城市中的建筑和环境，不仅构成了人们生产生活的物质空间，还充当着承载人们精神和心灵的重要载体。在我国建筑行业数十年的蓬勃发展中，业界和学界积累了丰富的服务城市发展和经济生产的设计及规划经验。但如何研究“具象”的城市环境对“抽象”居民心理的影响作用，则是此前建筑领域相对薄弱的研究环节。而在当前建筑行业内涵式转型发展的时代背景下，深入的考虑建筑环境和人之间的交互方式及机理，则显得尤为重要。认知神经科学和脑科学实验手段的介入，则恰好为深入研究这一问题，提供了合理的解决方案。
本研究由重点研发计划项目首席专家徐磊青教授牵头，采用认知神经科学领域的前沿研究方法之一近红外扫描（恒挚Cortivision近红外仪器）实验技术，研究了城市第三空间影响和提升居民心理健康的机理和路径，文章发表于建筑领域顶级期刊《Frontiers of Architectural Research》，是认知神经科学与建筑学交叉学科研究方向的最新研究成果。
李甲华
2025年4月19日
导 读
城市环境对心理健康和幸福感具有重要影响，特别是绿色空间。然而，与已被充分研究的”自然”环境相比，城市”第三空间”的疗愈潜力仍未得到充分重视。”第三空间”指人们在家庭（第一空间）和工作场所（第二空间）之外聚集的公共空间，通过促进社会互动和社区参与来提升幸福感。通过对中国上海40名年轻成年人进行fNIRS脑成像、Empatica E4腕带生理数据采集、问卷调查和访谈，我们发现第三空间在神经学、心理学和生理学方面展示出与自然环境相当的疗愈效果，尽管这种效果通过不同的潜在机制实现。第三空间主要通过社会参与和环境设计培养”愉悦感”来促进心理健康，而自然空间则通过亲生物联系促进”感恩之情”。这些发现强调了第三空间在年轻成年人心理健康支持中的重要性，凸显了社会基础设施干预的必要性。优化第三空间可以创造更健康、压力更小和情感更积极的城市环境。本论文发表于2025年Frontier of Architectural Research，此文是简版。
徐磊青 a 孟丹诚 ab*, Shin Bin Tan b, 李甲华 c, 张小林 c
a 同济大学建筑与城市规划学院
已被 A&HCI / EI / CSCD / Scopus / DOAJ / CSTPCD 收录
简介
背景
预测显示，到2050年，全球三分之二的人口将居住在城市，其中青年人占比上升。几十年来，快速城市化与心理健康问题的关系引起广泛关注。为应对这些挑战，研究者和政策制定者提出将公共卫生视角应用于城市规划，如世卫组织健康城市倡议和15分钟社区概念。COVID-19大流行进一步突显了这些倡议的重要性。
由于自然环境对健康的疗愈效果已得到证实，基于自然的解决方案受到日益关注。同时，”恢复性城市主义”这一新趋势正在兴起，其中”第三空间”作为关键的城市建筑环境，强调超越自然环境的城市设计。然而，第三空间的大部分恢复潜力尚未被充分认可。
传统研究多采用心理学和社会科学方法评估建筑环境对心理健康的影响。神经科学工具可对这些评估进行有意义的补充，提供更客观的个体情感反应测量。本研究通过创新型社区案例，扩展了对第三空间潜在疗愈效益的认识，特别关注神经科学的影响机制。
关键知识缺口
目前建筑环境与心理健康研究中缺乏从神经学角度探索第三空间疗愈潜力的研究。本研究比较参与者对典型第三空间、自然环境和交通繁忙地点的神经反应，研究第三空间相较于其他两种更常研究的环境所带来的心理和神经学益处。
我们对居住在中国上海某大学附近的年轻中国居民进行了实验室研究，利用功能性近红外光谱(fNIRS)，结合Empatica E4腕带、问卷和访谈，考察不同类型公共空间如何影响额叶和枕叶脑区的神经反应，以及心率变异性等生理反应。我们预期第三空间将对生理、心理和神经反应产生积极影响，类似于自然环境中观察到的效果。
研究方法
本实验利用智能眼镜模拟虚拟大屏幕，为参与者提供沉浸式观影体验，同时通过fNIRS测量和可穿戴设备收集神经、心理和生理反应。三种实验条件分别为：预期具有疗愈效果的自然环境、预期诱发压力的繁忙交通路口，以及本研究核心关注的”第三空间”。通过比较参与者对这三种环境的反应，我们旨在解释第三空间对年轻成年人的益处。
刺激材料
