中山大学 地理科学与规划学院 城市规划环境设计的情绪效应

引言

在城市快速发展与持续更新的今天,城市规划者与设计师面临一个核心挑战:如何科学、精准地评估建成环境对人的心理健康与情绪体验产生的真实影响?传统的研究多依赖于问卷调查、行为观察或事后访谈,这些方法虽有一定价值,却难以捕捉人们在真实环境交互中无意识的、瞬时的生理与神经反应。环境对人的影响“只可意会,难以量化”,使得许多旨在提升福祉的设计决策缺乏坚实的生理证据支撑。

 

为打破这一问题,中山大学地理科学与规划学院率先将便携式近红外脑成像系统(Brite MKIII) 引入地理与规划研究,推动该领域进入“神经实证”新阶段。该系统使研究人员能够在真实城市场景中,同步、连续地监测受试者大脑的血氧信号,将以往难以言说的“感受”——如绿地的舒缓、街区的压抑、立面的亲和——转化为客观、动态的神经活动数据。这不仅跨越了主观描述与客观证据之间的鸿沟,更让“环境-情绪”关联变得可测量、可追溯、可验证,真正实现了从“经验推断”到“神经对话”的研究范式跨越。


客户名称:中山大学 地理科学与规划学院

项目名称:广东省城市化与地理环境空间模拟重点实验室

研究方向:城市规划环境设计的情绪效应


核心设备配置:

artinis便携式近红外脑成像系统Brite MKIII

设备核心价值:

Brite MKIII系统主要测量被试人员在实验过程中大脑含氧血红蛋白、脱氧血红蛋白和总血红蛋白浓度的相对变化,用于研究分析被试人员在行为决策和认知活动中大脑反应状况。

Brite MKIII系统以其自然情境适用性(支持自然行走状态下的脑活动监测,避免fNIRS等设备对真实环境模拟的限制)、抗运动干扰能力(采用柔性光学探头与动态运动伪影校正算法,适应城市行走实验的肢体活动需求)、多通道同步(27通道(MKIII全脑测试,可覆盖前额叶、运动皮层等多脑区联合激活分析)、实时数据输出(高时间分辨率,同步记录环境暴露(GPS/噪声/空气质量)与脑血流信号(HbO₂))、强大的兼容性(能免与眼动、脑电、VR环境模拟等设备联合使用)及跨群体适用性(兼容儿童、老年人及特殊人群),支撑“神经城市地理学”创新研究,赋能城市环境健康评估,成为环境心理学研究的革新工具。


项目意义

基于以上方案,团队已在多项实证研究中取得可直接指导规划的发现:例如,公园绿地显著提升前额叶氧合水平,证实了自然环境的舒缓效应;滨海景观在主观放松评分中表现最佳,为蓝色空间设计提供了优先级依据。这些成果真正将“以人为本”的设计理念,转化为基于生理证据的设计语言与评估标准,为健康城市、疗愈空间与包容性规划提供了扎实的科学锚点。

Brite MKIII系统的引入为揭示地理环境对人类认知功能的潜在影响机制积累了大量一手数据 。也为跨学科合作搭建了桥梁。地理科学与规划学院借此与医学院、心理学系等展开深度合作,从多学科视角解析地理环境、人体生理与心理健康之间的复杂联系,有望为城市规划、环境设计以及公共健康政策制定提供全新的科学依据,助力打造更适宜人类居住与发展的地理空间 。

 

相关成果资料:

1、罗玮菁,袁媛,王琳婷,等.城市蓝色空间对放松情绪与偏好的影响研究:基于近红外脑功能成像与眼动技术的神经科学实验[J].中国园林,2025,41(1):47-54.

论文摘要:蓝色空间作为风景园林研究与实践的关键对象,不仅是疗愈景观的重要组成部分,也是健康城市建设的重要空间抓手。大量横截面研究和实验性研究已证实蓝色空间具有生理心理健康效益,但尚未厘清不同类型城市蓝色空间及其景观要素的疗愈作用与景观偏好。以广州市不同类型蓝色空间作为视觉刺激材料,基于近红外脑功能成像与眼动技术开展神经科学实验,测量46位参与者的大脑活动信号、眼动指标和主观感知指标,分析不同类型城市蓝色空间及其具体要素对放松情绪和偏好的影响。结果显示,氧合血红蛋白浓度水平在观看滨海景观时相对较低,在观看湿地景观时相对较高;观看不同类型城市蓝色空间的总注视时间、平均瞳孔直径和眼跳次数存在显著差异;滨海景观的放松和偏好主观评分最高,滨湖景观次之;人注视城市蓝色空间景观要素产生的视觉行为能够解释放松情绪14.1%的变化和偏好16.9%的变化。研究结果可为城市蓝色空间提升改造、设计和管理提供依据。

 

2、刘泉秀,袁媛,王琳婷等.城市微改造立面对女性群体的情绪健康影响及规划策略——基于神经科学实验的广州市实证研究[J].世界建筑,2024,No.408(06):35-40.DOI:10.16414/j.wa.2024.06.005.

论文摘要:从改善心理健康的角度进行城市设计,研究女性在城市中的情绪感知是实现以人为本城市的重要切入点.本研究基于神经建筑学视角,针对建筑立面,使用VR眼动追踪和fNIRS两类神经科学方法和情绪量表,以广州城镇老旧小区和历史文化街区为例,探究城市更新中微改造立面对女性大脑活动及情绪健康的影响.研究发现门窗,外饰,图案纹样和文字要素容易引起女性关注,城镇老旧小区完整度和秩序性较高的立面能让女性人群情绪更积极,而历史文化街区立面的具体风格和元素影响更大.由此提出对城镇老旧小区整体提升修缮度,对历史文化街区维护特色元素和控制立面信息量等设计策略,从女性视角出发为健康城市建设提供参考.。

 

3、Yuan Y , Wang L , Wu W ,et al.Locally contextualized psycho-physiological wellbeing effects of environmental exposures: An experimental-based evidence[J].Urban Forestry & Urban Greening, 2023, 88(000):13.DOI:10.1016/j.ufug.2023.128070.