Maja ja Sirp / artiklipreemia 2019 nominent

Autor
Marianne Jõgi
Artikkel on avaldatud
arhitektuuriajakirjas MAJA, suvi/sügis 2018 (nr 94)
Fotod
Michael Heilgemeir (Eesti Kaasaegse Kunsti Arenduskeskus)

Jaapani akustiku Yoichi Ando loodud subjektiivse eelistuse teooria eesmärk on uurida, kuidas tekib ruumis rahulolu pakkuv, õppimist ja loovust soodustav helikogemus

Ühel hetkel, kui elu oli otsas ja kõik oli metsas, leidsin end tummade seinte vahelt mõtlemas: mis siis, kui need seinad vastaksid mulle lohutavas ja julgustavas keeles. Sest seda, mis vajas rääkimist, võis tunnistada parema puudumisel ainult seinale. Ja seda, mida oleks kuulda võtnud, poleks saanud öelda ükski inimkeel. Küllap see ülestunnistus on inimlik ja tuttav ka mõnele teisele.

Pikka aega toetus arhitektuurne akustika järelkõlakestusele. Asjaolu, et identse järelkõlakestusega ruumid võisid väga erinevalt kõlada, viis edasiste uuringuteni, mille tulemusel eraldus laias laastus kaks koolkonda Ameerika ja Jaapanisuunas. Esimene huvitub peamiselt helivälja füüsilistest omadustest, teine on integreerinud füüsikaga ka taju-uuringud. Subjektiivse eelistuse teooria on välja töötanud jaapani akustik Yoichi Ando kolleegidega ning selle alusel projekteerinud koostöös arhitektidega mitmeid kontserdisaale Jaapanis

Peter Cariani, neuroteadlane ja ajalise kodeerimise ekspert, selgitab Ando raamatu „Auditory and Visual Sensations“ (2009) eessõnas, et ruumieraldise omaduste ja inimese subjektiivse eelistuse ning selle taustal toimuva ajutegevuse sidumine on osutunud võimalikuks korrelatsioonifunktsioonide kaudu. Nende matemaatiliste võtete võime kirjeldada erinevate stiimulite toimel aktiveerunud närvirakkude tegevust on seotud sisekõrva arhitektuuriga. Erinevatele võnkesagedustele reageerivad erineva pikkusega karvrakud, mis kuulmiselundil (teol) paiknevad, tekitades kuulmisnärvi kiududes signaali piike, mille ajaline muster korreleerub tugevalt stiimuli ajalise struktuuriga sagedusele vastavas asukohas kuulmiselundil. Piikide vahelised intervallid annavad infot stiimuli perioodide kohta alates mitmest kilohertsist kuni võngeteni, mis seostuvad infraheliga, ruumi järelkõlaga, rütmide ja pikemate akustiliste sündmustega. Piigid on otseses seoses stiimuli enda lainekujuga, ja kui koondada kõik statistilised piigid igalt 30 000-lt kuulmisnärvi moodustavalt närvikiult, on võimalik saada analoogkujutis akustilise signaali autokorrelatsioonist ehk enesesarnasusest.

Keerulisse infomassi kutsus edasi süvenema õrn aimdus, et olen sisenemas kvantifitseeritud abstraktsusesse, kohta, kus meie kehalise koe mateeria kohtub matemaatilise vaimuga, mis aitab avada meie kehas toimuvat ning siduda seda meid ümbritseva keskkonnaga.

Lähemal uurimisel hakkas selguma, et nimetatud funktsioon sisaldab endas mitmeid tegureid, mh efektiivset kestust, mis väljendab seda, kui kaua üks periood kordub.

 

Subjektiivse eelistuse teooria alusel keskkonna kavandamine põhineb eelistatud tingimuste loomisel, mis jaotuvad vastavalt vasakus ja paremas ajupoolkeras samaaegselt töödeldud temporaalseteks ja ruumilisteks faktoriteks (Ando, Y. "Auditory and Visual Sensations". Springer, 2009). Alfa lained kummaski ajupoolkeras on seotud autonoomse närvisüsteemiga, mis läbi hormonaalsüsteemi mõjutavad tervist ja aitavad vältida elustressi (ando, Y. "Maximizing Preference and Minimizing Stress of Life". Lambert Academic Publishing, 2018). Inimese unikaalne DNA avaldub keskkonnas isiksusena, mille ülim püsimajäämine avaldub loometegevuses. Elutoetavas keskkonnas loodu kandub edasi ka kolmandasse elufaasi (pärast füüsilise ja vaimse keha kadumist) ja elab edasi kultuuris.

