王晴藝,金荷仙
(浙江農(nóng)林大學(xué),浙江 杭州 311300)
近年來,國民的健康生活意識逐漸增強(qiáng),以預(yù)防代替治療的健康理念已深入人心。健康是人全面發(fā)展的前提條件,是社會發(fā)展的基礎(chǔ)要求,是城鎮(zhèn)建設(shè)的推動力量,是國家富強(qiáng)的重要抓手。而自然環(huán)境所擁有的恢復(fù)和治愈的力量,在許多情況下比藥物更有效[1]。已有研究表明,植物揮發(fā)物對人體健康有一定的功效,且與香氣類型、濃度等性質(zhì)有關(guān)[2-3]。因此,拓展和深化植物揮發(fā)物對人體健康的影響研究,對促進(jìn)人群身心健康具有重要意義。
現(xiàn)代研究已探明某些芳香植物具有助睡眠、降血壓、減少抑郁等多種效果,并能改善人的精神面貌[4-7]。在具體的研究手段上,通過腦電波等生理指標(biāo)測定結(jié)合主觀評價的方法已經(jīng)廣泛應(yīng)用[8]。在研究對象上,有針對老年人、患者等病弱群體[6],也有聚焦于大學(xué)生等年輕人群[9];還有學(xué)者注意到了植物揮發(fā)物對不同年齡段的影響有差別[10]。在實(shí)驗(yàn)設(shè)置上,多數(shù)實(shí)驗(yàn)中的聞香時長為幾分鐘[11-12],然而在城市綠地中,大多數(shù)人群都會逗留較長時間[13],所以,目前對于長時間嗅聞植物揮發(fā)物的研究仍比較缺乏,并且關(guān)注到性別差異的研究也較少。
紫蘇Perilla frutescens為唇形科Labiatae紫蘇屬Perilla一年生草本,在園林、食用、藥用等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。目前,已有研究證明紫蘇精油具有鎮(zhèn)靜作用,其揮發(fā)油亦可以舒張血管,增強(qiáng)小鼠Mus musculus的生長和免疫的性能[14-16],但就其活體植株對人體身心健康的影響尚未明確。因此,本研究通過定量實(shí)驗(yàn)來判斷紫蘇植株揮發(fā)物對人體生理和心理健康的影響,為紫蘇在園林中的應(yīng)用價值提供一定參考。
實(shí)驗(yàn)對象為浙江農(nóng)林大學(xué)的26名大學(xué)生和研究生志愿者,其中,男生10名,女生16名,年齡在19~26歲之間,平均年齡為24±1.57歲。參加實(shí)驗(yàn)者均無吸煙、酗酒等不良愛好,在嗅覺上沒有相關(guān)疾?。ㄈ绫歉]炎等),并且不會對花粉過敏,在實(shí)驗(yàn)前保持平時的良好作息。
實(shí)驗(yàn)材料為生長狀況良好的盆栽紫蘇,植株高約50 cm(不含盆),冠幅約30 cm。實(shí)驗(yàn)設(shè)備包括測定志愿者生理指標(biāo)的Spirit-10高級神經(jīng)生物反饋儀和歐姆龍血壓計(jì)。生物反饋儀是由荷蘭Mind-Media公司生產(chǎn)的10通道生理監(jiān)視和反饋平臺,主機(jī)采樣頻率為2 048 Hz,可用于腦電(EEG)、肌電(EMG)等生理數(shù)據(jù)的采集;記錄腦電時連接雙通道 EXG線纜,利用電極片和實(shí)驗(yàn)對象相連獲取腦電數(shù)據(jù),共 5個電極點(diǎn),按照國際腦電10-20系統(tǒng)分別置于Fpz、F3、F4、A1、A2點(diǎn)。測定志愿者心理指標(biāo)的實(shí)驗(yàn)量表為心境狀態(tài)量表(POMS量表)。
實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)設(shè)在浙江農(nóng)林大學(xué)校內(nèi),一個面積約為40 m2的干凈整潔的房間用硬質(zhì)隔離分割成兩個面積相近的小房間(房間1、房間2),除實(shí)驗(yàn)必備器具外不放置其他東西,其中,在房間2中放置紫蘇1盆。場地在實(shí)驗(yàn)前進(jìn)行充分的通風(fēng),以保持場地的空氣清新。
