基于無線生理傳感器與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的復(fù)愈性環(huán)境注意力恢復(fù)作用研究

李同予

薛濱夏*

楊秀賢

張麗穎

王梓懿

1 研究背景

人類對自然環(huán)境健康促進(jìn)作用的關(guān)注，伴隨工業(yè)社會的發(fā)展和城市化進(jìn)程而逐漸興起。自20世紀(jì)70年代起，美國環(huán)境心理學(xué)家注意到自然環(huán)境與人的精力恢復(fù)、壓力減輕及認(rèn)知能力提高的積極聯(lián)系[1-2]，相關(guān)議題迅即成為環(huán)境心理學(xué)、康復(fù)醫(yī)學(xué)、風(fēng)景園林學(xué)及城鄉(xiāng)規(guī)劃等學(xué)科的研究熱點(diǎn)[3-6]。

沿襲19世紀(jì)60年代奧姆斯特德利用綠色空間緩解城市居民注意力疲勞、減輕生活壓力的主張，以及威廉·詹姆斯(William James)主動性注意力概念[1，3，7]，密西根大學(xué)的卡普蘭夫婦(Rachel Kaplan & Stephen Kaplan)于1989年提出注意力恢復(fù)理論(Attention Restoration Theory，ART)[8]，認(rèn)為定向注意力是人們應(yīng)對當(dāng)代快速生活節(jié)奏的重要資源，容易產(chǎn)生疲勞，進(jìn)而導(dǎo)致思維能力和情緒控制的障礙，并提出通過感知自然環(huán)境的逃離性、迷人性、延展性和兼容性而獲得精神補(bǔ)充和情感恢復(fù)[1，7]。環(huán)境心理學(xué)家烏爾里希(Roger Ulrich)等則通過研究手術(shù)病房與住院病人恢復(fù)效果的關(guān)系，提出壓力減輕理論(Stress Reduction Theory，SRT)，認(rèn)為自然環(huán)境對于改善個體壓力或應(yīng)激狀態(tài)，緩解由應(yīng)激源造成的生理、心理及行為上的負(fù)面影響具有積極作用[2，9-11]，而人工環(huán)境往往對這種緩解過程有阻礙作用[2，11]。哈蒂格(Terry Hartig)等于1991年基于不同的復(fù)愈體驗(yàn)理論模型和心理-生理綜合測量手段，測試實(shí)驗(yàn)人群在野外旅行、城市度假和居家安居等不同情境體驗(yàn)之后，在情緒狀態(tài)、幸福感、認(rèn)知能力等方面的差異，證實(shí)自然環(huán)境對于人的身心恢復(fù)具有短期和長期的作用，進(jìn)而提出多國語言版本的感知恢復(fù)性量表(Perceived Restorativeness Scale，PRS)[3]。

近年來，國內(nèi)外學(xué)者基于對自然環(huán)境能夠減輕人的工作壓力、改善情緒、喚醒水平減弱、促使注意力集中和提高認(rèn)知能力的共識[12-18]，借助功能核磁共振(fMRI)、心電傳感器(EKG/ECG)、皮電傳感器(SC)等現(xiàn)代醫(yī)療客觀檢測技術(shù)，以及復(fù)愈性感知量表(PRS)等主觀評價手段，開展實(shí)證研究[12-13，15-18]。主要聚焦以下領(lǐng)域：1)自然環(huán)境和城市環(huán)境對人身心健康和認(rèn)知能力的差異性影響[13-15]；2)自然環(huán)境和虛擬自然環(huán)境在復(fù)愈性功能方面的相似性與不同表現(xiàn)[16]；3)不同特性自然環(huán)境在注意力恢復(fù)方面的差異性表現(xiàn)[17]；4)不同情境下自然環(huán)境相對城市環(huán)境在注意力恢復(fù)方面的差異變化等[18]。

