色彩的重要性：基于 fNIRS 与焦虑量表探究 VR 模拟室内环境中的压力恢复
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学术动态
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发布时间：
2026-03-26 14:34
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引言
心理应激是全球性公共健康问题，慢性应激易引发身心疾病，需结合个体干预与环境调控。室内空间是应激调节的关键领域，色彩作为核心视觉刺激，可影响情绪、认知及脑区活动，但现有色彩与急性应激恢复的研究存在方法单一、易受干扰等问题，难以揭示神经生理机制。VR能精准操控环境变量，fNIRS可实时监测脑活动，二者结合为相关研究提供理想平台却未充分应用。因此本研究聚焦急性应激，探究VR环境中七种墙面色彩对其恢复的神经与心理影响，为恢复性空间色彩设计提供实证依据。
论文概要
近日，香港科技大学（广州）等机构的Dehan JIA团队与Luwen YU教授团队结合VR与fNIRS技术，探究了虚拟室内环境中墙面色彩对急性应激恢复的神经与心理影响，研究成果发表于《Building and Environment》，题为“Color Matters: Investigating Stress Recovery in VR-Simulated Interior Environments Using fNIRS and Anxiety Measures”。该研究招募38名受试者，让其在急性应激后暴露于七种单色墙面的VR环境，通过fNIRS监测前额叶皮层激活、STAIS-5量表评估焦虑水平。结果发现，红、紫色会提升背外侧前额叶等脑区激活及主观焦虑，白、蓝色则降低皮层激活并维持情绪稳定；色彩的应激恢复效应还具有时间特异性，如红色引发早期神经反应，白色呈现延迟稳定响应。该研究揭示了色彩对压力调节的时空调控作用，为应激敏感型空间的循证色彩设计提供了重要实证依据。
文章信息
研究方法
本研究采用被试内实验设计，招募38名21-33岁色觉正常、有VR经验的右利手大学生为受试者。选定红、蓝、橙、黄、绿、紫、白七种单色，固定HSL色彩空间的饱和度和明度并标定CIE Lab*值，经分光辐射计校准VR设备显示色彩。
表 1 七项竖向墙体颜色参数
搭建标准化VR密闭空间，仅操控墙面色彩，以PASAT-C认知任务诱导急性应激，随后让受试者在七种色彩环境中进行60秒恢复期，色彩呈现顺序随机。
图1 虚拟环境与实验流程总览
(a) VR房间渲染图，展示带颜色墙面及门、椅子等空间参照物；(b) 数据采集期间，受试者佩戴多通道近红外光谱（fNIRS）头帽、VR头显并手持右手控制器；(c) 实验流程：包含静息基线、PASAT-C应激任务、彩色房间恢复及组间黑暗静息
通过67通道fNIRS监测前额叶皮层LPFC、FPA、PreM&SMC、FEF四个脑区的HbO和HbR浓度变化，将恢复期分为0-20s、20-40s、40-60s三个时段分析；同时采用STAIS-5量表在应激前后评估受试者主观焦虑水平。
表2 感兴趣脑区（ROIs）功能及分析目的
数据经NIRS-KIT工具包预处理后，以HbO信号为核心分析指标，通过配对样本t检验验证应激诱导效果，运用双因素重复测量方差分析探究色彩和时间对脑区激活的影响，单因素重复测量方差分析比较不同色彩下的焦虑水平，并采用皮尔逊相关分析探究神经生理与心理指标的关联性。
结果呈现
本研究结合fNIRS技术与STAIS-5量表，探究七种墙面色彩在VR环境中对急性应激恢复的神经生理和心理影响，并分析其时间动态特征，相关结果通过多幅图表可视化呈现。
图2验证了PASAT-C认知任务的应激诱导有效性，显示该任务能显著激活前额叶DLPFC、FPA、PreM&SMC及FEF脑区，应激阶段的HbO值远高于基线。
图2 基于四个感兴趣脑区（ROI）皮层激活的应激诱导有效性验证
图3呈现了墙面色彩对皮层激活的主效应，红、紫色显著提升DLPFC、PreM&SMC、FEF脑区激活，白色在各脑区激活水平均为最低，黄、绿、蓝等色彩则介于二者之间。
图3 应激恢复阶段墙面颜色对各脑区皮层激活的主效应
图4显示PreM&SMC脑区的激活具有时间特征，在恢复期20-40s（T2）达到峰值，显著高于早、晚阶段。
图4 恢复阶段皮层激活的时间动态变化
图5揭示了色彩与时间的交互效应，红色在0-20s（T1）引发FEF脑区显著激活，黄色在T2的DLPFC激活高于白色，白色在40-60s（T3）的FEF激活优于紫色。
图5 墙面颜色与恢复时间的交互效应
图6为STAIS-5焦虑评分结果，红、紫色下受试者主观焦虑水平显著高于基线，蓝、白等色彩则无显著变化。
图6不同颜色条件下的STAIS 5焦虑评分
图7为神经生理与心理指标的相关分析散点图，显示红色下FEF激活与焦虑正相关，黄色下DLPFC激活与焦虑负相关，白色下PreM&SMC激活与焦虑正相关。
图7 特定颜色条件下皮层激活与焦虑水平的相关性
总结与展望
本研究结合VR与fNIRS技术，证实墙面色彩对急性应激恢复的神经和心理反应存在显著调控作用，且该作用具有时间特异性。研究发现红、紫色会显著提升前额叶相关脑区激活水平，同时升高主观焦虑，而白、蓝色能降低皮层激活，维持情绪稳定，是更优的应激恢复色彩选择。
该研究将色彩的影响与神经生理机制结合，拓展了注意力恢复理论的应用边界，也为神经建筑学科提供了色彩与脑区活动关联的实证依据。同时，色彩对应激恢复的调控存在时间动态差异，提示室内色彩设计可采用动态适配策略。研究为医疗、办公、教育等场景的应激缓解空间循证设计提供了直接参考，也为个性化、时间敏感型的色彩干预方案开发奠定了基础。
原文链接
Dehan J I A, Wenan L I, Xingkai W, et al. Color matters: investigating stress recovery in VR-simulated interior environments using fNIRS and anxiety measures[J]. Building and Environment, 2025: 113609.
DOI：10.1016/j.buildenv.2025.113609
研究团队介绍
本文作者为Dehan JIA、Wenan LI、Xingkai WANG、Yuyang JIANG、Guobin XIA、Luwen YU，均来自香港科技大学（广州）与香港科技大学。
关键词：
维拓启创（北京）信息技术有限公司
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