在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的前一天,向每位志愿者簡介了實(shí)驗(yàn)流程和實(shí)驗(yàn)設(shè)備,以消除志愿者對實(shí)驗(yàn)的緊張情緒。實(shí)驗(yàn)在2020年6月12日-6月14日進(jìn)行,天氣均為晴天。室內(nèi)溫度控制在26℃,以減少溫度對植物揮發(fā)物的影響。在實(shí)驗(yàn)前1 h內(nèi),志愿者不能進(jìn)行劇烈活動或者睡覺等行為,以保持日常放松狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)開始,要求志愿者先在房間1中靜坐休息以調(diào)整適應(yīng)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境;并在閉眼狀態(tài)下使用歐姆龍血壓計(jì)測得血壓,使用生物反饋儀測量腦電(1 min),具體測量的腦波包括α波、β波和θ波,并填寫POMS量表。然后,志愿者進(jìn)入房間2,靜坐于紫蘇植株前約10 cm處閉眼嗅聞植物的香氣以減少視覺干擾,嗅聞30 min后分別測量其血壓和腦電(1 min),結(jié)束后再次填寫POMS量表。此外,在每位志愿者結(jié)束實(shí)驗(yàn)后,詢問嗅聞紫蘇香氣是否對自己有一定的作用。單個志愿者的實(shí)驗(yàn)時間(包括準(zhǔn)備時間、聞香時間和測量時間)約為45 min。實(shí)驗(yàn)期間志愿者不能進(jìn)行對話、閱讀等活動。實(shí)驗(yàn)過程見圖1。
圖1 實(shí)驗(yàn)流程Figure 1 Experiment flow
腦電圖(Electroencephalograph, EEG)是腦神經(jīng)細(xì)胞電生理活動在大腦皮層或頭皮表面的總體反映[17]。正常人覺醒時的腦電圖主要以α波為主,間有β波及少量低波幅的慢波(θ波、δ波等)活動,其中,α波(8~13 Hz)是正常人腦電波的基本節(jié)律,在沒有外加刺激的情況下頻率相當(dāng)恒定,人在清醒、安靜閉眼時該節(jié)律最為明顯;β波(14~30 Hz)在人腦精神狀態(tài)比較緊張的情況下出現(xiàn),在人體情緒興奮時增多;θ波(4~7 Hz)在人體疲勞時多見[18-19]。當(dāng)人體困倦時,α波的波幅降低,低中波幅的θ波增多[20]。
POMS量表由40條詞條組成,涵蓋了緊張、憤怒、疲勞、抑郁、慌亂、精力、自尊感7個因子,以五級評分法打分(0~4分);情緒狀態(tài)總估價(TMD)是由7個情緒因子分計(jì)算得出的,TMD值越大,表明心情更消極煩悶[21]。
本實(shí)驗(yàn)測量的指標(biāo)包括生理指標(biāo):腦電波(單位:μV)、血壓(單位:mmHg);心理指標(biāo):POMS量表分值,以此比較聞香前和聞香后的生理反應(yīng)和心理情緒變化。
數(shù)據(jù)分析運(yùn)用SPSS 22.0進(jìn)行,其中,腦電數(shù)據(jù)通過無線藍(lán)牙傳輸?shù)脚c生物反饋儀配套的Biotrace+軟件,計(jì)算時取1 min內(nèi)的平均值。所有數(shù)據(jù)均通過配對t檢驗(yàn)分析,P<0.05即具有顯著性差異。
2.1.1 聞香前后腦電波的變化 根據(jù)表1可知,所有志愿者的α波、β波、θ波在嗅聞紫蘇植株30 min后與嗅聞前總體上都發(fā)生了極顯著的變化(P<0.01),其中,α波振幅上升,β波和θ波振幅下降。就不同性別來看,男性和女性志愿者的α波段聞香前和聞香后的變化都達(dá)到了極顯著水平(P<0.01),其中,男性上升值為1.811 μV,女性上升值為1.759 μV;男性的β波聞香后較聞香前有下降趨勢,下降值為0.536,但未通過顯著性檢驗(yàn)(P>0.05),女性的β波聞香后較聞香前下降極顯著(P<0.01),下降值為0.777 μV;男性和女性的θ波在聞香后較聞香前都下降顯著(P<0.05),其中,男性的下降值為0.961 μV,女性的下降值為2.171 μV,略高于男性的下降值。