本研究運(yùn)用便攜式生理檢測設(shè)備，克服傳統(tǒng)fMRI等大型醫(yī)療檢測設(shè)備對被試產(chǎn)生的干擾和場景失真等問題，綜合應(yīng)用ART和SRT理論模型，利用沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，協(xié)同檢測ART注意力恢復(fù)理論4種復(fù)愈性環(huán)境及人工環(huán)境在定向注意力恢復(fù)方面的功效，為當(dāng)今健康人居環(huán)境規(guī)劃設(shè)計(jì)提供原始數(shù)據(jù)和理論參考。

2 研究方法

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為本課題組與哈爾濱醫(yī)科大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院醫(yī)學(xué)心理學(xué)科研團(tuán)隊(duì)共同研究制定。實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)位于哈爾濱工業(yè)大學(xué)建筑學(xué)院虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，擁有三通道立體顯示系統(tǒng)、無縫金屬幕(弧長9m、高2.7m、180°)、三維音效系統(tǒng)等專業(yè)級虛擬實(shí)驗(yàn)設(shè)備，最大程度保證了環(huán)境的逼真性。本研究由預(yù)實(shí)驗(yàn)、實(shí)時實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)分析三部分組成。實(shí)時實(shí)驗(yàn)包括3個環(huán)節(jié)：實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、壓力輸入、復(fù)愈性環(huán)境體驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的獲取包括兩方面：1)在沉浸環(huán)境中，獲取反映被試注意力狀態(tài)的腦電波數(shù)據(jù)；2)在沉浸環(huán)境中，獲取反映被試心率和肌電狀態(tài)的生理數(shù)據(jù)。本研究所提供的沉浸式復(fù)愈性環(huán)境，依據(jù)注意力恢復(fù)理論，包括具有以下特征的4種環(huán)境類型：逃離性、迷人性、延展性和兼容性。為了獲得自然環(huán)境與城市環(huán)境對人身心復(fù)愈作用的差異性，實(shí)驗(yàn)增設(shè)一組城市環(huán)境。

2.1 科學(xué)假設(shè)

根據(jù)注意力恢復(fù)理論，當(dāng)人們持續(xù)關(guān)注某件非常重要但不具有吸引力的事情時，需要調(diào)動定向注意力(directed attention)保持精神高度集中，避免因分心而出現(xiàn)差錯，從而導(dǎo)致過度使用神經(jīng)中樞系統(tǒng)的抑制機(jī)能而產(chǎn)生疲勞感；當(dāng)置身于有復(fù)愈性作用的自然環(huán)境中，則無須通過努力就能達(dá)到很高的注意力水平，處于一種非自主注意力(involuntary attention)活躍狀態(tài)，從而使緊繃的神經(jīng)得到松弛和休息，壓力得到釋放，注意力得以恢復(fù)[1，7]。

基于上述理論提出如下科學(xué)假設(shè)：1)在壓力輸入環(huán)節(jié)，多數(shù)被試壓力水平上升，注意力水平上升，后期由于疲勞而注意力下降；2)在復(fù)愈性環(huán)境體驗(yàn)環(huán)節(jié)，多數(shù)被試壓力水平下降，但注意力水平較高，甚至有上升趨勢；3)4種復(fù)愈性環(huán)境的減壓與注意力恢復(fù)作用有差異；4)復(fù)愈性環(huán)境較城市環(huán)境具有更好的減壓和注意力恢復(fù)效果。

2.2 沉浸式虛擬環(huán)境實(shí)驗(yàn)圖片的選擇

4組復(fù)愈性環(huán)境類型及特征如下[1]。

第1組——逃離性(Being Away)：不需要耗費(fèi)定向注意力等腦力活動支持的環(huán)境，如海邊(seaside)、山景(mountains)、湖泊(lakes)、小溪(streams)、森林(forests)、牧場(meadows)等。

第2組——迷人性(Fascination)：自然景觀生而固有的特性，擁有“柔軟的”(soft)質(zhì)感，從而給人留下無盡回味。如云(clouds)、日落(sunsets)、雪花(snow patterns)、微風(fēng)中的落葉(motion of the leaves in the breeze)等。