Eelnevast praktikast olin tuttav alfa-rütmi rolliga inimese teadvuse puhkeaja reguleerimisel. Ando uuringute keskmes on samuti just alfa-rütm, sest teistes rütmides subjektiivne eelistus ei kajastuvat.  Subjektiivse tajukogemuse uurimine on indiviidikeskne, antud juhul ka liigipõhine. Uuringutesse kaasatud inimestelt saadud tulemustest kujuneb vahemik, mis väljendab teatud suuruses inimgrupi eelistuste keskmist. Helivälja mõnus nn iseloom on ajule märgiks, et nüüd ta võib end vabaks lasta ja aju kirjutab sellele alla mustriga, mida saame mõõta näiteks elektroentsefalograafiaga (EEG). Seda tulemust omakorda analüüsitakse autokorrelatsiooni funktsiooniga, milles efektiivne kestus näitab seda, kui kaua alfa-rütm ennast ajukoores kordab. Ando ja co üks oluline avastus on, et mida kauem ta seda teeb, seda tugevamalt tunneme eelistust, meeldivust stiimuli suhtes, sealjuures rütmi amplituud ehk tugevus ei mängi rolli eelistuse kujunemisel. Uurimustulemustest nähtus ka, et eelistatud heliväljas viibides hakkas alfa-rütm levima paremast ajupoolkerast vasakusse (EEG-ga mõõdeti siin rahvusvahelise 10–20-süsteemi järgi, mis kirjeldab seda, kuidas elektroodid on mõõtmiste ajal ajukoorele üksteise suhtes asetatud). Magnetoentsefalograafiaga (MEG) läbiviidud uuringud näitasid, et kui kuulajad tajusid eelistatud heliväljas kõnesignaali, kestis alfa-rütm veel suuremal alal ja nende asukohtade vahel ilmnes omakorda kõrgem alfa-rütmi koherents. Need olulised tulemused viisid järelduseni, et suurem osa ajust on eelistatud tingimustes viibides lõõgastunud. Antud juhul viibime heliväljas ja arutleme eelkõige selle parameetrite üle.

Alfa-rütm väljendub subjektiivsetes hinnangutes lõõgastumisega, heaolutundega ning seda seostatakse loovuse ja kõrgema õpivõimega. Sama asja võiks ümber sõnastada ja öelda, et aju mõistab eelnimetatud väärtusi elektriimpulsi tasemel ühena (st signaali olemasoluna). Viimane võib tunduda tühise mõttemõlgutusena, kuid iseennast ja seeläbi üldse inimsust tundma õppides on selles loos taolised enese- ja infopeegeldused korduvad ja olulised. Subjektiivne kogemus on see abstraktne hõljum kõva teadusliku info (nn hard science) ja meie kudede elastsuse ja tundlikkuse vahel, mille omavahel ühildamine meenutab mulle kangesti M.C. Escheri trepistike omavahelisi, kohati tavareaalsusest väljuvaid sõltuvussuhteid. Ando võluvalt lihtsaid ja elutarku kokkuvõtteid tsiteerides aga on teooria selleks, et luua ruumi, milles nautida aja kulgu.

Inimene suudab kahe kõrvaga tajudes heliallikat eristada 1–2-kraadise asimuudi täpsusega, mis vastab umbes 20-mikrosekundilisele interauraalsele (kõrvadevahelisele) heliimpulsi ajavahele. Seda kõrvadevahelist heliallika tuvastamise mehhanismi on peetud isegi nägemismeelest täpsemaks. On ka kirjutatud, et kuulmismeelt peetakse nägemismeelest evolutsiooniliselt vanemaks.

