常生活联系起来,帮助他们以不同的方式思考事物。”

荣誉提名

图片来源:露西亚·罗夫莱施。星形胶质细胞终足、神经原纤维缠结和 β-淀粉样蛋白由 BioRender 创建。

阿尔茨海默病之眼
作者:露西亚·罗夫莱施

英国硕士生和独立艺术家露西亚·罗夫莱施受到她对神经退行性疾病诊断研究的启发,希望更仔细地观察眼睛作为大脑的窗口。

罗夫莱施说,对于阿尔茨海默病,正确的诊断需要调查特定的诊断标志物。三个主要关注点是神经原纤维缠结、淀粉样蛋白 β 和脑萎缩。但她说,还有其他特征可能也很重要。其中之一是视网膜的变化。这件艺术品的目的是“鼓励人们更仔细地观察潜在的诊断标志物,这些标志物在想到阿尔茨海默病时可能不会首先想到,”罗夫莱施在一封电子邮件中写道。

编辑精选

图片来源:伦纳德·克莱因(图像/艺术品处理);荷兰神经科学研究所 (NIN)/神经调节和行为小组/伦纳德·克莱因、阿纳斯塔西娅·马尔基迪、鲁道夫·福斯特和英戈·维伦 (数据)

火热的网
作者:伦纳德·克莱因

仔细观察这张图片,你会注意到红色、品红色和黄色的微小卷须在哪里连接。这些是来自大鼠大脑的神经元,在神经解剖学研究中通过显微镜可视化。三种不同的颜色代表不同的神经元亚群。例如,品红色神经元来自大脑的腹侧部分。

编辑精选

图片来源:阿马尔·纳塔拉瓦拉(来自爱丁堡大学进行并由威康信托基金资助的研究)

爆发的神经元
作者:阿马尔·纳塔拉瓦拉

这件作品背后的科学家阿马尔·纳塔拉瓦拉将这张图片中点缀在纹理黑色表面上的细长、火红的橙色线条比作一座活火山。但这些引人注目的黑色、白色和橙色线条实际上代表了培养皿中的帕金森病。

纳塔拉瓦拉将人类干细胞转化为成熟的神经元,并使用路易小体——帕金森病典型脑斑块中发现的蛋白质团块——将它们推入患病状态。在显微镜下可以观察到由蛋白质引起的不平衡,从而更仔细地观察蛋白质如何破坏大脑执行基本功能的能力。

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