第3組——延展性(Extent)：有足夠的空間維度及層次，從而調(diào)動人的感知力。野外環(huán)境很容易獲得這種空間特性，但是延展性并不意味著大尺度的空間，小而有層次和歷史感的場所同樣能夠提供延展性。

第4組——兼容性(Compatibility)：環(huán)境設(shè)置能夠滿足使用者正在嘗試或者想要在該環(huán)境中去做的事情。根據(jù)不同需求，可將使用者分為：捕食者角色、運(yùn)動角色、馴化角色、觀賞角色、生存技能角色。

實(shí)驗(yàn)圖片選擇方法：根據(jù)以上4組復(fù)愈性環(huán)境類型，邀請7位評分專家對已經(jīng)過初篩的180張圖片(350dpi，每組環(huán)境圖片36張)進(jìn)行等級評分。7位專家來自國內(nèi)外高校、設(shè)計(jì)公司，分別從事環(huán)境心理學(xué)、建筑設(shè)計(jì)學(xué)、設(shè)計(jì)學(xué)、城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)、風(fēng)景園林學(xué)專業(yè)工作至少10年以上。根據(jù)專家評分結(jié)果和內(nèi)部一致性信度檢驗(yàn)，選取每組復(fù)愈性環(huán)境等級排名前12，4組共計(jì)48張圖片作為虛擬實(shí)驗(yàn)的刺激材料(表1)。

2.3 實(shí)驗(yàn)控制

實(shí)驗(yàn)控制泛指對實(shí)驗(yàn)精度的一切保障工作，通過盡量消除或加以平衡無關(guān)變量、降低實(shí)驗(yàn)誤差，從而保證因變量的變化確實(shí)是由于自變量的變化而引起的[19]65-67。

2.3.1 被試量表評定為降低因被試取樣偏差導(dǎo)致影響實(shí)驗(yàn)效度，參與實(shí)驗(yàn)人員來自5所不同高校的在校本科生、研究生，且具有不同的學(xué)科背景，如建筑學(xué)、會計(jì)學(xué)、聲樂學(xué)、設(shè)計(jì)學(xué)等。為保證實(shí)驗(yàn)順利及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性，要求每位學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前作答《癥狀自評量表Symptom Checklist 90，SCL90》，評定其近期心理健康狀態(tài)。SCL90量表包含較廣泛的精神癥狀學(xué)內(nèi)容，從感覺、情感、思維、意識、行為直至生活習(xí)慣、人際關(guān)系、飲食睡眠等方面均有涉及[20]。將被試作答結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，經(jīng)SCL90評定患有神經(jīng)癥、適應(yīng)障礙等其他輕性精神障礙的學(xué)生，不參與本次實(shí)驗(yàn)。

2.3.2 小樣本設(shè)計(jì)

小樣本設(shè)計(jì)是被試內(nèi)設(shè)計(jì)的一種變式(1≤被試人數(shù)≤30)，由于檢測人數(shù)較少，需要在高度控制的實(shí)驗(yàn)中對每一個被試進(jìn)行大量觀察并記錄，通過對自變量的良好控制和因變量的反復(fù)測量，小樣本設(shè)計(jì)本身就能強(qiáng)有力地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)推論[19]83-87。本實(shí)驗(yàn)為保證虛擬環(huán)境的最佳沉浸體驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，5組環(huán)境體驗(yàn)分開進(jìn)行，每位被試每周在固定時間前來參與實(shí)驗(yàn)，每次實(shí)驗(yàn)間隔1周，且每次實(shí)驗(yàn)僅1人，共持續(xù)5周。時間條件相同，能保證心率等人體生理指標(biāo)的一致性；5種環(huán)境體驗(yàn)相距1周進(jìn)行，避免被試因?yàn)檫B續(xù)作業(yè)、熟悉實(shí)驗(yàn)情景而導(dǎo)致的練習(xí)效應(yīng)(practice effect)和疲勞效應(yīng)(fatigue effect)。通過作答SCL90量表，針對招募的學(xué)生被試進(jìn)行篩查，從13名學(xué)生志愿者中，篩選出9名被試均處于穩(wěn)定的生活和學(xué)習(xí)狀態(tài)，近期無大的情緒波動，無正向或負(fù)面事件的情緒刺激，如獲獎、度假、失戀、掛科、社交等。最終確定參與實(shí)驗(yàn)的9名學(xué)生，年齡在18～26歲，男生5人，女生4人。