刺激材料包括大学社区中的三种环境条件：”自然环境”、”第三空间”和”交通路口”。每类空间包含从不同角度拍摄的三段视频，通过华为Vision Glass智能眼镜呈现。
参与者
通过微信广告和实体海报，招募了40名18至35岁的健康成年参与者（平均年龄25.20岁），包括大学学生、教职员工及附近居民。所有参与者身心健康，视力和听力正常，无心脏病、精神疾病、脑损伤或慢性疾病史。研究方案获得同济大学伦理委员会批准，所有实验按照《赫尔辛基宣言》进行。
实验程序
研究聚焦于大脑皮层的前额叶和枕叶区域。前额叶皮层在情绪产生和调节中发挥重要作用，枕叶在视觉处理中起关键作用。实验在受控环境中进行，测试房间配备绿幕背景并保持弱光条件，以防止光线干扰fNIRS测量。环境参数包括温度、湿度、照明和声音水平均经过标准化处理，确保视觉体验仅限于智能眼镜的虚拟显示。参与者头部佩戴无线fNIRS系统，左手佩戴Empatica E4腕带，通过华为Vision Glass智能眼镜观看视频内容。实验结束后，参与者完成心理问卷，随后进行30分钟的半结构化访谈。
实验设计
采用组间设计，三种类型的刺激被随机呈现。初始阶段呈现实验指导页面，随后是180秒的实验前休息期。每个实验区组之间设有基线期，参与者专注于屏幕上显示的注视十字。整个程序重复三次，总计945秒。
心理数据
心理测量包括：
-
情绪状态量表(POMS)的”紧张”和”平静”分量表 -
针对中国情境修订的正负情感量表(PANAS)，包括九类正面情绪和九类负面情绪
评分采用5级李克特量表。问卷后进行半结构化访谈，重点关注参与者的情绪体验及其原因。
生理数据
通过测量皮电活动(EDA)量化内部唤醒状态，通过心率变异性(HRV)评估压力水平。从心率数据计算了正常到正常间隔的标准差(SDNN)和连续差值的均方根(RMSSD)。从皮电活动测量中导出了皮电反应(SCR)和皮电水平(SCL)。
神经学数据
设计覆盖前额叶皮层和枕叶的光极阵列，利用基于MATLAB的工具箱进行数据处理、过滤、分析和可视化。采用包含血液动力学响应函数的广义线性模型(GLM)方法，通过
信号变化估计神经活动。beta值代表对环境刺激响应的
信号变化幅度。
结果
心理反应
“交通路口”条件在所有测量维度上引发最高的紧张水平。”自然环境”和”第三空间”均对正面情绪产生显著积极影响，并减少负面情绪。值得注意的是，”第三空间”引发”热情”和”活力”的感觉程度远高于”自然环境”，而”自然环境”主要唤起感激之情。相反，”交通路口”条件增加了负面情绪，特别是”紧张”情绪显著增加。
生理反应
虽然不同条件下心率变异性指标的平均值无显著差异，但”交通路口”条件下异常值数量显著更高，表明这类城市环境可能对个体压力反应有更实质性影响。皮电反应(SCR)峰值幅度分析显示，”交通路口”条件引发了更强烈的生理反应，特征是皮电水平升高和参与者间更大的生理变异性。
脑区活动
右侧上枕回在三种条件下的
信号显示边缘显著差异。比较分析发现：
-
“自然环境”vs”第三空间”：楔叶区域显示边缘差异 -
“自然环境”vs”交通路口”：右侧上枕回和左侧上额回显示边缘差异 -
“第三空间”vs”交通路口”：楔叶显示边缘差异，右侧上枕回存在显著差异
脑活动与心理数据的相关性分析显示，通道24(楔叶)和25(右侧上枕回)的beta值与情绪显著相关，表明基本和初级视觉处理可能对情绪体验有贡献。具体而言，基本视觉处理的激活与”愉悦”相关，初级视觉处理的激活与”感激”呈正相关，与”害怕”和”恐惧”呈负相关。
的平均beta值分析显示，”交通路口”在左前额叶皮层引起高度负激活，表明负面情绪；而”自然环境”和”第三空间”显示正激活，表明正面情绪。枕叶皮层的激活程度较小，反映其在基本视觉处理中的功能角色，而前额叶皮层在高阶认知过程中显示更大激活。
讨论
城市压力
结果表明，”交通路口”引起显著更高的负面情绪和压力。左前额叶皮层的负激活表明，这种环境与压力调节和减轻负面情绪相关的机制有关。相关研究支持这些发现，表明城市噪音污染增加压力并可能导致心理健康问题。相比之下，”自然环境”和”第三空间”对情绪调节有疗愈作用。
第三空间的重要性
“第三空间”和”自然环境”表现出相似的疗愈效果。右侧上枕回在观看”自然环境”和”第三空间”时显示出比观看”交通路口”时更高的活动。这与先前研究一致，表明情绪效价、唤醒和注意力独立地促进初级视觉皮层内的活动增加。
