Tarihi Yapılarda Çağdaş Ekler Ve İnsan Algılarının Nörobilişsel İzleri

Öz

Tarihî yapıların sürdürülebilirliği ve kentsel bellekteki sürekliliği bağlamında uygulanan çağdaş ek tasarımlar, koruma kuramı içerisinde "uyum" ve "zıtlık" ekseni üzerinden şekillenmektedir. Uluslararası tüzüklerde her iki yaklaşım da kabul görmesine rağmen, bu müdahâlelerin kullanıcı algısındaki karşılıkları ve estetik deneyim üzerindeki etkileri mimarlık literatüründe tartışmalı bir konu niteliğindedir. Bu çalışma, "uyum" ve "zıtlık" olarak kategorize edilen çağdaş ek yaklaşımlarının kullanıcı beyin dalgaları üzerinde yarattığı nörofizyolojik etkileri analiz ederek, estetik değerlik ve bilişsel yük kavramlarını sebep-sonuç ilişkisi çerçevesinde incelemeyi amaçlamaktadır. Araştırmada, öznel beyanlara dayalı geleneksel analiz yöntemlerinin ötesine geçilerek, bilişsel süreçlerin somut çıktılarla izlenebildiği yüksek çözünürlüklü bir nörogörüntüleme yöntemi olan Elektroensefalografi (EEG) kullanılmış ve deneysel bir yöntem benimsenmiştir. Deney kurgusu kapsamında, dünya genelinden uzman görüşleri doğrultusunda seçilen 60 adet çağdaş ek görseli 20 gönüllü katılımcıya sunulmuş; bu süreçte katılımcıların kafa derisi üzerinden 11 farklı kanaldan nöral sinyaller kaydedilmiştir. Elde edilen veriler standardize edilmiş ve gruplar arası farklar Eşleştirilmiş Örneklem t-Testi (Paired Sample t-Test) ile istatistiksel olarak doğrulanmıştır. Analizlerde 11 kanalın tamamında uyum koşulunun zıtlık koşuluna kıyasla daha yüksek P300 tepe genliği ürettiği gözlemlenmiştir. Bonferroni düzeltmesi sonrasında bu farkın istatistiksel olarak anlamlı olduğu kanallar C4 (p = 0,004, d = 0,724), P3 (p = 0,003, d = 0,771) ve P4 (p = 0,004, d = 0,725), olarak belirlenmiştir. Bulgular, tarihî dokuyla uyum gösteren tasarımların sağladığı görsel uyaranların, beyinde daha yüksek genlikli bir nöral potansiyelle (P300) ilişkili olabileceğini göstermektedir. Buna karşın, zıtlık odaklı tasarımların görsel karmaşıklık ve algısal sürtünme yaratarak daha düşük genlikli değerler üretebileceği saptanmıştır. Bu sonuçlar, mimari algının soyut ve öznel doğasını somut nörofizyolojik verilere dönüştürerek, tasarımcılara uygulama öncesinde kanıta dayalı nöroestetik ipuçları sunmaktadır. Çalışma, disiplinler arası bir perspektifle mimarlık ve sinirbilim arakesitindeki kuramsal boşluğu doldururken, gelecekteki tasarım süreçleri için nesnel değerlendirmeye katkı sağlayabilecek deneysel bir yaklaşım sunmaktadır.

Anahtar Kelimeler

• çağdaş ek
• nöromimari
• nörogörüntüleme
• kanıta dayalı tasarım
• EEG

Destekleyen Kurum

Bu çalışma, Erciyes Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi (BAP) tarafından FYL-2022-12201 kodlu proje ile desteklenmiştir.

Proje Numarası

FYL-2022-12201

Etik Beyan

Bu çalışma için Erciyes Üniversitesi Girişimsel Olmayan Klinik Araştırmalar Etik Kurulu’ndan gerekli yasal izinler (Karar No: 2022/67, Tarih: 19.01.2022) alınmış olup, tüm katılımcılara "Bilgilendirilmiş Gönüllü Olur Formu" imzalatılarak süreç yürütülmüştür.

Teşekkür

Bu çalışma “Tarihi Yapılarda Çağdaş Ek Farklılıklarının İnsan Algıları Üzerindeki Ektilerinin Nörobilişsel Analizi” başlıklı yüksek lisans tezinden üretilmiş ve TÜBİTAK BİDEB 2211-Yurt İçi Lisansüstü Burs Programı kapsamında desteklemiştir. Desteklerinden dolayı TÜBİTAK’a teşekkür ederiz.

