Neuroarquitectura, EEG y salud cerebral en la arquitectura contemporánea: una conversación con Cleo Valentine

Escuelas, hospitales, oficinas y hogares influyen mucho más que nuestras rutinas diarias. Nuevas investigaciones en neuroarquitectura y neurociencia sugieren que los entornos construidos también pueden influir en el estrés, la atención, la carga cognitiva y el bienestar a largo plazo.

En esta edición de In the Lab, Cleo Valentine analiza cómo la investigación con EEG, el diseño biofílico y la neuroinmunología están ayudando a comprender mejor la relación entre arquitectura y salud humana.

Investigadora en diseño en la intersección entre arquitectura, neurociencia y neuroinmunología, Cleo desarrolla su actividad entre HKS, firma internacional de arquitectura, Harvard T.H. Chan School of Public Health y la University of Cambridge, donde está vinculada al Departamento de Arquitectura tras su etapa previa como investigadora visitante en el Design Engineering Centre. También lidera la innovación en el UCL RISE Centre for Neuroarchitecture and NeuroDesign. Para su investigación, Cleo utiliza el Versatile EEG de Bitbrain, un sistema portátil, inalámbrico y con sensores basados en agua que no requiere gel ni procesos de preparación complejos, lo que lo hace muy adecuado para el tipo de investigación real y contextual que su trabajo exige.

Para esta edición de nuestra serie In The Lab, hablamos con Cleo sobre lo que el EEG está empezando a revelar acerca de los espacios que habitamos y por qué lo que está en juego para diseñar bien es mayor de lo que la mayoría de la gente imagina.

Cleo Valentine es investigadora en diseño especializada en neuroinmunología aplicada a la arquitectura

¿Qué significa estudiar cómo los espacios afectan al estrés, a los procesos cognitivos y a la salud?

La mayoría de las conversaciones sobre arquitectura giran en torno a la estética o la función, cómo es un espacio y si es eficiente. El punto de partida de Cleo es diferente.

"Normalmente empiezo diciendo que estudio cómo el entorno construido afecta al cuerpo, no solo cómo se ve o se siente, sino cómo se procesa biológicamente con el tiempo."

Su camino en este campo comenzó al darse cuenta de que elementos arquitectónicos que la mayoría de la gente considera como parte del fondo, como la luz, los patrones, la escala o el ritmo o la composición de una fachada, están lejos de ser neutrales para el sistema nervioso.

"Moldean la atención, la activación y el estrés de una manera que se acumula a lo largo del día."

Esa visión le llevó de la arquitectura a la neurociencia y, finalmente, a la neuroinmunología, donde se estudia cómo el estrés crónico tiene efectos medibles sobre la inflamación y la salud a largo plazo. Pero detrás de todo ello existe una cuestión tan ética como científica.

"Este trabajo va más allá de los mecanismos. Habla de responsabilidad. Si las decisiones de diseño tienen consecuencias biológicas, también conllevan una dimensión ética. La cuestión no es solo qué construimos, sino qué le estamos pidiendo silenciosamente al cuerpo que soporte."

La carga invisible de los entornos cotidianos

Uno de los cambios más importantes que Cleo considera necesarios es reconocer que la salud no depende únicamente de decisiones individuales. La alimentación, el ejercicio y el sueño son las variables en las que normalmente nos centramos. Sin embargo, la mayor parte del tiempo que pasamos despiertos transcurre en entornos que no hemos elegido y que tampoco podemos modificar fácilmente.

"El cambio más importante, para mí, es reconocer que el entorno construido no es un telón de fondo neutral. Es una exposición activa que influye en cuánto tienen que esforzarse el cerebro y el cuerpo simplemente para mantener la estabilidad."

Y sus efectos rara vez se perciben de forma inmediata. Más bien, se van acumulando con el paso del tiempo.

"La segunda idea es que el estrés, en este contexto, rara vez es algo dramático. Es sutil y acumulativo. Ruido visual sin estructura. Espacios poco legibles. Desequilibrio sensorial. Son pequeñas demandas constantes que mantienen al sistema nervioso en un estado ligeramente elevado; no lo suficiente como para percibirlo en cada momento, pero sí para que termine teniendo un impacto con el tiempo."

