自然景观通过调节丘脑和岛叶皮质活动缓解疼痛的fMRI研究

《HNO Nachrichten》：Auch nicht fertiggestellte Gutachten müssen vergütet werden

为解决自然景观能否直接缓解疼痛的问题，维也纳大学研究团队通过fMRI技术监测49名健康志愿者观看不同场景视频时的脑部活动。结果发现自然场景能显著降低主观疼痛评分，并抑制丘脑、次级体感皮层和 posterior insula 的伤害性信号处理。这表明数字自然体验可能成为疼痛管理的有效辅助手段。

　　

长期以来，临床观察发现手术病房窗外有自然景色的患者术后镇痛药使用量较少，但这类关联性研究无法确定究竟是自然体验本身缓解疼痛，还是对照组面对墙壁的压抑环境加剧了疼痛感知。这种因果关系的不明确性阻碍了自然疗法在临床疼痛管理中的标准化应用。为突破这一局限，维也纳大学Maximilian Steininger领衔的研究团队设计了严格的实验方案，通过脑成像技术直接追踪自然景观对大脑疼痛处理通路的影响。

研究团队招募49名健康志愿者，在其接受手背电刺激疼痛诱导的同时，随机播放三类视频场景：自然风光、室内环境与城市街景。利用功能性磁共振成像（functional magnetic resonance imaging, fMRI）实时记录大脑活动，并结合主观疼痛评分量表，从神经生理与主观感知双维度评估自然场景的镇痛效果。

结果显示，观看自然场景时志愿者的自报疼痛强度显著低于其他两组，而城市与室内场景间的疼痛评分无显著差异。fMRI数据进一步揭示自然视频特异性地抑制了早期伤害性信号处理脑区的活动，包括丘脑（thalamus）、次级体感皮层（sekund?re somatosensorische Kortex）和后侧岛叶皮质（posteriore Insula）。这一发现首次证实自然景观通过调节中枢神经系统的疼痛处理通路产生镇痛效应，且数字化的自然呈现已足够引发该效果，为无法接触真实自然环境的患者（如重症监护或长期卧床者）提供了可行的辅助镇痛方案。

主要技术方法包括：采用电刺激诱导疼痛模型，通过视频播放系统呈现三类环境场景（自然/室内/城市），使用fMRI实时监测脑活动变化，并结合视觉模拟评分量表采集主观疼痛数据。所有分析均基于49名健康志愿者队列完成。

研究结果

主观疼痛评分差异

通过视觉模拟评分比较发现，自然场景组的主观疼痛评分显著低于室内与城市场景组（p<0.05），而后两组间无统计学差异。表明自然视觉刺激具有特异性的疼痛缓解作用。

脑活动成像特征

fMRI数据显示自然视频观看期间，丘脑、次级体感皮层及后侧岛叶皮质的血氧水平依赖信号显著减弱。这些区域与疼痛信号的初级整合和情感维度处理密切相关，提示自然景观可能通过抑制早期感觉传入降低疼痛感知。

场景对比的神经特异性

进一步对比分析发现，城市与室内场景激活的脑区重叠度高，而自然场景独特地调控了涉及注意调节和情绪反应的脑网络（如前额叶-边缘系统连接），这可能协同增强了其镇痛效果。

研究结论与讨论

本研究通过严谨的神经科学实验设计，证实自然视觉体验可直接调节大脑疼痛处理通路，且数字化呈现已能产生显著镇痛效果。这不仅解决了长期存在的因果关系争议，更为临床疼痛管理提供了新思路：对于行动受限的患者，虚拟现实技术辅助的自然暴露疗法可能成为药物镇痛的有效补充。该成果发表于《HNO Nachrichten》2025年第6期，为环境心理学与神经疼痛学的交叉研究提供了重要范式。需要注意的是，本研究样本均为健康志愿者，未来需在临床疼痛患者中验证该效应的普适性。此外，自然场景的具体特征（如植被类型、空间开阔度等）对镇痛效果的调节机制尚待进一步探索。