2.3.3 預(yù)實(shí)驗(yàn)

為檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的科學(xué)可行性，正式實(shí)驗(yàn)前共進(jìn)行4次預(yù)實(shí)驗(yàn)，針對壓力輸入形式與持續(xù)時間、實(shí)驗(yàn)影像分辨率、刺激圖片持續(xù)時間與間隔等進(jìn)行反復(fù)調(diào)試。實(shí)驗(yàn)室保持恒定溫度、控制環(huán)境噪聲，燈光調(diào)至適合偏暗，保證被試能看到虛擬環(huán)形屏幕最佳圖像。

2.3.4 消減實(shí)驗(yàn)者效應(yīng)

實(shí)驗(yàn)者效應(yīng)(experimenter effect)是指主試在實(shí)驗(yàn)中可能以某種方式(表情、手勢、語氣等)有意無意地影響被試，使他們反映附和主試的期望[19]。主試的音調(diào)語氣、面部表情、無意的肯定或否定等，都會產(chǎn)生潛在的實(shí)驗(yàn)者效應(yīng)，從而干擾實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。本實(shí)驗(yàn)過程中盡力降低實(shí)驗(yàn)者效應(yīng)的干擾，減少主試與被試的互動機(jī)會，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)語全部以文字的形式出現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)影音材料中。

表1 實(shí)驗(yàn)圖片示意

2.4 被試生理及心理數(shù)據(jù)的獲取

2.4.1 腦電波數(shù)據(jù)

本研究運(yùn)用孵化于哈佛大學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室(Harvard Innovation Lab)的腦機(jī)接口設(shè)備：Brain Co 可穿戴無線腦電波(Electroencephalography，EEG)檢測器，通過對人腦前額葉皮外的全頻腦電信號的監(jiān)測，結(jié)合人工智能算法，針對被試在沉浸式環(huán)境中的注意力狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測和數(shù)據(jù)記錄。腦電活動又稱神經(jīng)元振蕩，是大腦信息傳遞的基本載體，可從中解析大腦所想和控制指令。根據(jù)生理特征和頻段范圍，腦電振蕩活動主要分為Delta(δ，<4Hz)、Theta(θ，4～8Hz)、Alpha(α，8～12Hz)、Beta(β，12～30Hz)、Gamma(γ，>30Hz)頻段。BrainCo研發(fā)公司受啟發(fā)于美國航空航天局(NASA)在降低飛行員駕駛過程中注意力疲勞方面的研究和算法開發(fā)[21]，從腦電波算法、芯片及電極層面深入研究，實(shí)現(xiàn)了通過單電極對腦電EEG信號的精準(zhǔn)捕捉。

2.4.2 心率、肌電數(shù)據(jù)