Investigaciones recientes en este campo están empezando a mostrar que estos efectos no son únicamente teóricos, sino también medibles. En su revisión sistemática de 2024 sobre la forma arquitectónica y el estrés fisiológico, Cleo destaca cómo factores ambientales como la complejidad visual, la coherencia espacial o el grado de cerramiento pueden influir en biomarcadores como la variabilidad de la frecuencia cardíaca, la conductancia cutánea y la regulación del cortisol, todos indicadores bien establecidos de las respuestas fisiológicas al estrés (Valentine, 2024).

Paralelamente, el trabajo emergente en neuroinmunología arquitectónica comienza a explorar cómo estas exposiciones ambientales pueden extenderse más allá de las respuestas inmediatas al estrés y abarcar procesos biológicos a largo plazo. En un estudio piloto reciente sobre diseño biofílico, Cleo y sus colaboradores examinaron cómo la exposición a diferentes entornos arquitectónicos puede relacionarse con marcadores asociados a la neuroinflamación (Valentine, Steffert, Mitcheltree y Steemers, 2024). Aunque esta línea de investigación todavía se encuentra en una fase inicial, los resultados sugieren que los espacios que habitamos podrían influir no solo en cómo nos sentimos, sino también en la manera en que el cerebro y el sistema inmunitario interactúan día tras día.

A la izquierda, un espacio sin diseño biofílico; a la derecha, un entorno inspirado en principios biofílicos.

Esto explica, en parte, por qué el diseño biofílico ha ganado relevancia en entornos de investigación. Más que añadir estímulos enriquecedores, podría tratarse de recuperar condiciones que el cerebro humano ya está naturalmente preparado para procesar de forma eficiente.

"El diseño biofílico resulta interesante precisamente por esto: puede que no esté añadiendo algo extraordinario, sino reintroduciendo condiciones que el sistema perceptivo humano ya está preparado para procesar de manera eficiente. Los patrones naturales, la variación a distintas escalas o las estructuras coherentes tienden a reducir la carga cognitiva innecesaria, favoreciendo la regulación en lugar de generar sobrecarga. Hemos evolucionado en este tipo de entornos. El cerebro sabe cómo responder a ellos."

Las implicaciones de esta perspectiva en el diseño de escuelas, hospitales o espacios de trabajo son significativas. La cuestión deja de centrarse únicamente en qué es más sencillo o económico de construir, para pasar a considerar qué tipo de entornos permiten realmente que el cuerpo funcione, se regule y se recupere.

Qué está empezando a revelar el EEG sobre arquitectura y actividad cerebral y qué aún no puede decirnos

Aquí es donde entra en juego la neurotecnología. La investigación de Cleo incluye trabajos preliminares con EEG que analizan cómo los entornos arquitectónicos se reflejan en la actividad neuronal, una línea de investigación que ella describe como prometedora, aunque todavía requiere una interpretación rigurosa y cuidadosa.

«Ahora mismo existe un gran impulso en este campo. Las herramientas para estudiar cómo el entorno construido afecta al cerebro y al cuerpo por fin están empezando a ser viables a escalas realmente relevantes.»

Bitbrain Versatile EEG

En un estudio inicial centrado en entornos biofílicos, realizado con el Versatile EEG de Bitbrain, comenzaron a observarse señales prometedoras.

"En mi propia investigación, incluido un estudio preliminar sobre entornos biofílicos, encontramos indicios tempranos de que las condiciones arquitectónicas pueden reflejarse en la dinámica neuronal. Estos resultados siguen siendo exploratorios, pero apuntan hacia una relación que merece seguir investigándose."

Sin embargo, Cleo es prudente a la hora de interpretar el significado de estos resultados. Los datos obtenidos mediante EEG no se explican por sí solos, y la distancia entre detectar una señal y extraer una conclusión sólida sigue siendo considerable.

