虚拟压力测试：基于TSST-VR分析自然图像观看对内分泌、代谢、心血管及心理反应的恢复作用及其默认模式网络机制

本研究针对城市压力导致的心理健康问题，探索了室内观看自然图像对压力恢复的效果。通过结合行为实验与功能磁共振成像(fMRI)，研究发现观看自然图像可显著改善积极情绪、降低负面情绪及状态反刍，并揭示了默认模式网络(DMN)子系统与注意、执行网络功能连接的变化，为利用自然视觉暴露缓解城市压力提供了神经科学依据。

　　

随着城市化进程不断加快，城市居民面临的压力日益增大，长期处于高压环境容易引发焦虑、抑郁等心理健康问题。已有大量研究表明，接触自然环境能够有效缓解压力、改善情绪状态，例如在绿色空间中散步或沉浸于森林环境可以显著减轻抑郁和焦虑症状。然而，由于自然环境的稀缺性和可达性限制，并非每个人都能方便地获得这种“自然疗愈”体验。那么，能否通过更便捷的方式——比如仅仅观看自然图像——来达到类似的恢复效果呢？这一问题不仅具有重要的现实意义，也为探索人脑与自然交互的神经机制提供了新的研究方向。

在这一背景下，研究人员在《Neurobiology of Stress》发表了一项研究，旨在通过虚拟压力测试和脑成像技术，系统分析观看自然图像对压力恢复过程中内分泌、代谢、心血管及心理反应的影响，并重点探讨了默认模式网络在其背后的作用机制。

该研究招募了131名健康大学生，将其随机分为自然图像观看组（NG）和城市图像观看组（CG），其中49名参与者进一步接受了功能磁共振成像（fMRI）扫描。研究采用Triar社会压力测试（TSST）诱发参与者的急性压力状态，随后通过观看30张自然或城市图像（每组图像展示20秒）进行恢复。研究人员收集了参与者的主观评分（包括积极情绪、消极情绪、放松程度、紧张度和状态反刍）和唾液皮质醇水平，并利用基于种子点的功能连接（FC）分析方法，考察了默认模式网络（DMN）内部及其与全脑其他网络之间的连接模式。

主要技术方法包括：使用TSST进行标准化压力诱导；通过E-Prime 3.0呈现图像并收集行为数据；采用3.0T fMRI采集任务态血氧水平依赖（BOLD）信号；使用GRETNA和DPABI工具包进行图像预处理和功能连接分析；选取DMN的11个左侧化种子点，包括核心DMN（cDMN）、背侧DMN（dDMN）和内侧DMN（mDMN）子系统；通过统计分析比较组间差异及相关性。

研究结果如下：

一、行为层面，NG组在观看图像后表现出比CG组更显著的积极情绪提升（t=2.610, p=0.010）、消极情绪降低（t=?3.008, p=0.003）和状态反刍减少（t=?2.103, p=0.037），但在唾液皮质醇水平上未发现显著组间差异。

二、在整体DMN功能连接上，NG与CG之间未发现显著差异，DMN子系统内部及彼此之间的连接强度也无明显不同。

三、进一步分析发现，NG组在多个DMN子系统与外部脑网络的功能连接上呈现增强模式。具体而言，cDMN与视觉网络（VN）区域（如中枕叶回MOG）连接增强，且该连接与消极情绪恢复评分呈正相关（r=0.542, p=0.005）。mDMN与Frontoparietal网络（FPN）、背侧注意网络（DAN）、腹侧注意网络（VAN）等多个网络的连接也显著增强，其中mDMN–FPN连接与消极情绪恢复相关，mDMN–DAN和mDMN–VAN连接则与积极情绪和状态反刍的恢复显著相关。

这些结果说明，自然图像观看不仅行为上促进了情绪和反刍思维的恢复，更在神经层面通过调节DMN子系统与注意、执行控制网络的耦合，发挥了压力缓解作用。尤其值得注意的是，mDMN（涉及情景记忆与自我投射）在与多注意力网络的交互中扮演了关键角色，支持了注意力恢复理论（ART）的假说——自然刺激以自下而上的方式吸引注意力，从而使自上而下的定向注意力系统得以恢复。

本研究得出结论：观看自然图像能够通过调节大脑网络功能连接，有效促进压力后的情绪恢复和反刍思维减少，尤其依赖DMN（特别是mDMN子系统）与注意力相关网络的协同活动。这一发现不仅为城市环境下利用视觉自然暴露改善心理健康提供了实证依据，也深化了我们对自然疗愈神经机制的理解，为未来开发基于图像的干预策略奠定了理论基础。

讨论部分进一步强调，尽管唾液皮质醇未显示出显著组间差异，可能由于测量时间点限制未能捕捉到皮质醇动态变化，但行为与神经数据的一致结果表明，自然图像观看作为一种简便、低成本的干预方式，尤其适用于高压城市人群。此外，研究结果提示，自然体验可能通过重构记忆、情境模拟和注意力转移等多重机制，促进心理恢复，这为后续探索DMN在不同认知-情感过程中的作用提供了重要方向。