ポジティブな感情、マインドフルネス、リラクゼーションに関連する都市緑地の特徴

Scientific Reports volume 12、記事番号: 20695 (2022) この記事を引用

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メトリクスの詳細

研究者の間では、自然との接触が精神的健康、幸福、都市化された環境における生活の質を改善するということで、確立されたコンセンサスが存在しています。研究では、都市緑地の健康増進設計の指針となり得る特定の物理的および空間的景観の特徴を特定せずに、自然の健康への影響を調査する傾向があります。瞑想的景観モデル (CLM) に記載されている景観の特徴が、都市景観の治療的価値を測定するために使用できることを示唆する証拠が増えています。 CLM は、景観の層、地形、植生、色と光、互換性、典型的な要素、平和と静寂の特徴という 7 つのサブスケールにわたって都市景観を評価します。私たちは、74 人の健康な成人を実験室 (ビデオ表現) と自然主義的な屋外環境で 6 つの都市景観にさらしました。私たちは、CLMで注釈が付けられた都市景観の視覚的品質と、マインドフルネス（シータ波）、リラクゼーション（アルファ波）、注意力回復（ベータ波）と一致する自己報告のポジティブな感情と脳活動との関連性、および実験室と実験室の違いを調査しました。自然主義的な設定。 CLM スコアは、自然主義的な環境における自己申告の価性と覚醒、および低周波パワーバンドであるアルファとシータを予測します。最も強い関連性を示す風景の特徴は、平和と静寂の特徴、風景の層、および原型的な要素でした。アルファ、シータ脳反応性および覚醒スコアは、実験室設定と自然主義的設定の間で有意に異なりましたが (p < 0.05)、これらの設定間の価性スコアは統計的に同一でした (p = 0.22)。自己報告された価度と覚醒は、脳活動ではなく、実験室環境における風景の特徴の大部分と有意に関連していた。この研究の結果は、人間の健康に最も有益な都市景観の特徴に関するガイドラインを提供し、都市の緑地デザインに情報を提供します。

自然の風景に触れることの利点は、美的鑑賞を超えて、認知的、感情的、さらには精神的および身体的健康上の利点にまで及ぶことが十分に確立されています（詳細なレビューについては、1を参照してください）。緑地の精神的健康上の利点は、いくつかの系統的レビュー（例 2、3、4）で総合された複数の研究によって裏付けられていますが、因果関係は完全には確立されていません。主要な理論の 1 つは、注意力回復理論です。これは、緑地が自然環境を体験することで低下した注意力を補充し、幸福を促進することを提案しています 5,6。相補的なストレス軽減理論7は、自然環境がストレスからの回復を促進することを示唆していますが、バイオフィリア仮説は、進化によって形成された脅威のない自然に対する本質的な愛情を仮定する、いくぶん哲学的な説明を提供しています8。急速な都市化が過度の刺激を与える生活環境につながる中、自然環境は都市の騒音から「離れる」ことで注意力を回復する機会を与えてくれます9。精神的健康の世界的な低下に直面して10、都市住民は田舎の住民に比べてうつ病や不安症などの精神障害を発症するリスクが高くなります11,12。したがって、都市緑地（UGS）、自然ベースのソリューション、グリーンインフラストラクチャー、または単に都市公園や庭園としても知られる都市の自然は、高密度都市での生活に伴う精神的健康へのマイナスの影響を相殺する有望な媒体となり得る。。

ランドスケープアーキテクトや都市計画者が直面している課題は、ポジティブな感情、精神的健康、幸福を促進するために、UGS の設計やメンテナンス計画に含めるべき、証拠に基づいたガイドラインが不足していることです。重要なことは、UGS とメンタルヘルス増進との関連性に基づく UGS の類型学が明らかに欠如していることです 13。健康と福祉に関するUGSに関するこれまでの研究では、主に都市条件と自然条件の影響が比較されており、「自然」の定義はかなり広義で、木、水、草などの自然要素を含む風景（例14）、または単に植物の量に焦点を当てていました。航空写真技術で測定された緑地 (例 15)。どちらのアプローチも、人々が認識する景観建築デザインにはほとんど、あるいはまったく影響を与えません。他の研究では、森林 (例 16)、公園 (例 17)、庭園 (例 18) など、都市空間との比較対象としてさまざまな UGS 類型を使用しました。しかし、これらのアプローチには曖昧さの余地が多すぎるようです。UGS の各タイプには無数の風景や物理的属性があり、さまざまなデザインスタイルやメンテナンスの質があり、さまざまなレベルの敬礼の可能性を提供する可能性が高いからです。研究全体の結果に一貫性がないことは、健康を促進する都市緑地の設計に情報を提供するには、景観の特徴をより詳細に分析する必要があることを示唆しています。科学的根拠に基づいた景観設計の分野における景観の品質に関する具体的な知識が欠如していることは、研究者らによって強調されている19,20。

