压力大时该选什么颜色的房间？港科大(广州)研究团队用VR+fNIRS揭示色彩调控压力恢复的神经机制

在快节奏的现代社会，心理压力已成为全球性健康隐患，而人们90%以上的时间在室内度过，室内环境设计成为调节压力的重要突破口。色彩作为最直观的视觉刺激，对情绪和认知有着潜移默化的影响，但传统研究多依赖主观评价，缺乏对其背后神经生理机制的精准解析。

香港科技大学(广州)研究团队在期刊Building and Environment(IF=7.4)上发表了一项研究，创新性地融合沉浸式虚拟现实(VR)与功能性近红外光谱(fNIRS)技术，系统探究了七种单色墙面环境对急性压力恢复的影响，揭示了色彩调控压力恢复的神经机制与时间动态特征，为循证式减压空间设计提供了科学依据。

研究背景

慢性压力会导致前额叶皮层、海马体等关键脑区的结构和功能改变，诱发焦虑、抑郁等一系列身心健康问题。相较于药物和心理干预，基于室内环境的调节策略因具有普适性、无创性的优势，逐渐成为研究热点。色彩作为环境设计的核心要素，早已被证实能引发不同的情绪和生理反应，例如红色常与警觉性提升、紧张感增加相关，蓝色则多与放松状态关联，但现有研究存在明显局限：一方面，多依赖主观问卷或行为数据，难以捕捉实时神经活动；另一方面，真实环境中存在光照、材质等干扰因素，无法精准分离色彩的独立作用。

VR技术的出现解决了环境控制难题，可构建高生态效度且变量可控的虚拟场景；而fNIRS技术凭借便携性强、抗干扰等特点，能在VR沉浸状态下实时监测前额叶皮层的血流动力学变化，完美适配动态实验需求。当前，将VR与fNIRS结合研究色彩对压力恢复影响的探索尚为匮乏，且未关注色彩效应的时间动态变化，也未明确不同色彩与压力调节相关脑区激活的关联规律。基于此，本研究聚焦七种典型色彩，以急性压力恢复为切入点，丰富了色彩减压神经机制的研究。

研究方法

研究招募了38名健康大学生(18名女性、20名男性，年龄21-33岁)，采用被试内设计开展实验。实验选取红、蓝、橙、黄、绿、紫、白七种覆盖可见光谱的单色，在HSL色彩空间中固定饱和度和明度以排除干扰，并通过光谱辐射计校准VR设备显示效果。

实验借助VR构建3m×3m×2.8m的封闭虚拟房间，仅墙面色彩随实验条件变化，地面和天花板保持中性灰色。使用fNIRS设备监测被试前额叶皮层的氧合血红蛋白(HbO)浓度变化，选取背外侧前额叶皮层(DLPFC)、额极区(FPA)、运动前区和辅助运动皮层(PreM&SMC)、额眼区(FEF)作为感兴趣脑区(ROI)；采用状态-特质焦虑量表简版(STAIS-5)评估主观焦虑水平。

实验流程分为基线休息、压力诱导和色彩恢复三个阶段：先让被试在黑暗虚拟环境中休息180秒(最后60秒为神经生理基线)；随后通过计算机化听觉连续加法任务(PASAT-C)诱导急性压力，时长60秒；接着被试随机进入七种色彩墙面的虚拟房间进行60秒压力恢复，期间同步记录fNIRS数据，恢复后填写STAIS-5；每个实验块之间设置60秒黑暗休息以消除残留效应，全程共完成七个实验块。

图1 虚拟环境及实验过程概述

研究结果

研究发现，PASAT-C任务成功诱发了急性压力，与基线相比，DLPFC、FPA、PreM&SMC、FEF四个感兴趣脑区的HbO浓度均显著升高，且多数被试在至少一个脑区表现出明显的任务相关血流动力学反应，证实压力诱导符合实验预期。

图2 (a) 基线和应激阶段的组级HbO激活图谱；(b) 基线和压力下四个ROI的平均HbO值

结果表明，墙面色彩对DLPFC、PreM&SMC、FEF的激活均有显著影响。其中，红色墙面在三个脑区的激活水平最高，显著高于白色等多种色彩；紫色激活也较高；而白色墙面的激活水平最低，蓝色墙面同样表现出较低的激活，二者均有助于情绪调节。

图3 墙面颜色对压力恢复期间皮层激活的主要影响

此外，色彩对压力恢复的影响存在时间动态差异。PreM&SMC在压力恢复中期(20-40秒)的激活峰值显著高于早期和晚期；DLPFC和FEF存在显著的色彩×时间交互效应，表现为红色在恢复早期(0-20秒)就引发FEF的强烈激活，黄色在中期显著提升DLPFC激活，白色则在恢复晚期(40-60秒)才表现出FEF激活，反映出不同色彩调控压力恢复的时间特异性。

图4 墙面颜色与恢复时间对大脑激活的相互作用

STAIS-5数据显示，红色和紫色墙面的焦虑评分显著高于基线，且红色评分显著高于蓝色、白色等色彩；相关性分析进一步发现，黄色条件下DLPFC激活与焦虑评分呈负相关，红色条件下FEF激活与焦虑评分呈正相关，白色条件下PreM&SMC激活与焦虑评分呈正相关。

图5 在特定颜色下，皮层激活与焦虑之间的相关性

结论和意义

本研究通过VR与fNIRS的结合应用，明确了室内墙面色彩对急性压力恢复的调控作用及神经机制。红色和紫色会加剧DLPFC、FEF等脑区的激活，增强认知控制负荷和注意力警觉性，进而升高主观焦虑水平，不利于压力恢复；而蓝色和白色能抑制相关脑区过度激活，有效下调情绪唤醒度，展现出良好的减压潜力。同时，色彩的减压效应并非静态，而是呈现出明显的时间动态特征，如红色的影响集中在恢复早期，白色则在晚期发挥作用。

该研究不仅在理论上丰富了神经建筑学和环境心理学的内容，揭示了色彩影响压力恢复的神经通路与时间规律，还为实际空间设计提供了明确指引。医院、学校、办公室等需要缓解压力的场所，可优先选用蓝色或白色作为主色调；而需要保持警觉性的空间，可适当融入红色元素。

DOI: Jia, D., Li, W., Wang, X., Jiang, Y., Yu, L., & Xia, G. (2025). Color matters: Investigating stress recovery in VR - simulated interior environments using fNIRS and anxiety measures. Building and Environment, 285, 113609.

引用：https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2025.113609