“自然环境”和”第三空间”具有相似疗愈效果的原因包括：
-
两种环境都促进美的审美欣赏和积极情绪 -
场所依恋有助于个人幸福感和心理恢复 -
两种环境都提供了逃离熟悉环境的机会，丰富社交互动并培养社区感
通过不同机制实现可比疗愈效果
第三空间展示出与自然环境相当的疗愈效果，但通过不同的机制实现。情绪状态与视觉处理区域之间存在特定相关模式：在自然环境和第三空间中，”愉悦”与楔叶激活呈正相关，”感激”与右侧上枕回激活呈正相关；而在”交通路口”中，恐惧相关情绪与上枕回激活呈负相关。
研究表明，自然环境通过与生物亲和性相关的反应增强幸福感，唤起”感激”和与自然的连接感；而第三空间通过社交互动机会和精心设计的环境特征促进幸福感，特别是通过社交可能性与美学愉悦设计元素的整合实现其疗愈效果。
小结
研究结果表明，第三空间展示出与自然环境相当的疗愈效果，尽管通过不同的底层机制实现。神经学证据结合心理评估，确立了”第三空间”和”自然环境”能够有效减少恐惧和压力，并促进积极情绪。
对城市设计的启示包括：
-
第三空间通过情绪途径促进心理健康，主要通过社交互动和环境设计培养”愉悦” -
视觉处理区域与情绪反应之间的联系为设计实践提供了神经科学基础 -
设计良好的第三空间环境元素有效缓解心理压力
实施挑战包括确保物理设计的包容性、维持经济可持续性、促进社会公平和获得机构支持。未来研究将受益于公共卫生专家、社区规划者和城市设计师之间的跨学科合作。
致谢：感谢以下基金支持——国家留学基金委资助 (No. 202306260263) ；国家重点研发计划 (No. 2024YFF0618400)；同济大学唐仲英基金会包容性城市规划建设联合研究平台（No. 01001650051022009）；感谢所有关心、参与和提供帮助的朋友！
Xu, L., Meng, D., Tan, S. B., Li, J. & Zhang, X. Neurological benefits of third places for young adults in healthy urban environments. Frontiers of Architectural Research (2025) doi:10.1016/j.foar.2025.01.008.
专为不同科研场景打造的移动式近红外采集系统，可扩展化设计，用户可自由选择连接一组、两组甚至四组光极束,每组光极束包含8个高质量探测器和12个近红外发射器。
Spectrum C23 采用同时采样技术，确保数据的高质量和准确性设备采样率高达250Hz，支持Wifi连接，TTL输入，SD卡记录和手动事件标记。Spectrum 提供精准的脑血流动力学变化监测，适用于多种研究领域认知和脑功能、儿童神经发育、运动、心理训练、超扫描、极端环境VR集成、多模态应用等。
Spectrum C23 采用专门定制的EasyCap光极帽并提供了便于移动使用的安全绑带，将重量均匀的分布在了身体上，最大限度地减少头部的压力。无论是在实验室还是现场，Spectrum C23 均可兼顾易用性、舒适性和数据有效性。
如有侵权，请联系我们删除！
公司简介
北京恒挚科技有限公司是一家专注于前沿科技的创新型高新技术企业，深耕脑科学、神经管理、人因工程、生物力学、拟态环境及XR仿真现实等多学科交叉领域。公司由中科（广东）科学集团投资，依托广东人因技术研究院与武汉人因工程技术研究院的科研力量，构建了集研发、生产、销售及技术服务于一体的专业化运营体系，为客户提供一站式、高质量的科技解决方案。
凭借卓越的创新能力，恒挚科技已荣获多项发明专利、软件著作权和注册商标，入选国家高新技术企业等多项权威名单，并参与国家标准和团体标准的编制。公司长期服务于高校及科研院所，与中国人类工效学学会、中国心理学会、中国建筑学会等多个国家级学会深度合作，每年组织与参与40余场学术会议，推动技术交流与行业发展。
恒挚科技秉持“科技赋能、创新驱动”的理念，致力于成为行业领先的科技企业，助力国家科技进步与社会发展，携手各界伙伴共赴科技赋能的美好未来。
Chinese 
English 