Interauraalse ristkorrelatsiooni koefitsient (interaural crosscorrelation coefficient: IACC) on tegur, mis on Ando ja co uurimuste käigus osutunud kõige tugevamaks subjektiivse eelistuse markeriks. Ühegi teise helivälja iseseisvalt kirjeldava parameetri mõju ajule ei ole sama tugev. Selle abil kirjeldatakse signaali erinevust hetkel, mil ta kahe kõrvani jõuab. Inimene eelistab (kuulaja rollis olles) minimaalset sarnasust ehk teisisõnu võimalikult difuusset helivälja, kus säiliks heliallika tajutav asukoht horisontaalses plaanis ning selle näiv laius (apparent source width: ASW). See on oluline, et teada, kes/mis ja kus mida „ütleb“ – pigem tihti ei tule kontakt üksnes inimkeeles, vaid võib olla leebe lehesahin, lauluga pragunev jääliustik või suvelämbuses ähvardav parm. Evolutsioonilises mõttes võib kujutleda, et selles teguris kohtuvad ohu- ja turvatunne, sest ilma esimest tundmata ei olnud kriitilises situatsioonis võimalik teiseni jõuda. IACC on oluline ka näiteks avalikus ruumis (transpordijaamad, tänavad, jne), kus edastatud info arusaadavus (ka kõne selgus on tihedalt seotud IACC-ga) võib olla seotud inimeste ohutusega.

 

Arhitekt mitte olles kujutan ette, et siseruumi jõudes mõtleb arhitekt esimeseks toimivuse ja pehmete väärtuste, mitte elu ähvardava ohu eemaldamise peale. Seda kõvemat funktsiooni peaks täitma välisseinad, katus, aed, värav. Ent kui nn vaenlane asubki hoopis kõrvade vahel ja arhitektil on võimalik seda eemal hoida?

Interauraalse ristkorrelatsiooni koefitsient ja teda omakorda kinnitav efektiivne kestus ehk aeg, mille aju endale võtab, et nautida talle eluliselt sobivat olustikku, aitaksid siin. Mida pikemalt ajukoores kestab alfa-rütm, seda selgem on subjektiivne eelistus. Eelistustest kumab läbi fundamentaalne side meie neurobioloogilise ellujäämisinstinkti ja esteetika vahel. Mida aju tajub meeldivana, kannab nime ilus. Ilu on vaataja silmades – ja kõrvades, puudutustes, lõhnades, temperatuuris, kõiges, mis läbi tajude meie olemist toetab, lõõgastab, teinekord ka lahti sakutab, et siis vabastada. Eelistuse antitees on stress. Iga impulss tekitab kehas teatud määral stressiseisundi, sest tajud reageerivad signaali mustrimuutusele. Komplekssed signaalid konkreetses keskkonnas loovad terviklikke välju, millega meie aju füsioloogia suhestub, ja neid välju me saame kujundada, et organism ei jääks stressiseisundisse, vaid liiguks tagasi või edasi tervistava rahutunde poole. Nimetatud korrelatsioonifunktsioone saab rakendada praktiliselt ükskõik millise tajumodaalsuse eelistuste uurimiseks. Lisaks heliväljale on Ando uurinud visuaalset materjali, näiteks pulseerivat valgust ja monokromaatiliste puulehemustrite tekstuuri kujutist. Kaks üsna äärmuslikuna näivat tunnetust esteetilise eelistuse ja organismi ellujäämisinstinkti näol omavad palju ühiseid jooni, kui inimest tema tunnete ja liigutustega vaadata elektriimpulsside kehandina, justnagu ülalpool koondusid ühe neuroloogilise signatuuri alla loovusepuhangud, heaolutunne ja rahumeelne ärkvelolek. Näib, et selline on meie sügavaim essents, kui mõõdupuuks on jätkusuutlikkus ja elu.

