犹他大学应用认知实验室研究自然对大脑恢复的益处

犹他大学的应用认知实验室运用脑电图(EEG)技术,深入探讨沉浸在自然环境中对人类大脑的潜在恢复性益处。

这一研究领域广泛运用EEG于神经科学的多项用途,包括检测异常和观察大脑功能。

“我们主要使用EEG技术进行研究,因为它即便在户外,也能实时监测大脑活动。”该实验室的首席研究员、大卫·斯特雷耶(David Strayer)教授表示。

实验室目前的一个研究项目分析了从数字平台中抽身、在户外花时间的影响。

斯特雷耶补充道:“我们的研究旨在超越常识‘自然感觉良好’的直观信念,科学地探讨大脑对自然环境的反应。”

据统计,普通美国人每天大约有10小时花费在屏幕前。

这个令人震惊但不意外的数据反映了电脑和手机在专业和休闲生活中的普遍依赖。

这种“数字饱和”或许伴随着成本,尤其是当它取代了户外活动时。

在这些研究中,参与者佩戴32通道高阻抗EEG头盔。

其中一组参与者在犹他大学校园东面的红巴特花园(Red Butte Garden)散步,而另一组则在医疗校园附近的城市走廊漫步。

有些散步的参与者手握智能手机,另一些则完全不受数字干扰。

“我们希望通过前沿的神经科学手段,如虚拟现实(VR)和人脑的单神经元记录,阐明自然如何在基本层面上有助于大脑,这可以帮助那些卧床不起或缺乏自然环境的人群,”团队成员、神经外科教授艾略特·史密斯(Elliot Smith)说。

他们的初步观察显示,自然的时间确实能改善大脑功能。

然而,如果一个人在户外使用手机或其他电子设备,这些益处会受到阻碍,甚至完全被否定。

斯特雷耶指出:“我们可以监测大脑在散步前后的反应,数据表明:在没有手机的自然环境中,恢复效果显著更好。”

当前,大脑被划分为四个独立的注意力网络:警觉网络(保持清醒和警觉);定向网络(寻找突发事件的来源);执行注意力网络(涉及问题解决、规划和创造力);以及默认模式(在冥想或心灵游荡等消极活动中活跃)。

斯特雷耶的研究聚焦于位于前额叶皮层的执行注意力网络,这一区域与规划、决策和创造力密切相关。

它特别容易受到多任务处理和数字过载的疲劳影响。

“在现代城市环境中,执行注意力网络会受到很大压力,”他说道。“但在自然环境中,尤其是在不进行多任务处理时,它得以恢复。”

“我们的研究显示,认知性能有所提高,创造力激增,情绪压力降低,”斯特雷耶说。“我们正在观察像前扣带皮层这样的脑区变化,这与人们几百年来的描述相一致。”

斯特雷耶的跨学科研究团队还包括史密斯、瑞安农·考旺(Rhiannon Cowan,神经外科教授)和简妮娜·斯特法努奇(Jeanine Stefanucci)、艾米·麦当娜(Amy McDonnell,心理学教授)。

他们还正在与接受深脑电极植入治疗的癫痫患者合作。

这些患者因疾病长期卧床接受治疗,并佩戴虚拟现实设备,模拟城市和自然环境。

“这些患者无法在红巴特散步,但他们可以在虚拟现实中走进森林,”斯特雷耶说。“因为我们知道电极的植入位置,我们能够观察到大脑的哪些结构对自然环境作出反应。”

研究人员希望利用这些深脑记录确认在红巴特花园进行的EEG研究所显示的:时间在自然中能刺激大脑关键的认知和情感中心,甚至是虚拟森林也具有同样效果。

随着证据逐渐累积,团队目前正在研究更具体的问题:人们在自然中至少需要待多长时间才能看到可测量的益处?不同类型的自然环境会产生不同的效果吗?这些改进的效果能持续多长时间?

“我们正在逐步解开这些问题,”斯特雷耶说道。“数据正在指向我们对大脑如何恢复的更细致理解,以及如何设计支持心理健康的体验和环境。”

应用认知实验室最近发表的研究文章《步行在自然环境中对人类静息大脑活动的影响》和《沉浸在自然中增强执行注意力的神经指标》已发布于《自然》系列期刊中。

图片源于:attheu