Grattacieli e neuroscienze: cosa accade al nostro cervello davanti agli edifici alti

Neuroscienze e architettura: capire come il cervello interpreta lo spazio

La progettazione degli edifici alti non riguarda soltanto strutture, prestazioni energetiche, sostenibilità e rapporto con lo skyline urbano. Esiste una dimensione meno evidente, ma sempre più indagata dalla ricerca scientifica: il modo in cui l’architettura viene percepita dal cervello umano e gli effetti che determinate caratteristiche dello spazio possono produrre sul benessere, sull’orientamento, sull’attenzione e sui livelli di stress.

È questo il tema affrontato da Federica Sanchez, architetto e ricercatrice in neuroscienze applicate all’architettura presso Lombardini22 e Ne+Ar – Neuroscience + Architecture, nel corso del suo intervento a Tall Buildings 2026. Un contributo che ha portato all’interno del dibattito sugli edifici alti un punto di vista interdisciplinare, mettendo in relazione progettazione architettonica, neuroscienze, psicologia ambientale e strumenti avanzati di misurazione delle reazioni umane.

L’obiettivo non è stabilire se un grattacielo sia, in assoluto, positivo o negativo per chi lo osserva o lo abita. La questione è piuttosto comprendere quali caratteristiche dello spazio costruito possano determinare specifiche risposte e come queste conoscenze possano entrare concretamente nel processo progettuale.

La neuroarchitettura parte da una considerazione fondamentale: l’esperienza dello spazio non è passiva. Mentre attraversiamo un edificio o una città, il cervello raccoglie continuamente informazioni, costruisce riferimenti, riconosce forme, valuta distanze e cerca elementi attraverso i quali orientarsi.

Sanchez ha ricordato come, durante gli spostamenti, intervengano due sistemi complementari di navigazione. Il primo è di tipo allocentrico e permette di rappresentare mentalmente lo spazio come se fosse osservato dall’alto, in maniera paragonabile alla visualizzazione di una mappa. Il secondo è egocentrico e costruisce invece la rappresentazione dello spazio a partire dal punto di vista dell'individuo.

Questi sistemi collaborano continuamente e consentono di comprendere dove ci troviamo, dove dobbiamo andare e quali relazioni esistono tra noi e l’ambiente circostante. Una parte importante di questi processi coinvolge l’ippocampo e particolari popolazioni neuronali, tra cui place cells e grid cells, fondamentali nella rappresentazione e nella navigazione spaziale.

Studiare questi meccanismi significa quindi poter osservare l’architettura non soltanto attraverso parametri geometrici, funzionali o estetici, ma anche attraverso la risposta dell’essere umano allo spazio.

Dalla percezione alla misurazione delle reazioni umane

La novità più significativa è la possibilità di trasformare alcune di queste reazioni in dati osservabili. Sensori fisiologici, eye tracking, elettroencefalografia, realtà virtuale e modelli predittivi permettono infatti di studiare come le persone reagiscono a determinati ambienti o configurazioni architettoniche.

È su questo terreno che opera Ne+Ar, società nata dall’incontro tra neuroscienze e architettura con l’obiettivo di comprendere gli effetti emotivi, sensoriali, comportamentali e percettivi dello spazio e trasferire queste conoscenze all’interno del progetto.

L’approccio consente potenzialmente di affiancare ai tradizionali strumenti della progettazione una nuova categoria di informazioni: dati relativi all’esperienza umana dell’architettura.

Grattacieli, facciate e stress: cosa suggeriscono le ricerche

Il rapporto tra neuroscienze ed edifici alti assume particolare interesse quando si osserva l’impatto delle grandi facciate sullo spazio pubblico e sulle persone che lo attraversano.

Nel suo intervento Sanchez ha richiamato alcune ricerche internazionali che hanno analizzato le reazioni fisiologiche degli individui mentre camminavano in contesti urbani caratterizzati da edifici differenti per altezza, linguaggio architettonico e articolazione delle facciate.

Tra queste, gli studi condotti dal gruppo del ricercatore Colin Ellard hanno utilizzato sensori portatili capaci di misurare l’attività elettrodermica, o skin conductance, uno dei parametri utilizzabili per osservare le variazioni dell’attivazione fisiologica associate allo stress.

I risultati presentati evidenziano un aspetto particolarmente interessante: di fronte a edifici molto alti caratterizzati da facciate fortemente monotone, nelle quali l’avvicinamento non comportava la scoperta di nuovi dettagli o elementi di interesse, venivano registrati maggiori segnali di stress.

