上海应用技术大学易封萍教授团队：香味干预促进压力恢复——来自脑神经活动调节的证据

1.研究背景

  随着城市化进程的加快，人们大部分时间处于室内环境中，室内环境因素对个体心理健康和压力状态具有重要影响。如何通过环境设计促进心理恢复与压力缓解，已成为建筑环境与健康研究的重要议题。嗅觉作为人类重要的感知通道之一，其信息可以通过嗅觉神经直接作用于边缘系统和下丘脑等情绪与应激调节相关脑区，因此气味刺激被认为具有潜在的情绪调节和压力恢复功能。已有研究表明，一些植物精油具有缓解焦虑和促进放松的作用，其中薰衣草精油在芳香疗法中应用最为广泛。

然而，既往研究多依赖主观量表评价气味的心理效应，对其神经机制的探讨相对有限。同时，传统脑电分析方法主要关注功率谱变化，对复杂脑动态过程的刻画仍然不足。近年来，脑电微状态(EEG microstate)分析和功能连接(functional connectivity, FC)分析被认为能够反映大脑在毫秒尺度上的动态网络组织结构，为研究压力状态及其恢复机制提供了新的神经指标。因此，本研究以室内芳香嗅觉干预为切入点，通过脑电微状态与功能连接分析，探讨不同气味条件下个体压力恢复的神经活动特征，并比较单一薰衣草精油与复方精油在缓解压力方面的效果差异，从而为室内环境中基于嗅觉刺激的心理恢复策略提供神经科学证据。

2.研究方法

  本研究首先发放抑郁自评量表进行筛选，从回收的214份有效问卷中筛选出75名对压力较为敏感的个体，并邀请其中30名参与实验。由于脑电信号伪迹等原因，最终纳入分析的有效样本为24名大学生被试(13名男性、11名女性，年龄22–24岁)。实验设置三种气味条件，包括无气味条件、薰衣草精油条件以及复方精油条件，其中复方精油由薰衣草、罗马洋甘菊、迷迭香、薄荷和香蜂草按一定比例混合并稀释至18%浓度。实验采用数学计算任务诱发不同水平的心理压力，通过控制运算难度形成轻度压力和重度压力两种情境。

图1 研究流程示意图

  脑电数据使用ANT Neuro eego™ mylab 32导脑电系统采集，电极按照国际10–20系统布置，采样率为512 Hz，并将电极阻抗控制在5 kΩ以下。在数据分析方面，首先对脑电微状态进行分割并提取微状态A、B、C、D的平均持续时间、时间占比、出现频率及状态转移概率等指标；随后对theta频段(4–8 Hz)的脑区功能连接进行分析，并采用加权相位滞后指数(weighted Phase Lag Index, wPLI)评估不同脑区之间的同步活动，以探讨压力状态及嗅觉干预对大脑网络动态的影响。

图2 ANT Neuro eego^TM mylab

3.实验结果

  结果表明，在无气味条件下，与无压力状态相比，轻度压力会导致微状态B和微状态C的出现频率下降，同时微状态D的持续时间和时间占比增加，并伴随A→D和D→A状态转移概率的提高。重度压力条件下，这种变化更加明显，微状态A的持续时间、时间占比和出现频率显著增加，而微状态C的出现频率进一步降低，同时A→B、A→D及D→A转移概率增加，C→D和D→C转移概率减少，表明压力会导致脑活动状态转换模式发生改变。在芳香嗅觉干预条件下，薰衣草精油与复方精油均能够在一定程度上逆转上述压力诱发的脑电活动变化。具体而言，两种精油均可降低微状态A和D的异常升高，提高微状态C的出现频率，并减少A→D和D→A等异常状态转换。

图3 (A) 无压力组与轻度压力组之间的微状态转移概率；红色表示转移概率增加，蓝色表示转移概率降低；(B) 无压力组与重度压力组之间的微状态转移概率；(C) 无压力、轻度压力和重度压力组的微状态平均持续时间、时间占比及出现频率。

  在功能连接分析中，压力状态下theta频段脑区连接整体呈下降趋势，而在精油干预后，脑区间连接显著增强，尤其表现为额区与顶枕区之间以及左右半球之间的连接增强。比较不同气味条件发现，复方精油在增强theta频段功能连接方面表现出更广泛且更稳定的效果，提示其在促进大脑网络整合及压力恢复方面可能具有更显著的作用。

图4 不同条件下的组间比较。(A) 对照组(无压力)与对照组(轻度压力)；(B) 对照组(轻度压力)与薰衣草精油组(轻度压力)；(C) 对照组(轻度压力)与复方精油组(轻度压力)；(D) 对照组(无压力)与对照组(重度压力)；(E) 对照组(重度压力)与薰衣草精油组(重度压力)；(F) 对照组(重度压力)与复方精油组(重度压力)。

4.结论

  本研究通过脑电微状态与功能连接分析，系统考察了压力状态下的大脑动态神经活动特征以及嗅觉干预对压力恢复的神经调节作用。研究发现，心理压力会改变脑电微状态结构并削弱theta频段的脑区功能连接，而植物精油气味能够在一定程度上逆转这些变化，使脑活动模式向无压力状态恢复。其中，复方精油在调节脑电微状态和增强脑区功能连接方面表现出比单一薰衣草精油更强的效果。研究结果表明，嗅觉刺激不仅能够影响主观情绪状态，还能够通过调节大脑网络活动促进压力恢复，为基于气味的室内环境健康干预提供了客观神经生理证据，并为未来在建筑环境设计中引入嗅觉调节策略提供了理论依据。

5.文献名称及DOI号

Ruan, Q., Dai, C., Lin, Y., Wu, W., & Yi, F. (2026). Aroma Olfactory Intervention: Enhancing Stress Recovery via Brain Neural Activity Modulation. Buildings, 16(5), 1038.

DOI: 10.3390/buildings16051038