默认模式网络连接通过自然观察增强应激恢复的神经机制及其在情绪调节中的作用

本研究针对城市环境压力导致的心理健康问题，探讨了自然图像观察对应激恢复的影响及其神经机制。通过fMRI技术，研究人员发现自然观察可显著改善情绪和状态反刍，并增强默认模式网络(DMN)子系统与注意/执行网络的连接，为室内自然干预提供了神经科学依据，对缓解城市居民心理压力具有重要意义。

　　

随着城市化进程加速，城市生活压力不断增大，人们长期处于高压环境中可能导致心理健康问题。研究表明，情绪和焦虑障碍在城市中心更为普遍，且发病率持续上升。面对这一现状，自然环境的恢复效益被强调为减轻压力对人类认知和情绪影响的重要手段。大量研究证实，接触自然环境可以改善心理健康，例如在绿色空间散步与抑郁情绪改善相关，而沉浸于森林环境则能显著减轻抑郁和焦虑症状。然而，城市化导致自然环境的丧失和自然资源的枯竭，如果能够找到比远足和散步更便捷的接触自然的方式，将大大扩展心理健康改善的机会。

近年来，许多研究开始关注通过观看图像或视频以及使用虚拟现实技术间接接触自然的效果。多项研究表明，通过观看自然环境的图像对人类健康和幸福感具有潜在作用，能够促进注意力恢复、改善执行功能、缓解负面情绪和压力。但也有研究指出，即使包含视频的虚拟自然模拟可能也无法完全复制户外自然的体验或有效恢复注意力资源。这表明观看自然图像对心理健康的影响仍需进一步探索。

在此背景下，研究人员开展了这项发表在《Neurobiology of Stress》的研究，旨在考察观看自然图像对应激后恢复的影响及其神经机制。研究团队招募了131名健康大学生，随机分配到自然图像观看组(NG)或城市图像观看组(CG)，其中49名参与者进一步被选择进行功能性磁共振成像(fMRI)扫描。

研究人员采用的主要技术方法包括：使用特里尔社会应激测试(TSST)诱导心理应激；通过主观评分和唾液皮质醇水平测量评估行为表现；利用3.0T fMRI设备采集任务态血氧水平依赖(BOLD)信号；基于GRETNA工具箱进行fMRI数据预处理；采用种子点分析方法研究默认模式网络(DMN)及其子系统的功能连接(FC)；使用DPABI软件进行FC分析；并通过统计学方法分析行为数据和神经数据之间的关系。

研究结果显示了多个重要发现：

在应激诱导效果方面，研究发现经过TSST应激诱导后，两组参与者的主观评分和唾液皮质醇水平均发生显著变化，表明应激被成功诱导。

在图像观看后的恢复效果方面，NG组参与者报告了更大的积极情绪变化、更低的消极情绪和更少的状态反刍，表明自然观察对情绪和状态反刍具有恢复作用。

在整体DMN及DMN子系统内和间的FC方面，研究发现NG和CG之间在整体DMN的FC以及DMN子系统内和间的平均FC均未观察到显著差异。

在DMN子系统与全脑网络的FC方面，研究发现当参与者观看自然而非城市图像时，每个DMN子系统与其他网络的FC模式存在显著差异。具体而言，核心DMN(cDMN)与视觉网络(VN)的连接增强；背侧DMN(dDMN)与DMN和体感网络(SMN)的连接增强；内侧DMN(mDMN)与额顶网络(FPN)、背侧注意网络(DAN)和腹侧注意网络(VAN)的连接增强。

更重要的是，研究发现这些功能连接与行为恢复评分之间存在显著相关性。cDMN与VN的连接强度与消极情绪恢复评分呈正相关；mDMN与FPN的连接强度与消极情绪恢复评分呈正相关；mDMN与DAN和VAN的连接强度与积极情绪恢复评分呈正相关；mDMN与VAN的连接强度还与状态反刍恢复评分呈正相关。

研究结论表明，观看自然图像与情绪和状态反刍的改善以及DMN子系统与其他网络连接的变化相关。这些结果强调，自然观察通过自下而上的方式吸引注意力，使得自上而下的定向注意力能力得以脱离，从而促进从应激中恢复。神经影像数据通过证明DMN子系统与其他网络之间的功能耦合，扩展了当前对室内自然观察恢复效应的理解，为解决压力城市环境中的心理问题提供了积极的应对方法。

讨论部分进一步阐述了研究发现的重要意义。研究表明即使没有真实体验自然环境，仅仅观看自然图像也能在一定程度上有效缓解心理压力并带来更积极的情绪，这支持了注意力恢复理论(ART)。研究发现表明，自然观察的恢复效应的神经机制可能更为复杂，不仅反映在DMN内的FC模式中，而且DMN子系统与其他脑网络(如注意和执行功能区域)之间的连接可能起着更重要的作用。特别是mDMN子系统在观看自然图像时更多地参与情绪和状态反刍的恢复，这可能是因为自然环境唤起了逃离感、吸引力和和谐感，从而增强了情境记忆和空间意识与意象。此外，mDMN与涉及注意和执行功能区域之间增强的脑连接可能在应对压力中起着至关重要的作用，使个体能够重新构建思维，优先考虑积极情绪，并通过自上而下的处理进行情绪管理。

这些发现为开发基于自然观察的心理干预措施提供了重要的神经科学证据，特别是在城市环境中为居民提供便捷、有效的压力缓解方法方面具有重要应用价值。