Altre sperimentazioni hanno confrontato l’esposizione a edifici bassi, ad esempio di tre piani, con quella a edifici di circa quaranta piani. Dopo alcuni minuti di esposizione, i parametri associati allo stress rimanevano sostanzialmente invariati nel primo caso, mentre tendevano ad aumentare nel secondo.

Questi risultati non autorizzano però una conclusione semplicistica secondo cui gli edifici alti sarebbero dannosi. Come sottolineato dalla stessa Sanchez, mostrano piuttosto che scala, configurazione e caratteristiche percettive dell’architettura possono incidere sull’esperienza psicofisiologica delle persone e meritano quindi di essere considerate nella progettazione.

Tall Buildings 2026: il ruolo dei grattacieli nella rigenerazione urbana tra sostenibilità e densificazione
La 15° Edizione del Convegno "Tall Buildings – Rigenerazione urbana" 2026, organizzato da Guamari, ha analizzato il ruolo degli edifici alti nei processi di trasformazione urbana, tra sostenibilità, innovazione tecnologica ed esperienze internazionali, offrendo strumenti utili a progettisti e operatori del settore. L'evento si è tenuto il 30 giugno 2026 presso la Triennale di Milano. Ingenio è stato media partner dell'evento.
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Il problema non è soltanto l’altezza: monotonia e ripetitività delle facciate

Uno degli aspetti più interessanti emersi dalle ricerche riguarda infatti la ripetitività.

Gli studi richiamati durante Tall Buildings 2026 suggeriscono che parte delle reazioni negative possa essere collegata non semplicemente all’altezza dell'edificio, ma alla presenza di pattern eccessivamente ripetitivi e a facciate prive di sufficienti variazioni visive.

Esperimenti nei quali sono state confrontate diverse configurazioni di facciata hanno mostrato come l’introduzione di variazioni geometriche e la riduzione della monotonia possano essere associate a un minore stress visivo.

Un'ulteriore analisi condotta su 77 edifici a Seoul ha inoltre individuato una relazione tra caratteristiche degli edifici più recenti e aumento di determinati indicatori di stress, aprendo un interrogativo importante sul modo in cui alcuni linguaggi dell’architettura contemporanea vengono percepiti.

Il punto, quindi, non è ricorrere alla complessità formale fine a sé stessa, ma comprendere come il cervello cerchi nell’ambiente elementi capaci di organizzare l’attenzione e costruire una relazione con ciò che osserva.

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Eye tracking e realtà virtuale per progettare l’esperienza dell'edificio

Le neuroscienze applicate all’architettura possono intervenire anche prima della costruzione dell’opera.

Attraverso la realtà virtuale è possibile sottoporre differenti alternative progettuali a gruppi di utenti e misurarne le reazioni. L’eye tracking, per esempio, permette di osservare dove si concentra lo sguardo, quali elementi attirano l’attenzione e per quanto tempo riescono a mantenerla.

Sanchez ha richiamato in questo senso le ricerche di Alexandros Lavdas, dedicate anche alla percezione delle facciate dei grattacieli. Di fronte a superfici particolarmente monotone, l’occhio può trovarsi in assenza di veri e propri “appigli attentivi”: mancano cioè elementi sui quali focalizzarsi e attraverso i quali costruire progressivamente una relazione percettiva con l’edificio.

Per gli edifici alti questo tema assume una rilevanza particolare. Le loro facciate possono estendersi per migliaia di metri quadrati e diventare elementi dominanti dello spazio urbano. Il modo in cui vengono articolati basamento, involucro, aperture, texture, materiali e variazioni dimensionali può quindi avere conseguenze che vanno oltre la composizione estetica.

L’integrazione di strumenti come eye tracking e realtà virtuale potrebbe permettere di verificare queste caratteristiche già durante il progetto, confrontando diverse alternative prima della loro realizzazione.

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Natura e architettura: il verde reale come elemento di mitigazione

Un altro filone di ricerca riguarda la presenza della natura all’interno dell’ambiente costruito.

La letteratura scientifica mostra da tempo gli effetti positivi associati agli elementi naturali, ma le sperimentazioni illustrate da Sanchez introducono una distinzione importante: non tutto ciò che appare verde produce necessariamente gli stessi effetti.

In un esperimento condotto in realtà virtuale sono state confrontate facciate caratterizzate da superfici semplicemente colorate di verde con altre nelle quali era presente vegetazione reale. Nel secondo caso sono state osservate riduzioni dei livelli di stress, mentre la sola colorazione verde delle pareti non determinava gli stessi benefici.