Contemporary Additions to Historical Buildings and The Neurocognitive Traces of Human Perceptions

Öz

In architectural conservation theory, contemporary additions to historic buildings are shaped around two main concepts: harmony and contrast. Although international regulations accept both approaches, how users perceive these interventions and how they affect the aesthetic experience remain controversial. This study aims to analyze how harmonious and contrasting architectural additions affect users' brainwaves. It also examines the concepts of aesthetic value and cognitive load within a cause-and-effect framework. This research adopted an experimental methodology using Electroencephalography (EEG). This high-resolution neuroimaging technique allows us to monitor cognitive processes through concrete data. The experimental study included 60 high-quality images of contemporary additions from around the world, selected based on expert opinions. These images were shown to 20 voluntary participants while their neural signals were recorded from 11 different channels on the scalp. The collected data were standardized, and the differences between the groups were statistically verified using a Paired Sample t-Test. The analyses revealed that in all 11 channels, the matching condition produced a higher P300 peak amplitude compared to the contrasting condition. After Bonferroni correction, the channels where this difference was statistically significant were identified as C4 (p = 0.004, d = 0.724), P3 (p = 0.003, d = 0.771), and P4 (p = 0.004, d = 0.725). The findings show that designs with harmony create visual fluidity. This fluidity leads to a higher amplitude and positive orientation in a specific brainwave potential (P300). On the other hand, contrast-oriented designs create visual complexity and perceptual friction, which results in lower amplitude and negatively oriented values. These results transform the abstract and subjective nature of architectural perception into concrete neurophysiological data. Consequently, this study provides designers with evidence-based neuroaesthetic cues before implementation. By bridging the gap between architecture and neuroscience, this research proposes an objective evaluation model for future design processes.

Anahtar Kelimeler

• Contemporary Addition
• Neuroarchitecture
• Neuroimaging
• Evidence-based design
• EEG

Destekleyen Kurum

This study was supported by the Erciyes University Scientific Research Projects Unit (BAP) with project code FYL-2022-12201.

Proje Numarası

FYL-2022-12201

Etik Beyan

For this study, the necessary legal permissions were obtained from the Erciyes University Non-Interventional Clinical Research Ethics Committee (Decision No: 2022/67, Date: 19.01.2022), and the process was carried out by having all participants sign an "Informed Consent Form".

Teşekkür

This study is derived from a master's thesis titled "Neurocognitive Analysis of the Effects of Contemporary Additions in Historical Buildings on Human Perceptions" and was supported by the TÜBİTAK BİDEB 2211-Domestic Postgraduate Scholarship Program. We thank TÜBİTAK for their support.

Kaynakça

1. Açıcı, F. K., & Konakoğlu, Z. N. (2019). Tarihî yapıların yeniden işlevlendirilmesi: Trabzon Mimarlar Odası örneği. Çukurova Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Dergisi, 28(2), 214–224. https://doi.org/10.35379/cusosbil.587899
2. Aspinall, P., Mavros, P., Coyne, R., & Roe, J. (2015). The urban brain: Analysing outdoor physical activity with mobile EEG. British Journal of Sports Medicine, 49(4), 272–276. https://doi.org/10.1136/bjsports-2012-091877
3. Aydın, D., & Yaldız, E. (2010). Yeniden kullanıma adaptasyonda bina performansının kullanıcılar üzerinden değerlendirilmesi. Orta Doğu Teknik Üniversitesi Mimarlık Fakültesi Dergisi (METU JFA), 27(1), 1–22. https://doi.org/10.4305/METU.JFA.2010.1.1
4. Balters, S., & Steinert, M. (2017). Capturing emotion reactivity through physiology measurement as a foundation for affective engineering in engineering design science and engineering practices. Journal of Intelligent Manufacturing, 28(7), 1585–1607. https://doi.org/10.1007/s10845-015-1145-2
5. Banaei, M., Hatami, J., Yazdanfar, A., & Gramann, K. (2017). Walking through architectural spaces: The impact of interior forms on human brain dynamics. Frontiers in Human Neuroscience, 11, Madde 477. https://doi.org/10.3389/fnhum.2017.00477
6. Bower, I. S., Clark, G. M., Tucker, R., Hill, A., Lum, J., Mortimer, M., & Enticott, P. G. (2022). Enlarged interior built environment scale modulates high frequency EEG oscillations. eNeuro, 9(5), 1–16. https://doi.org/10.1523/ENEURO.0104-22.2022
7. Burkhardt, M., Bergelt, J., Gönner, L., Dinkelbach, H. Ü., Beuth, F., Schwarz, A., Bicanski, A., Burgess, N., & Hamker, F. H. (2023). A large-scale neurocomputational model of spatial cognition integrating memory with vision. Neural Networks, 167, 473–488. https://doi.org/10.1016/j.neunet.2023.08.034
8. Byrne, B. M. (2010). Structural equation modeling with AMOS: Basic concepts, applications, and programming. Taylor & Francis Group.