心率(Heart Rate，H R)、肌電(Electrodermal Activity，EDA)數(shù)據(jù)的監(jiān)測能夠?qū)崟r獲取被試的壓力狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)設(shè)備采用美國Empatica公司醫(yī)療級產(chǎn)品E4智能腕帶傳感器(E4 sensors)，能準(zhǔn)確測量心率HR(提取自BVP血容量脈沖)、肌電EDA(提取自GSR皮膚電活傳感器)等5項(xiàng)生理數(shù)據(jù)。Empatica公司共同創(chuàng)始人兼首席科學(xué)家是美國麻省理工學(xué)院教授Rosalind Picard，致力于研發(fā)測量生理信號和情緒之間相關(guān)聯(lián)的可穿戴設(shè)備。壓力變化與交感神經(jīng)激活(交感神經(jīng)喚醒)密切相關(guān)，二者成正相關(guān)關(guān)系。而皮膚是唯一完全由交感神經(jīng)系統(tǒng)支配的器官(并且不受副交感神經(jīng)激活的影響)，壓力能夠引發(fā)交感神經(jīng)系統(tǒng)反應(yīng)并激活汗腺，通過監(jiān)測皮膚表面的細(xì)微電變化(EDA)可以判斷交感神經(jīng)激活的增加，通過監(jiān)測心率變化(HR)可以評估身體活動幅度以及處于覺醒、緊張或休息的狀態(tài)[22](圖1)。

2.5 實(shí)驗(yàn)程序

2.5.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備環(huán)節(jié)

被試進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，適應(yīng)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境。佩戴無線腦電波頭環(huán)、E4手環(huán)設(shè)備，靜坐休息30s。隨后觀看實(shí)驗(yàn)說明(歡迎語、注意事項(xiàng)等)。

2.5.2 壓力輸入環(huán)節(jié)

被試作答6組數(shù)字推理測試題(The PEBL PASAT-Paced Auditory Serial Addition Test)，限時5min18s，腦電波頭環(huán)記錄其注意力變化，E4手環(huán)記錄心率、肌電等生理反指標(biāo)。壓力輸入結(jié)束后休息30s。

2.5.3 復(fù)愈性環(huán)境體驗(yàn)環(huán)節(jié)

稍作休息后，被試觀看不同類型的環(huán)境圖片，每次實(shí)驗(yàn)僅體驗(yàn)一種環(huán)境類型，每種類型共12張圖片(隨機(jī)排列)，播放時間30s/張，限時6min(圖2)。腦電波頭環(huán)記錄其注意力變化，E4手環(huán)記錄心率、肌電等生理反指標(biāo)。每位被試5次實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)的環(huán)境類型分別為：ART-Being Away-逃離性環(huán)境、ART-Fascination-迷人性環(huán)境、ART-Extend-延展性環(huán)境、ARTCompatibility-兼容性環(huán)境、城市街景環(huán)境(前4種環(huán)境下文將分別簡稱為環(huán)境B、F、E、C，城市環(huán)境簡稱“City”)。

圖1 實(shí)驗(yàn)過程及腦電波、心率、肌電數(shù)據(jù)獲取示意圖(李同予、薛濱夏攝)

實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，摘掉實(shí)驗(yàn)設(shè)備并離場。

3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析與結(jié)果

實(shí)驗(yàn)中收集每位被試生理數(shù)據(jù)2 073個(5種環(huán)境場景下，被試的腦電波、肌電、心率)。其中，腦電波EEG數(shù)據(jù)的獲取集中在被試Fpz額極中線區(qū)域(Frontal pole midline point)每0.5s(1幀80字節(jié))生成1個專注力數(shù)值。獲取心電、肌電數(shù)據(jù)的E4手環(huán)，1s生成4個數(shù)值。因此，9位被試完成所有實(shí)驗(yàn)程序后，共生成18 657個數(shù)據(jù)。接下來采用非參數(shù)統(tǒng)計(jì)方法(Nonparametric Statistics)R語言進(jìn)行分析，具體方法包括隨機(jī)游程檢驗(yàn)、Cox-Stuart趨勢性檢驗(yàn)、Wann-WhitneyU秩和檢驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下。

1)注意力。對于環(huán)境B和F，絕大多數(shù)被試的注意力都有所上升，B環(huán)境中67%的被試注意力上升；F環(huán)境中56%的被試注意力上升；E環(huán)境中33%的被試注意力上升；C環(huán)境中33%的被試注意力上升，被試X8注意力沒有變化。從腦電波(主要為反映前葉皮質(zhì)活動的α波)反應(yīng)來看，復(fù)愈性最好的為B環(huán)境，F(xiàn)環(huán)境次之，E、C環(huán)境較差但也具有復(fù)愈性。對于City環(huán)境，33%的被試注意力上升，被試X2受試者注意力沒有改變。City環(huán)境的復(fù)愈性與E、C環(huán)境接近(表2)。

