综述：关于自然暴露对儿童和青少年神经系统影响的系统评价：对基于自然的学习方式的启示

《Journal of Environmental Psychology》：A systematic review of the impacts of nature exposure on the nervous system in children and youth: Implications for nature-based learning

自然暴露对儿童及青少年神经生物学的影响：一项系统综述

　　儿童和青少年对自然环境的接触与他们的神经系统活动之间存在密切关联，这种联系在从基础教育到大学教育的多个年龄段中都有体现。随着城市化进程的加快，越来越多的人远离自然环境，而自然环境对人类心理和生理健康的影响已经被广泛研究。然而，关于自然暴露对神经系统的影响，特别是对儿童和青少年的神经生物学特征的影响，仍然存在许多未知。因此，本文旨在通过系统回顾，填补这一知识空白，探讨自然暴露如何影响大脑结构、大脑活动以及外周神经系统。

在系统回顾中，我们检索了多个数据库，包括Children & Nature Network Research Library、APA PsycNet、Scopus、CINAHL、EMBASE和Medline，共找到了26篇相关研究。这些研究涵盖从基础教育到大学教育的多个年龄段，包括不同类型的自然暴露，如户外自然环境、室内植物、自然景观图片等。研究结果表明，自然暴露与大脑结构的变化有关，特别是前额叶皮层（PFC）灰质体积的增加。此外，在自然暴露单独条件下，外周神经系统活动与大脑活动显示出一种“放松但警觉”的状态，这种状态体现在较低的交感神经系统活动、较高的副交感神经系统活动、前额叶皮层活动和脑波的减少，除了β波的增加，这表明大脑处于一种更警觉的状态。

在自然暴露与身体或认知任务结合的情况下，大脑活动也显示出放松和冥想状态。自然暴露与认知任务结合的条件通常伴随着大脑活动的增加，这反映了注意力处理和认知资源分配的改善。这些发现支持了自然学习在基础教育和大学教育中的应用，表明自然暴露可能对青少年和年轻人的学习有积极影响。尽管已有研究指出自然环境对成年人的注意力恢复和压力缓解有积极作用，但关于自然暴露对儿童和青少年的神经生物学影响的研究仍较为有限。

自然暴露对大脑结构的影响可能与大脑的可塑性有关，尤其是在儿童和青少年时期，大脑仍在发育过程中，因此更容易受到环境因素的影响。例如，一些研究发现，长时间在户外活动与前额叶皮层灰质体积的增加有关，这可能意味着自然暴露对大脑结构的塑造有潜在的促进作用。这种结构上的变化可能与自然环境对注意力和情绪调节的积极影响有关，进而对学习和认知发展产生有益效果。

在自然暴露条件下，大脑活动的变化通常表现为较低的交感神经系统活动和较高的副交感神经系统活动，这表明身体处于一种放松状态。然而，β波的增加则表明大脑仍然保持警觉性，这种警觉性可能与自然环境的某些特征有关，如视觉刺激的减少和认知负荷的降低。在自然暴露与认知任务结合的条件下，大脑活动显示出更高的注意力处理效率和更有效的认知资源分配，这可能与自然环境对注意力恢复的促进作用有关。

此外，自然暴露还与外周神经系统活动的变化相关，如心率变异性（HRV）和脉搏率的降低，这些变化反映了生理上的放松状态。然而，自然暴露对注意力和认知功能的具体影响仍需进一步研究，以确定其在不同年龄段的差异和机制。例如，一些研究发现，自然暴露与注意力和情绪调节的改善有关，但这些结果是否适用于所有年龄段仍需验证。

在研究设计方面，大多数研究采用了组内设计，即参与者在同一实验中接受不同的自然暴露条件。这种设计有助于控制个体差异，但难以确定自然暴露与神经生物学指标之间的因果关系。一些研究还采用了组间设计，即参与者被随机分配到不同的自然暴露条件中，但这些研究在报告随机分配过程时存在不一致。因此，未来的研究需要更严格的设计，包括纵向研究和随机对照试验，以更准确地评估自然暴露对神经生物学指标的长期影响。

在研究方法上，大多数研究使用了EEG和fMRI等技术来测量大脑活动，但这些技术各有优缺点。EEG技术成本较低，可以在自然环境中使用，但其空间分辨率较低，难以测量深层脑活动。fMRI技术则提供了更深入的大脑分析，但其成本较高，通常需要在医院或实验室环境中进行，这可能限制了其在自然环境研究中的应用。因此，未来的研究可以考虑结合多种技术，以更全面地评估自然暴露对神经系统的影响。

在研究的外部变量控制方面，大多数研究控制了天气、温度、湿度等环境因素，但很少有研究明确指出这些因素对结果的显著影响。此外，只有少数研究控制了社会经济地位（SES）等变量，而SES可能对研究结果产生重要影响。因此，未来的研究需要更全面地控制这些变量，以确保研究结果的可靠性。

综上所述，自然暴露对儿童和青少年的神经系统有积极影响，特别是在注意力恢复和压力缓解方面。这些发现支持了自然学习在教育中的应用，尤其是在基础教育和大学教育中。然而，由于研究方法和外部变量控制的局限性，这些结论仍需进一步验证。未来的研究应关注不同年龄段的自然暴露效果，以及如何通过自然学习改善注意力和认知功能。此外，研究应更加注重方法的严谨性，以确保研究结果的科学性和可靠性。