Tooksin ühe tagasihoidliku näite oma tööprotsessist installatsiooniga „Interauraalne kontuur I”, millest oli eelmises Maja numbris juttu. Tagasihoidliku selles mõttes, et iga loovisik, kes on hinge ja mõistusega oma asja juures, on kindlasti kogenud sarnaseid äratundmisi. Lähenemisviise jätkusuutlikuma keskkonna loomiseks on lisaks akustilistele arvutustele palju. Kontekstis, kus suur osa projekteerimistööst ruumiloomes on usaldatud erinevatele tarkvaradele, pidasin oluliseks oma kogemust just eneseanalüüsi seisukohalt – kuidas taluvuspiirini viidud intellektuaalne pingutus muundus pehmeks, nauditavaks loomeaktiks. Õppimine on kui ideedeavaruses seigelnud sondi mõneti valuline, kuid paratamatu põlemine teadvuse koduatmosfääri naasmisel, mis lõpeb kukkumisega jahutavasse tuttavasse veekogusse, kus miski pole enam endine. Viibides subjektiivse eelistuse teooria nn vaimuväljas ja erinevaid katseid ning katsetulemusi uurides selgusid objektiivsed järeldused, kuidas kontserdisaalides või auditooriumides erinevatel juhtudel optimaalne heliväli saavutati. Näiteks leidsid Ando ja Suzumura (2002), et IACC vähenes pea igas saali istekohas, kui lava tagaseina töödeldi „kumeraks”, suurendades horisontaalset kallet kuni +10°, samas kui vertikaalne kalle oli 80°. Varasemast tööst oli teada, et ka saali tagasein peaks olema difuusne. Teises saalis kasutati ära sega- ja bambusmetsades teostatud mõõtmiste tulemusi ja publikuala ümber installeeriti 52 sammast või „puutüve”, mis korrastasid saalis helivälja meeldivaks. Kujutledes neid füüsilisi sekkumisi algvormi suhtes, milleks on tavaliselt lihtne risttahukakujuline saal, oli suurimaks väljakutseks ühildada jooksvate vormimuutustega ka omandatud teadmised samal ajal ajus toimuvast – iga muudatus valitud algvormi suhtes sellesama vormi optimaalse geomeetria suunas muudab (muudaks kuulajas) kohe samuti neuronite tööd ja seda sai jälgida auto- ja ristkorrelatsiooni funktsioonide peal.

Ülalnimetatud Cariani selgituse toel vajas nende protsesside mõistmine küll kümneid kordi ülelugemist ja taustuurimist, et suuta aduda toimuvat nii intellektuaalselt kui kujutleda seda oma kehas, kuid iga korraga tekkisid uued ühendused, teadmiste mass ühildus tasapisi tervikuks ja muutus kehakogemusena tajutavaks. Selles kogemusepilves olles oma tööd kavandades tegin teadlikult valmis oma algvormi ja tööprotsessi oli planeeritud akustiline optimeerimine ehk nurkade ja kallete kohandamine selleks ettenähtud tarkvaraga. Arvutustest selgus, et kohendusi aga vaja ei olnudki, sest vormisisene heliväli vastas soovitud tingimustele. Võttes arvesse, et kogu teooria uudsus seisneb alfa-rütmi esilekutsumises ruumigeomeetria toel ja selle ilmnemises soodsates tingimustes, mis, eelnevat üle korrates, toetab mh head enesetunnet, loovust ja uute teadmiste omandamist, siis teooria vaimne väli, kõik uuringud ja tulemused, mis seda teooriat ehitavad, on vaikimisi selle rütmi suunas juhitud ja intellekti-keha vahelise integratsiooni toimudes ka selle poolt juhitud. Võib-olla tundub see meelevaldne järeldus, või vastupidi enesestmõistetav, kuid pidasin seda oluliseks tähelepanekuks tingimustes, kus tehisintellekti ja inimteadvuse võimete vahel on lisaks koostööle võimalik võistlus tulevikus.

 

Matemaatika on see keel, mille kaudu teadusharud suhtlevad. Osakeste maailm avaneb kooskõlas reaalainete tendentsiga koonduda ühe perspektiivipunkti suunas – ühendväli, mis kõike läbistab ja ühendab. Mateeria avanemine meie teadvusele toimub eeldusel, et kõige aluseks on üks fundamentaalne loodusseadus. Järjest kõrgemate ja kõrgemate sageduste ja täpsusastmete suunas liikumine käib käsikäes juhuslikkuse, sümmeetria ja umbkaudse enesesarnasusega üle mõõtkavade: igat järgnevat maailma kihti on võimalik kirjeldada matemaatiliste valemitega, mis sarnanevad eelmise kihi kirjeldustega. Newton nimetas seda tendentsi Looduse enesesarnasuseks. Murray Gell-Mann, osakestefüüsik ja Nobeli preemia laureaat, raamatu „Kvark ja jaaguar” autor, selgitab seda kui ilu printsiibist kantud liikumist, kui lihtsust, valemi elegantsust. „Selleks, et saada rohkem, ei ole vaja lisada juurde,” ütleb ta.