2)心率。對于環(huán)境B、F、E和C絕大多數(shù)被試的心率都有所下降，表明被試由緊張的壓力輸入狀態(tài)轉(zhuǎn)入放松、休息階段。B環(huán)境中，100%的被試心率數(shù)據(jù)均呈現(xiàn)下降趨勢，F(xiàn)、E環(huán)境中78%被試心率呈現(xiàn)下降趨勢，C環(huán)境中67%被試心率呈現(xiàn)下降趨勢。從心率變化角度看，復(fù)愈性最好的為B環(huán)境，其次為F、E，C環(huán)境相對較差但也具有復(fù)愈性。而對于City環(huán)境，33%被試心率上升，其余被試無增長趨勢，與C環(huán)境復(fù)愈效果接近。

圖2 實(shí)驗(yàn)程序示意圖(作者繪)

3)肌電。對于環(huán)境B、F、E和C絕大多數(shù)被試的肌電都有所下降。4種環(huán)境被試肌電下降百分比分別為：B環(huán)境67%、F環(huán)境78%、E環(huán)境中56%、C環(huán)境中44%。從肌電變化角度看，復(fù)愈性最好的為F環(huán)境，其次是B、E環(huán)境，C環(huán)境相對較差但也具有復(fù)愈性。對于City環(huán)境而言，有5名被試的肌電無增長趨勢，44%被試肌電呈現(xiàn)上升趨勢，環(huán)境復(fù)愈性接近E環(huán)境、優(yōu)于C環(huán)境。

4 討論

4.1 ART理論4種特征環(huán)境均有注意力恢復(fù)作用

本實(shí)驗(yàn)在壓力輸入環(huán)節(jié)，被試為避免答題出錯而保持注意力高度集中，腦電波數(shù)值迅速升高，接近峰值。同時，由于過分緊張導(dǎo)致心率、肌電指標(biāo)迅速升高，說明壓力水平較大。稍做間隔，實(shí)驗(yàn)進(jìn)入復(fù)愈性環(huán)境體驗(yàn)階段，絕大多數(shù)實(shí)驗(yàn)者的心率、肌電都呈現(xiàn)下降趨勢，說明壓力明顯降低。與此同時，多數(shù)被試的注意力仍然能夠持續(xù)一段時間居高不下，甚至有上升的趨勢。結(jié)果表明，多數(shù)被試在4種沉浸特征環(huán)境中，能夠在不產(chǎn)生壓力的同時，保持甚至提升注意力水平，符合實(shí)驗(yàn)假設(shè)，均具有注意力恢復(fù)作用。

4.2 逃離性環(huán)境的綜合恢復(fù)作用最好

B環(huán)境中67%的被試注意力呈上升趨勢，100%被試心率呈下降趨勢，67%被試肌電呈下降趨勢。F環(huán)境的恢復(fù)作用次之，56%被試注意力呈上升趨勢，78%被試心率和肌電呈下降趨勢。E、C環(huán)境的作用相對較差但也具有復(fù)愈性。依據(jù)ART理論，逃離性環(huán)境并不局限于郊野環(huán)境，在城市中安全親和、隔離效果強(qiáng)，具有逃離性特征的自然環(huán)境，也同樣具有注意力恢復(fù)作用[1]。