2.1.2 聞香前后血壓的變化 根據(jù)表2可知,志愿者聞香后較聞香前收縮壓極顯著下降(P<0.01),下降值為7.038 mmHg;其中,男性和女性的收縮壓在聞香后較聞香前都呈極顯著下降(P<0.01),下降值分別為5.900 mmHg和7.750 mmHg;舒張壓在聞香前后的變化差異性不顯著(P>0.05)。
表1 嗅聞紫蘇前后人體腦電波幅值變化Table 1 Changes of brain wave before and after sniffing P. frutescens
表2 嗅聞紫蘇前后人體血壓變化Table 2 Changes of blood pressure before and after sniffing P.frutescens
根據(jù)所有志愿者聞香前后POMS量表的七個因子得分可知(表3),在嗅聞紫蘇植株30 min后,人體的消極情緒分值較聞香前總體上呈顯著下降,其中,五個因子(緊張、憤怒、疲勞、抑郁、慌亂)的分值在聞香前和聞香后全部達(dá)到了極顯著差異水平(P<0.01);聞香后積極情緒(精力、自尊感)分值略有上升,但兩個因子在聞香前后的分值對比都無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。就不同性別來看,男性的緊張和慌亂因子分值聞香后比聞香前極顯著減少(P<0.01),憤怒、疲勞、抑郁因子聞香后比聞香前得分顯著減少(P<0.05);女性的緊張、憤怒、疲勞、慌亂因子的分值聞香后比聞香前極顯著減少(P<0.01),抑郁因子的分值聞香后比聞香前顯著減少(P<0.05);男性和女性的積極情緒因子(精力、自尊感)分值聞香前后之間均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。根據(jù)情緒狀態(tài)總估價(TMD)得分可知,人體在嗅聞紫蘇植株香氣后消極情緒極顯著減少(P<0.01),其中男性的得分顯著減少(P<0.05),女性的得分極顯著減少(P<0.01)。
表3 嗅聞紫蘇前后POMS量表分值變化Table 3 Changes in POMS before and after sniffing P.frutescens
在在志愿者對“您覺得該種芳香植物(紫蘇)的香氣對您有作用嗎?”問題的回答中,81%的志愿者認(rèn)為紫蘇的香氣有一定的積極作用,19%的志愿者認(rèn)為沒有作用,沒有志愿者認(rèn)為有消極作用。
研究通過生理和心理的多種指標(biāo)來判斷紫蘇植株香氣對人體健康的影響,發(fā)現(xiàn)人體在嗅聞前后的多項(xiàng)指標(biāo)均有較為明顯的變化:從生理指標(biāo)來看,紫蘇香氣能夠使人精神放松,減少緊張和亢奮的情緒,并且使注意力更為集中。從心理指標(biāo)來看,紫蘇香氣可以減少人體的消極情緒。實(shí)驗(yàn)結(jié)果也和志愿者的主觀感受相吻合。此外,本實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)無論是從生理還是心理角度出發(fā),紫蘇香氣對女性的影響效果都更明顯。從生理結(jié)構(gòu)來說,女性嗅覺區(qū)域的細(xì)胞數(shù)量遠(yuǎn)高于男性,從而使女性對不同氣味的辨識能力和對同種氣味的處理能力都優(yōu)于男性;從情感認(rèn)知來看,與男性相比,女性往往對嗅覺表現(xiàn)出更高的興趣[22-24]。因此,女性會對紫蘇植株的香氣更為敏感。
本研究在結(jié)合客觀生理指標(biāo)和主觀評價后發(fā)現(xiàn),嗅聞一段時間的紫蘇香氣對人體的生理和心理健康是有積極作用的。這證明植物可以通過揮發(fā)物影響人類的身心健康,也支持了一些植物揮發(fā)物具有對人類恢復(fù)作用的共同認(rèn)知。在當(dāng)前以健康為背景的城市綠地植物景觀設(shè)計(jì)中,合理利用紫蘇等揮發(fā)物具有保健功能的植株,可以有效緩解人們的精神壓力,并提高人體免疫力和機(jī)體健康,給居民和游客帶來更好的嗅覺體驗(yàn),這滿足了“健康城市”以人體健康為中心的城市精神,也有效契合了當(dāng)今“健康中國”的主旨。