9. Chatterjee, A. (2004). Prospects for a cognitive neuroscience of visual aesthetics. Bulletin of Psychology and the Arts, 4, 55–59. https://doi.org/10.1037/e514602010-003
10. Chatterjee, A., & Vartanian, O. (2014). Neuroaesthetics. Trends in Cognitive Sciences, 18(7), 370–375. https://doi.org/10.1016/j.tics.2014.03.003
11. Coburn, A., Vartanian, O., & Chatterjee, A. (2017). Buildings, beauty, and the brain: A neuroscience of architectural experience. Journal of Cognitive Neuroscience, 29(9), 1521–1531. https://doi.org/10.1162/jocn_a_01146
12. Cohen, J. (2013). Statistical power analysis for the behavioral sciences. routledge.
13. Çetinkaya, Ç. (2015). Yeniden işlevlendirilen endüstriyel mekânların görsel algı değerlendirmesi: İzmir Tarihî Havagazı Fabrikası [Doktora tezi, Ege Üniversitesi].
14. Dağdevir, E. (2021). Motor imge tabanlı beyin bilgisayar arayüzü sistemlerinde ön işleme yönteminin sınıflandırma performansına etkisinin araştırılması [Doktora tezi, Erciyes Üniversitesi].
15. De la Fuente Suárez, L. A. (2020). Subjective experience and visual attention to a historic building: A real-world eye-tracking study. Frontiers of Architectural Research, 9, 774–804. https://doi.org/10.1016/j.foar.2020.07.006
16. De Paiva, A. (2018). Neuroscience for architecture: How building design can influence behaviors and performance. Journal of Civil Engineering and Architecture, 12(2), 132–138. https://doi.org/10.17265/1934-7359/2018.02.007
17. Demircioğlu, E. N., & Ever, D. (2021). Nörobilimin muhasebeye etkisi: Nöromuhasebe. Ömer Halisdemir Üniversitesi İktisadi ve İdari Bilimler Fakültesi Dergisi, 14(2), 612–623. https://doi.org/10.25287/ohuiibf.756086
18. Durukan, A. (2020). Yeniden işlevlendirilmiş anıtsal yapılarda deneyim odaklı tasarım: Antalya Kaleiçi ve Balbey örneği. Mediterranean Journal of Humanities, 10, 195–210. https://doi.org/10.13114/MJH.2020.526
19. Ferlaino, M. (2019). Neuroarchitecture: Quantifying perception to inform a design for improved mental well-being [Doktora tezi, Laurentian University of Sudbury].
20. Grima Murcia, M. D., Ortiz, M. J., López-Gordo, M. A., Ferrández, J. M., Sánchez-Ferrer, F., & Fernández, E. (2019). Neural representation of different 3D architectural images: An EEG study. Integrated Computer-Aided Engineering, 26(2), 197–205. https://doi.org/10.3233/ICA-180591
21. Habibabad, A. S., & Azemati, H. (2020). Recording the users' brain waves in manmade religious environments based on psychological assessment of form in creation/enhancement of spiritual sense. Integrative Psychological and Behavioral Science, 58, 1353–1386. https://doi.org/10.1007/s12124-020-09567-8
22. Habibabad, A. S., Azemati, H., & Matracchi, P. (2019). Using neurology sciences to investigate the color component and its effect on promoting the sense of spirituality in the interior space of the Vakil Mosque of Shiraz (using quantitative electroencephalography wave recording). Journal of Religion and Health, 61(3), 2398–2415. https://doi.org/10.1007/s10943-019-00937-0
23. Hair, J. F., Black, W. C., Babin, B. J., & Anderson, R. E. (2010). Multivariate data analysis: A global perspective. Prentice Hall.
24. Hekmatmanesh, A., Banaei, M., Haghighi, K. S., & Najafi, A. (2019). Bedroom design orientation and sleep electroencephalography signals. Acta Medica International, 6(1), 33–37. https://doi.org/10.4103/ami.ami_60_18
25. Imotions. (2016). EEG: The complete pocket guide. https://www.academia.edu/36202435/EEG_The_Complete_Pocket_Guide