表2 被試在5種環(huán)境中的注意力狀態(tài)變化示意

4.3 城市環(huán)境也具有一定的復(fù)愈性作用

針對環(huán)境復(fù)愈性的研究，幾乎一致認(rèn)為自然環(huán)境具有明顯改善身心健康的效果，而城市環(huán)境則恰恰相反。但本實(shí)驗(yàn)結(jié)果卻出乎意料，在觀賞城市環(huán)境圖片時，67%被試心率無增長趨勢，56%被試肌電水平無增長趨勢，與C環(huán)境結(jié)果接近，表明觀看城市環(huán)境圖片并沒有增加過多認(rèn)知活動負(fù)荷。城市環(huán)境的壓力減輕效果雖不如B和F環(huán)境，但接近E環(huán)境、優(yōu)于C環(huán)境。

4.4 個體在生理變化和文化偏好的差異不容忽視

被試在生理波動和文化偏好上的個體差異，使得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在個別項(xiàng)目上出現(xiàn)一定分化，這與以往基于感知恢復(fù)性量表(PRS)高度一致的評測結(jié)果有所不同。以問卷調(diào)查形式為特點(diǎn)的PRS量表主觀性較強(qiáng)，而便攜式生理檢測技術(shù)的出現(xiàn)，使得心理學(xué)實(shí)驗(yàn)走向?qū)崟r和精細(xì)化的趨勢，能夠反映出被試的個體差異。例如，F(xiàn)環(huán)境中的X2受試者、C環(huán)境中的X8受試者、City環(huán)境中的X2受試者，注意力指標(biāo)檢測中并沒有明顯趨勢等。即使實(shí)驗(yàn)前期已做了充分的實(shí)驗(yàn)控制工作，但個體差異所導(dǎo)致的實(shí)驗(yàn)結(jié)果分化，的確在心理學(xué)實(shí)驗(yàn)中不容忽視。

5 結(jié)語

實(shí)驗(yàn)證實(shí)，ART理論中的逃離性、迷人性復(fù)愈環(huán)境具有最好的注意力恢復(fù)效果，城市環(huán)境也具有一定恢復(fù)效果。便攜式生理檢測技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展，使得針對自然環(huán)境注意力恢復(fù)的研究，在實(shí)時、動態(tài)、精細(xì)化的背景下，以更接近真實(shí)的情景獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。新技術(shù)的應(yīng)用，在提高實(shí)驗(yàn)信度和效度的同時，也體現(xiàn)出更強(qiáng)的個體生理和心理體質(zhì)的差異性，揭示人與環(huán)境交互作用過程中更為復(fù)雜的關(guān)系和機(jī)制。

通過對自然環(huán)境特征復(fù)愈性效果的比較和排序，該研究也對未來康養(yǎng)旅游項(xiàng)目的選址、路線選擇及康復(fù)景觀設(shè)計(jì)特征塑造、場景組織等實(shí)踐探索起到一定借鑒意義。實(shí)驗(yàn)證明逃離性、迷人性環(huán)境綜合恢復(fù)作用最好，說明在城市環(huán)境景觀塑造中，保持生物多樣性、自然美學(xué)特征、新奇性和野趣的重要性。城市環(huán)境與延展性、兼容性環(huán)境復(fù)愈作用接近，說明人工環(huán)境不只是單純的消極角色，仍具有可塑的潛力和價值，可以通過自然特征的強(qiáng)化來提高環(huán)境療愈效果。這些發(fā)現(xiàn)都為今后在設(shè)計(jì)中選擇或融入復(fù)愈性環(huán)境特征，提升綠道、林地、水體等城市開放空間品質(zhì)，創(chuàng)造復(fù)愈性景觀形式提供借鑒。此外，復(fù)愈性環(huán)境的兼容性，即如何滿足大多數(shù)人的行為需求，也是康復(fù)景觀設(shè)計(jì)中應(yīng)該考慮的重要因素。

致謝：感謝BrainCo腦機(jī)接口技術(shù)研發(fā)公司為本項(xiàng)研究提供實(shí)驗(yàn)設(shè)備，感謝公司CEO、哈佛大學(xué)腦科學(xué)中心博士韓璧丞先生，研發(fā)工程師許大柱博士、美國加州大學(xué)戴維斯分校楊錦陳博士提供的支持和幫助。