虚拟自然景观通过调节丘脑及痛觉皮层活动发挥镇痛作用：一项fMRI研究

《HNO Nachrichten》：Bereits der virtuelle Blick ins Grüne lindert Schmerzen

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技术监测志愿者观看不同场景视频时的脑活动。结果发现自然场景能显著降低主观疼痛评分，并抑制丘脑、次级体感皮层等痛觉通路的关键脑区活动，提示数字自然体验或可成为疼痛管理的有效辅助手段。

　　

长期以来，医学观察发现外科病房窗外的自然景观似乎具有特殊的治愈力量——那些能够看到树木的患者术后镇痛药使用量显著少于面对墙壁的患者。这种"绿色镇痛"现象在多项关联研究中被记录，但始终存在一个核心谜题：究竟是自然体验本身缓解了疼痛，还是混凝土墙壁的压抑环境反而加剧了对照组的痛苦感受？由于现实环境难以精确控制，传统观察性研究无法揭示其中的因果机制。

这一科学困局直到维也纳大学Maximilian Steininger领衔的研究团队采用创新实验设计才得以突破。该团队意识到，需要将自然暴露的镇痛效应从环境负面影响中剥离出来，才能真实评估自然景观的神经调节作用。他们的研究成果于2025年发表在《自然·通讯》期刊，并被专业媒体《HNO Nachrichten》重点报道，为数字健康领域提供了重要的神经科学证据。

研究团队设计了一个精密的实验范式：49名健康志愿者在接受手背电击刺激的同时，通过视频分别观看三种不同场景——自然风光、室内环境和城市街景。整个过程通过功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging, fMRI)实时监测大脑活动变化，随后参与者需对疼痛强度进行主观评分。这种设计首次实现了在控制感官输入条件下，直接比较不同环境对痛觉处理的神经机制差异。

关键技术方法主要包括：采用交叉设计让49名健康志愿者在fMRI监测下接受标准化电痛刺激，同步呈现三类视频场景（自然/城市/室内）；通过疼痛评分量表收集主观痛觉数据，并运用fMRI分析痛觉处理关键脑区（包括丘脑、次级体感皮层、后侧岛叶）的神经活动变化。

研究结果

主观疼痛评分差异显著

数据分析显示，当参与者观看自然风光视频时，自我报告的疼痛强度评分显著低于观看城市景观或室内场景的条件。而城市与室内环境之间的疼痛评分则未表现出统计学差异。这一结果明确提示自然视觉刺激具有特异性的镇痛效果，而非简单地将城市环境作为负面对照。

痛觉通路神经活动受抑制

fMRI脑成像数据揭示了更为深层的机制：在自然场景呈现期间，早期伤害性信号处理通路的关键节点表现出活动抑制。特别是丘脑(thalamus)——作为感觉信息传入大脑的"闸门"控制中心，其活动强度明显降低。同时，负责痛觉精细加工的次级体感皮层(secondary somatosensory cortex)以及整合情感与感觉信息的后侧岛叶(posterior insula)也呈现相似的活动减弱模式。这些脑区共同构成了痛觉信息处理的核心网络，其活动抑制与主观疼痛减轻表现出高度一致性。

自然暴露的可行性拓展

值得注意的是，研究团队特别强调这种镇痛效应并非必然要求物理层面的自然接触。即使通过数字媒介呈现的自然景观，仍能引发显著的疼痛缓解作用。这为临床疼痛管理，特别是行动受限患者的辅助治疗开辟了新思路。在医疗环境设计中融入虚拟现实(virtual reality, VR)技术模拟自然场景，可能成为低成本、非药物镇痛干预的有效补充方案。

结论与讨论

Steininger团队的研究通过严谨的神经科学实验证实了自然视觉暴露的独立镇痛效应，并首次精准定位了相关神经调节靶点。该发现具有多重意义：在理论层面，它证实了自然刺激对中枢痛觉处理通路的直接调制作用，而非仅通过注意力分散或情绪改善等间接途径实现；在临床实践层面，研究为开发基于数字自然的非药物镇痛方案提供了实证支持，特别适用于手术康复、慢性疼痛管理等场景；在方法学上，该研究建立了环境心理学与认知神经科学交叉研究的新范式。

尤其值得关注的是，这种"数字自然"的便捷性与可及性使其具备广泛的转化潜力。对于长期住院患者、行动不便的老年人或医疗资源匮乏地区，虚拟自然干预可能成为提升医疗体验和生活质量的有效工具。未来研究可进一步探索不同自然元素（如水体、森林等）的差异化效应，以及最佳暴露时长和频率等参数优化。

当然，该研究仍存在一定局限，如样本均来自健康人群，疼痛刺激为急性实验性疼痛，其结论能否直接推广至临床疼痛患者仍需验证。此外，自然景观的文化特异性、个体审美偏好等因素可能调节镇痛效果，这些都有待后续研究深入探讨。但毫无疑问，这项研究为我们理解环境与健康的关系增添了重要的神经科学维度，也为数字医疗创新提供了富有前景的方向。