«Estas herramientas son muy potentes, pero no hablan por sí solas. Requieren una base teórica sólida y un enfoque riguroso sobre qué se está midiendo y qué puede inferirse razonablemente a partir de esos datos.»

El siguiente gran desafío consiste en trasladar estos conocimientos fuera de las condiciones controladas del laboratorio y llevarlos a la complejidad real de los espacios habitados.

«Los estudios de laboratorio son esenciales para aislar mecanismos concretos, pero la arquitectura se experimenta a lo largo del tiempo, dentro de un contexto y en interacción con múltiples variables. Necesitamos más investigaciones que conecten estos hallazgos controlados con entornos reales mediante espacios inmersivos, estudios longitudinales y enfoques multimodales que combinen datos neuronales, fisiológicos y experienciales.»

Esta es una filosofía que en Bitbrain compartimos plenamente. El desarrollo del Versatile EEG no se centra únicamente en la calidad de la señal, sino también en la usabilidad y en su aplicación en contextos reales. Inalámbrico, portátil y preparado para utilizarse únicamente con agua, reduce muchas de las barreras prácticas que históricamente han limitado la investigación con EEG al entorno de laboratorio. A medida que los estudios avanzan hacia escenarios más ecológicos y realistas, disponer de herramientas que combinen robustez, flexibilidad y facilidad de uso resulta fundamental para apoyar investigaciones innovadoras como la de Cleo.

Recogida de datos en el exterior mediante el equipo Bitbrain Diadem EEG, sistema de EEG de 12 canales y eye tracking portátil (Tobii Glasses 3)

¿Cómo esta investigación transforma la manera en que percibes un espacio?

Le preguntamos a Cleo si este trabajo ha cambiado su forma de pensar sobre su entorno. La respuesta fue sí, aunque quizás no de la forma que uno podría esperar.

"Me ha hecho mucho más atenta a cosas que antes podría haber pasado por alto. Pienso menos en los elementos individuales de forma aislada y más en cómo se relacionan entre sí. Cómo se organiza la información visual, cómo se mueve el ojo por un espacio, cómo la luz funciona no solo como iluminación, sino como reguladora del ritmo, la atención y la recuperación. También pienso de forma más consciente en crear entornos que permitan tanto la implicación como el retiro, en lugar de mantener un nivel constante de estímulo."

En la práctica, los cambios que hace son silenciosos, reducciones más que añadidos.

"En mis propios espacios, los cambios que hago rara vez son dramáticos. A menudo se trata más de reducción y calibración que de sumas. Reducir el desorden visual innecesario. Introducir materiales o patrones que tengan cierta variación, pero también una sensación de estructura. Ser más deliberado con las transiciones, entre la luz y la sombra, entre la actividad y el silencio, entre los espacios que te piden algo y los espacios que permiten que el sistema se asiente."

En el núcleo de todo se encuentra una sola idea principal.

"El principio subyacente no es la perfección, es la eficiencia en su sentido más verdadero. Si un espacio requiere menos esfuerzo para que tu cerebro lo procese, esa capacidad se libera para todo lo demás que necesitas hacer. Eso no es poca cosa. Se acumula a lo largo de cada hora que pasas en ese entorno."

Esta perspectiva cobra especial importancia en entornos donde se requiere atención y rendimiento sostenidos, como lugares de trabajo, escuelas o contextos de investigación. La calidad del espacio puede influir directamente en cuánta capacidad cognitiva está disponible para un trabajo significativo (Joye et al., 2022; Chulvi et al., 2019; Schertz et al., 2022).