26. Karandinou, A., & Turner, L. (2017). Architecture and neuroscience: What can the EEG recording of brain activity reveal about a walk through everyday spaces? International Journal of Parallel, Emergent and Distributed Systems, 32(sup1), S54–S65. https://doi.org/10.1080/17445760.2017.1390089
27. Kayıkçıoğlu, T., Malekı, M., & Ketenci, S. (2018). Beyin-bilgisayar arayüzü. TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası, Biyomedikal Mühendisliği ve Uygulamaları içinde (s. 241–268).
28. Khâleghimoghaddam, N. (2020). Evaluating the users' emotional-perceptual experience of place and environmental preferences: Neuro-architecture approach [Doktora tezi, Selçuk Üniversitesi].
29. Khâleghimoghaddam, N., & Bala, H. (2018). The impact of environmental and architectural design on users' affective experience. YBL Journal of Built Environment, 6(1), 5–19. https://doi.org/10.2478/jbe-2018-0001
30. Kılıç, E. (2019). Yeniden işlevlendirilen endüstri mirası yapılarında heyecan ve memnuniyet faktörleri: Cibali Tütün ve Sigara Fabrikası örneği [Yüksek lisans tezi, Gazi Üniversitesi].
31. Kim, S., Park, H., & Choo, S. (2021). Effects of changes to architectural elements on human relaxation-arousal responses: Based on VR and EEG. International Journal of Environmental Research and Public Health, 18(8), Madde 4305. https://doi.org/10.3390/ijerph18084305
32. Krupa, M., Lisińska-Kuśnierz, M., Bednarz, Ł., & Mamedov, A. (2021). Eye-tracking study of the perception of contemporary works of architecture built in a historic cultural landscape on the example of German cities. Wiadomości Konserwatorskie, 66, 172–181. https://doi.org/10.48234/WK66EYE
33. Kuruçay, A. G. E., & Gür, M. (2022). Mimari tasarlamada görselin hegemonyasına karşı çok-duyulu bir yaklaşım. Online Journal of Art and Design, 10(2), 126–137.
34. Letzter, J. (2023). Additions to historic buildings: between parasite and prosthetic architecture. Journal of Architectural Conservation, 29(1), 63–83. https://doi.org/10.1080/13556207.2022.2095803
35. Llinares, C., Higuera-Trujillo, J. L., & Serra, J. (2021). Cold and warm coloured classrooms: Effects on students' attention and memory measured through psychological and neurophysiological responses. Building and Environment, 196, 107726. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2021.107726
36. MahdiNejad, J. E. D., Azemati, H., & Matracchi, P. (2021). Investigating the effect of age and gender of users on improving spirituality by using EEG. Cognitive Neurodynamics, 15(4), 637–647. https://doi.org/10.1007/s11571-020-09654-x
37. Manh, B. D., Debnath, S., Zhang, Z., Damodaran, S., Kumar, A., Zhang, Y., & Wang, L. (2025). Mind meets space: Rethinking agentic spatial intelligence from a neuroscience-inspired perspective. arXiv. https://doi.org/10.48550/arXiv.2509.09154
38. Marchette, S. A., Vass, L. K., Ryan, J., & Epstein, R. A. (2015). Outside looking in: Landmark generalization in the human navigational system. Journal of Neuroscience, 35(44), 14896–14908. https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.2270-15.2015
39. Napierala, M. A. (2012). What is the Bonferroni correction?. Aaos now, 40-41.
40. Nielsen, K., & Gonzalez, R. (2020). Comparison of common amplitude metrics in event-related potentials. Multivariate behavioral research, 55(3), 478-493. https://doi.org/10.1080/00273171.2019.1654358
41. Ozan, İ. (2020). Tarihî yapıların yeniden kullanımı ve işlevlendirilmesinin mekânsal algıya etkisi, Gaziantep örneği [Yüksek lisans tezi, Gaziantep Üniversitesi].
42. Özkaraca Özalp, N., Halaç, H. H., Özalp, M. F., & Bademci, F. (2026). Analyzing the "opposite" approach in additions to historic buildings using visual attention tools: Dresden Military History Museum case. Journal of Eye Movement Research, 19(1), 7. https://doi.org/10.3390/jemr19010007