Subjektiivse eelistuse teooria rakendamise võimalused ei piirdu siseruumide akustikaga. Nagu iga teadusharu, püüab ka see tungida sügavamale nähtuste olemusse, antud juhul tajukogemusse, et leida põhjuseid, mis seostavad meie eelistusi keskkonna omadustega. Ando teadusfilosoofias on suur roll looduslike rütmide märkamisel. Virvendavalt veepinnalt vastu peegeldav päikese- või kuuvalgus ergutab ajalisi mustreid töötlevat vasakut ajupoolkera. See ajupoolkera aktiveerub näiteks keelte, matemaatika ja muusika õppimisel-kasutamisel. Tuiklevate tähtede valgust võib jälgida teadmisega, et inimene tunneb end kõige mugavamalt umbes 1 sekundi pikkuse perioodiga pulseeriva valguse juures. Tundub, et siin võiks olla side rahuliku südamerütmiga. Maastikuvormid, mis kutsuvad pilku ruumi sügavusse, aktiveerivad ruumilist infot töötlevat paremat ajupoolkera. Ando kutsub märkama väikest suures ja suurt väikeses, erinevate, esialgu võib-olla isegi teineteisesse mittepuutuvana näivate rütmide seoseid. Need seosed on olemas seetõttu, et me tajume rütme läbi oma keha ja nad kõik jätavad meisse pikemaks või lühemaks ajaks oma pitseri. Arhitekti, kunstniku või muu looja tööks jääkski siin eraldada ruumist ruum, mis neid märkamisi võimaldab ja inimest samal ajal parimatele teadmistele tuginedes toetab.

Isiksustena kanname alati oma isiklikku ruumi kaasas, ka siis, kui viibime avalikkuses. Inimene on selles mõttes tõepoolest nagu tigu oma kojaga. Meeleolu, vaimne kõigutamatus või vastupidi rahutus on esmajoones tingitud sellest, kui sügaval viibib meie teadlikkus ehk millel on meie tähelepanu. Võime mõista oma koda kui seisundit, millel on oma neuroloogiline muster. Selle materialiseerumist füüsilisse vormi kujundab nii isik ise kui avalik ruum, mis on üks sfäär mitmete hulgas. On ju ka avalik ruum kui arhitektuurne mõiste justkui inimkonna koda suurema looduse ruumis. Viimane omakorda planeedi ökosüsteemi isiklik ruum päikesesüsteemi avalikus ruumis. Ja nii edasi. Mida kaugemalt avalikku ruumi organiseerinud jõust alustada, seda lihtsam on näha, et selleks on loodusseadused, mille tundmaõppimiseks kulutab inimene olulisel määral ressursse. Nende teadmiste põhjal tahab inimene saada võimeliseks tundmatut uurida. Soovist suhelda nähtamatuga on pea iga vana tsivilisatsioon need jõud ka isikustanud. Ja inimese sarnast peab neis olema. Uut päikesesüsteemi luua aga pole veel kellelgi õnnestunud. Argitasandil saame siis tugineda lähedamalasuvatele võimalustele luua keskkonda, kus saame oma parimaid loodusande arendada. Nendeks on loovus, rahu ja ärkvel meel. Sellest sünnibki ilu. Elus ilu.

Marianne Jõgi on lõpetanud G. Otsa nimelises muusikakoolis muusikateooria eriala ning EKAs skulptuuri ja installatsiooni magistriõppe. Doktoriõppe raames otsib kokkupuudet arhitektuurse akustika ja kunsti vahel tajupõhiste keskkonnatehnoloogiate rakendamiseks ruumilistes vormides.

VIITED
1. Autokorrelatsioonifunktsioon ja interauraalse ristkorrelatsiooni funktsioon Ando teoorias tuginevad närviimpulssides täheldatud ajalistele mustritele. Esimesega väljendatakse ajalisi kogemusi, nagu helikõrgus, tämber, kestus, helitugevus ja pikemad helipeegeldustega seotud viived, teisega heli ruumilisi suhteid kuulaja seisukohast nagu helisuund, heliallika näiv suurus ning difuussus. Subjektiivne difuussus näitab, mil määral kuulaja tunneb end olevat heli sisse „mähkunud“.
2. Rütm sagedusel 8–13 Hz, mis blokeerub vaimsel pingutusel ja väsimisel.
3. Suur tänu siinkohal Gerda Kaasikule Akukon OY Eesti filiaalist, kes arvutused teostas.