En la imagen, Bitbrain Diadem EEG y Tobii Glasses 3, sistemas de eye tracking de Tobii

Cleo también deja claro que no aborda este trabajo como diseñadora o científica de forma aislada, sino desde una posición que se sitúa entre disciplinas. Es precisamente ese espacio entre especialidades el que aporta profundidad a su trabajo. En muchos sentidos, Cleo representa una nueva generación de investigadoras que refleja cada vez mejor lo que demanda la ciencia actual: no una especialización aislada del resto, sino una visión integradora. Una manera de entender que las preguntas más relevantes rara vez pertenecen a un único campo, sino que surgen en la intersección entre distintos ámbitos de conocimiento. En este sentido, su trabajo no habla únicamente del futuro de la arquitectura o de la neurociencia, sino también de una transformación más amplia en la forma en que entendemos el propio conocimiento: una visión donde, en última instancia, todo está interconectado.

También destaca que la colaboración no es opcional en este tipo de trabajo; es esencial. El progreso depende de que investigadores, diseñadores, ingenieros y clínicos trabajen juntos en distintos campos, poniendo a prueba suposiciones y aprendiendo unos de otros a medida que la ciencia avanza.

En Bitbrain, vemos este mismo principio reflejado en cómo avanza la neurotecnología. Las herramientas que hacen posible investigaciones como la de Cleo son en sí mismas producto de la estrecha colaboración entre científicos, ingenieros y la comunidad investigadora, creadas para traducir las necesidades científicas en instrumentos que funcionen en el mundo real.

Hacia dónde avanza la investigación en neuroarquitectura

Cleo es la primera en reconocer los límites de lo que se conoce actualmente. Su trabajo abarca disciplinas como la arquitectura, neurociencia y salud, y ella no percibe esa posición como una debilidad, sino como la fuente de su valor.

"Es importante tener claro lo que sabemos, pero aún más importante reconocer lo que no."

De lo que está segura es que esta investigación importa, y que llevarla a cabo con rigor, humildad y apertura entre disciplinas es lo que permitirá que marque una diferencia genuina.

"Es un privilegio poder trabajar en un tema que tiene el potencial de apoyar de forma significativa la salud y el bienestar, y algo por lo que estoy muy agradecido."

La arquitectura siempre ha dado forma a nuestra forma de vivir. Lo que empieza a quedar claro, gracias a herramientas como el Versatile EEG y a investigadores dispuestos a usarlas de formas poco convencionales, es que también moldea cómo pensamos, cómo nos sentimos y cómo nuestro cuerpo se adapta con el tiempo. En Bitbrain, apoyar ese trabajo es precisamente la razón de nuestro trabajo. 

Sobre la autora

Almudena Robledo es bióloga sanitaria y neurocientífica, especializada en sueño y neurotecnología. Su experiencia investigadora abarca desde estudios con modelos animales de autismo hasta terapias digitales para el Alzheimer. Actualmente trabaja como Product Manager en Bitbrain, contribuyendo al desarrollo de soluciones innovadoras de neurotecnología creadas por y para investigadores.

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Referencias: 

Valentine, C. (2024). The impact of architectural form on physiological stress: A systematic review. Frontiers in Computer Science. https://doi.org/10.3389/fcomp.2023.1237531

Valentine, C., Steffert, T., Mitcheltree, H., & Steemers, K. (2024). Architectural neuroimmunology: A pilot study examining the impact of biophilic architectural design on neuroinflammation. Buildings. https://doi.org/10.3390/buildings14051292

Joye, Y., Lange, F., & Fischer, M. (2022). Does beautiful nature motivate to work? Outlining an alternative pathway to nature-induced cognitive performance benefits. New Ideas in Psychology, 66, 100946. https://doi.org/10.1016/j.newideapsych.2022.100946

Chulvi, V., Agost, M. J., Felip, F., & Gual, J. (2019). Natural elements in the designer's work environment influence the creativity of their results. Journal of Building Engineering, 101033. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2019.101033

Schertz, K. E., Bowman, J. E., Kotabe, H. P., Layden, E. A., Zhen, J., Lakhtakia, T., Lyu, M., Paraschos, O. A., Van Hedger, S. C., Rim, N. W., Vohs, K. D., & Berman, M. G. (2022). Environmental influences on affect and cognition: A study of natural and commercial semi-public spaces. Journal of Environmental Psychology, 84, 101852. https://doi.org/10.1016/j.jenvp.2022.101852