La ragione può essere ricercata nella natura multisensoriale dell’esperienza. La vegetazione non coinvolge soltanto la vista, ma modifica il microambiente, produce movimento, introduce irregolarità, può generare suoni e favorire la presenza di altre forme di vita.

Alcune ricerche citate durante l’intervento hanno, ad esempio, osservato come l’ascolto del canto degli uccelli possa provocare l’attivazione involontaria del muscolo zigomatico associato al sorriso. Altri studi hanno confrontato scenari esclusivamente urbani, ambienti naturali e paesaggi nei quali vegetazione e acqua erano presenti contemporaneamente, individuando proprio in questi ultimi alcuni degli effetti più favorevoli sul benessere mentale.

Per la progettazione dei tall buildings si apre quindi una prospettiva interessante: verde, acqua e biodiversità non dovrebbero essere considerati esclusivamente come elementi estetici o come componenti delle strategie ambientali, ma anche come possibili strumenti per migliorare l’esperienza psicofisica dello spazio.

Dal laboratorio al progetto: misurare l’esperienza degli utenti

Il passaggio decisivo consiste nel trasferire le conoscenze scientifiche nella pratica progettuale. Sanchez ha illustrato a questo proposito un progetto sviluppato in occasione del Salone del Mobile, relativo alla riprogettazione del layout di uno dei padiglioni fieristici.

Il processo è partito dall’analisi dell’esperienza degli utenti e dalla ricerca nella letteratura scientifica degli elementi architettonici potenzialmente capaci di influenzarla. Le conoscenze raccolte sono state quindi utilizzate per informare le scelte progettuali.

Una volta realizzato il nuovo spazio, il gruppo ha verificato sperimentalmente le ipotesi iniziali attraverso test condotti sia in realtà virtuale sia nell’ambiente fisicamente costruito durante il Salone del Mobile. La sperimentazione ha coinvolto circa 150 soggetti, raccogliendo dati successivamente analizzati anche attraverso modelli di intelligenza artificiale.

I risultati hanno mostrato che gli utenti che sperimentavano il padiglione progettato sulla base delle evidenze scientifiche tendevano a perdersi meno, riuscivano a orientarsi meglio e ricordavano con maggiore efficacia ciò che avevano visto.

Attraverso l’elettroencefalografia sono state inoltre osservate variazioni dell’attività cerebrale compatibili con uno stato di maggiore rilassamento, tra cui una maggiore presenza di onde alfa.

Si delinea così un processo circolare: la ricerca scientifica informa il progetto, il progetto viene sperimentato, i risultati vengono misurati e i dati ottenuti possono alimentare nuove conoscenze e successive decisioni progettuali.

Verso grattacieli progettati anche sulla risposta dell’essere umano

L’intervento presentato a Tall Buildings 2026 apre una riflessione che interessa direttamente il futuro della progettazione degli edifici alti. Le prestazioni di un grattacielo sono oggi misurate attraverso una quantità crescente di indicatori: comportamento strutturale, consumi energetici, emissioni, comfort termoigrometrico, qualità dell’aria, illuminazione, acustica e sostenibilità dei materiali.

Le neuroscienze suggeriscono la possibilità di aggiungere progressivamente un ulteriore livello: la misurazione dell’esperienza umana dello spazio.

Non significa trasformare la progettazione architettonica in una semplice applicazione di parametri neuroscientifici, né immaginare che esista una facciata universalmente capace di produrre benessere. Significa invece fornire al progettista strumenti ulteriori per conoscere gli effetti potenziali delle proprie decisioni.

Nel caso dei grattacieli la questione assume una dimensione urbana. Un edificio alto non viene infatti sperimentato soltanto da chi lo abita o vi lavora, ma da migliaia di persone che ogni giorno lo osservano, gli passano accanto e attraversano gli spazi pubblici sui quali si affaccia.

Comprendere come altezza, scala, ripetitività, articolazione delle facciate, presenza di dettagli, vegetazione e componenti naturali influenzino attenzione, orientamento e stress può quindi contribuire a una nuova idea di prestazione dell’edificio.

La prospettiva delineata da Federica Sanchez porta così verso un’architettura nella quale il benessere non sia soltanto dichiarato come obiettivo, ma possa essere indagato, verificato e misurato, integrando le conoscenze neuroscientifiche con la sensibilità e le competenze proprie della progettazione.

DI SEGUITO L'INTERVENTO INTEGRALE DI FEDERICA SANCHEZ.

Il testo è stato elaborato mediante la videoregistrazione dell'intervento, con l'ausilio di strumenti di IA (ChatGpT)