43. Pallasmaa, J. (2011). Tenin gözleri: Mimarlık ve duyular (A. U. Kılıç, Çev.). Yapı Kredi Yayınları.
44. Perneger, T. V. (1998). What's wrong with Bonferroni adjustments. Bmj, 316(7139), 1236-1238.
45. Picton, T. W., Bentin, S., Berg, P., Donchin, E., Hillyard, S. A., Johnson, R., Miller, G. A., Ritter, W., Ruchkin, D. S., Rugg, M. D., & Taylor, M. J. (2000). Guidelines for using human event-related potentials to study cognition: Recording standards and publication criteria. Psychophysiology, 37(2), 127–152. https://doi.org/10.1111/1469-8986.3720127
46. Polich, J. (2007). Updating P300: An integrative theory of P3a and P3b. Clinical Neurophysiology, 118(10), 2128–2148. https://doi.org/10.1016/j.clinph.2007.04.019
47. Reber, R., Schwarz, N., & Winkielman, P. (2004). Processing fluency and aesthetic pleasure: Is beauty in the perceiver's processing experience?. Personality and Social Psychology Review, 8(4), 364–382. https://doi.org/10.1207/s15327957pspr0804_3
48. Rusnak, M., & Szewczyk, J. (2018). Eye trackers in evaluation of transformation of historical monuments. Revitalisation of the Dresden arsenal. E3S Web of Conferences, 49, 00092. https://doi.org/10.1051/e3sconf/20184900092
49. Salingaros, N. A., & Masden, K. (2017). How neuroscience can generate a healthier architecture. Conscious Cities Journal, 7. https://patterns.architexturez.net/doc/az-cf-193130
50. Shapiro, S. S., & Wilk, M. B. (1965). An analysis of variance test for normality (complete samples). Biometrika, 52(3/4), 591–611.
51. Shemesh, A., Leisman, G., Bar, M., & Grobman, Y. J. (2021). A neurocognitive study of the emotional impact of geometrical criteria of architectural space. Architectural Science Review, 64(4), 394–407. https://doi.org/10.1080/00038628.2021.1940827
52. Sherman, K. D. (2019). Design lost in time: A visual attention software (VAS) analysis of historic preservation in Da Nang, Vietnam and Boston, Massachusetts [Yüksek lisans tezi, Tufts University].
53. Shin, Y. B., Woo, S. H., Kim, D. H., Kim, J., Kim, J. J., & Park, J. Y. (2015). The effect on emotions and brain activity by the direct/indirect lighting in the residential environment. Neuroscience Letters, 584, 28–32. https://doi.org/10.1016/j.neulet.2014.09.046
54. Sözer, E. (2020). Nöromimari yaklaşımı ve hastane yapılarındaki mekânsal ögelerin kullanıcılar üzerindeki etkisinin incelenmesi [Yüksek lisans tezi, Karabük Üniversitesi].
55. Velioğlu, A. (1992). Tarihî çevre içinde mimari tasarım ve süreci üzerine bir araştırma [Yayınlanmamış doktora tezi, Karadeniz Teknik Üniversitesi].
56. Vijayan, V. T., & Embi, M. R. (2019). Probing phenomenological experiences through electroencephalography brainwave signals in neuroarchitecture study. International Journal of Built Environment and Sustainability, 6(3), 11–20. https://doi.org/10.11113/ijbes.v6.n3.360
57. Yazıcı, B. (2010). 19. yy. Geleneksel Konya konutlarında işlev dönüşümü ve etkileri [Yüksek lisans tezi, Selçuk Üniversitesi].
58. Yeşildal, Ö. (2019). Nöroloji ve mekânsal biliş arasındaki ilişki bağlamında space syntax eleştirisi [Yüksek lisans tezi, Mimar Sinan Güzel Sanatlar Üniversitesi].
59. Yüceer, H., & İpekoğlu, B. (2012). An architectural assessment method for new exterior additions to historic buildings. Journal of Cultural Heritage, 13(4), 419–425. https://doi.org/10.1016/j.culher.2011.12.002
60. Yücel, S. Ş. (2019). Tasarlanan mekânın retoriği [Yüksek lisans tezi, Haliç Üniversitesi].