もう 1 つの問題は、既存の研究の方法論的側面、より具体的にはその生態学的妥当性と再現可能性にあります。研究の大部分は、自然の写真表現を用いて、実験室環境（例 21）または屋外環境のみ（例 22）で実施されています。制御された実験室設定での試験には、特に実際の生体内風景設定に対する参加者の反応性とそのような設定に対応する写真が高度に相関しているため、交絡変数が少ないという利点があります。それにもかかわらず、重要な感覚認知要素は実験室ベースの実験では除外されているため、参加者に同じ影響を与えない可能性があります23。実験室環境と自然主義環境の両方で、風景への露出と参加者の成果との関連性を比較するには、さらなる研究が必要です。このため、生きている風景の複雑さと動的な特徴を考慮して、視覚的な風景の品質および/または特徴を評価する体系的な方法の必要性が生じます。既存のフレームワークには、自然公園の広大なエリアの評価と管理のために開発された景観美推定手法 24 や視覚リソース管理ツール 25 が含まれていますが、密集した都市景観への適用は限られています。都市の視覚的品質評価の要素は、都市景観品質指数 26 や RECITAL27 などのより現代的なフレームワークに見られます。これらは開発およびテストされていますが、UGS 向けに特別に調整されておらず、まだ広範囲に検証されていません。

Contemplative Landscape Model (CLM) は、精神的健康と幸福の促進を範囲とする、検証済みの専門家ベースの UGS 評価手段です。 CLM は、以前の視覚的品質評価方法 28、29、ランドスケープデザイン理論の伝統 30、およびユング精神分析 31 からの洞察を借用しています。 CLM によれば、各 UGS ビューは 7 つの主要カテゴリに従ってスコア付けできます (図 1 を参照)。風景のレイヤー - ビューの奥行きと、シーンの前方、中間、背景に気づく可能性を評価します。地形 - 地形の自然な非対称性と地平線の特徴に焦点を当てます - その風景が私たちの目を上方へ見るように刺激するかどうか。植生 - 自分で播種し、過度に手入れされていないように見え、毎日/季節/ライフサイクルに沿って変化する可能性のある植物が含まれる種が豊富なシーン。色と光 - 地面に投影される光と影の動き、直射日光から離れた視点、および彩度の低い色の存在が見える可能性をスコアします。互換性 - シーンの構成の調和とバランス、および気が散る要素や互換性のない要素がないことの評価。原型的要素 — 象徴的かつ普遍的な意味を込められた風景の要素 (滝、一本の木、石など) の明示的な存在、および平和と静寂の特徴 — 休息、快適さ、孤独感の可能性の評価。賑やかな都市空間。 CLM を使用すると、都市景観の個々の特徴を評価して設計に役立てることができます。

7 つの主要コンポーネントと 1 ～ 6 ポイントのスケールに基づくスコアリングシステムを備えた瞑想的な風景モデル。 32から適応されました。

UGS の機能が人間の健康と福祉に及ぼす影響や、さまざまな UGS に対する反応の個人差についての理解を深めるには、さらなる研究が必要です。さらに、実験室条件と現場での自然主義的な暴露で提示された風景に対する参加者の反応に違いがあるかどうかは不明です。最後に、因果メカニズムを解明するには、確立された客観的な尺度を使用して、健康と幸福に対するUGSの影響を媒介する認知プロセスをより深く理解することが必要です。

この研究の目的は、CLM が注意力の回復 (ベータ)、覚醒時のリラックス (アルファ)、マインドフルネス (シータ)、および自己申告の感情 (価度と覚醒) に関連する脳活動のパターンを予測するかどうかを調査することでした。そして、どのような特定の CLM 機能がこれらの肯定的な結果に関連しているのか。さらに、実験室と自然主義的な環境における風景に対する参加者の反応性の類似点と相違点を調査します。

我々は、21 歳から 74 歳までの健康な成人 79 名を募集しました。そのうち 48 名は女性でした。参加者は雪だるま式サンプリング手法を使用して募集されました。対象基準は、21 歳から 75 歳までの年齢、右利きであること (左利きと右利きの脳活動の違いによる 33)、および必要な研究訪問に参加できるかどうかでした。除外基準は、重度の視覚障害、または臨床的に診断された精神障害、神経障害、または認知障害でした。参加者全員に時間分の報酬が支払われました。手順はシンガポール国立大学倫理委員会によって審査され、倫理承認 NUS-IRB_S-20-12 を取得し、関連するガイドラインと規制に従って実験が行われました。すべての参加者は、研究に参加するためにインフォームドコンセントを提供しました。

景観ビューは、1 ～ 6 点スケールの 7 つの CLM カテゴリに従ってスコア付けされ、景観建築の 4 人の独立した専門家によるすべてのカテゴリのスコアを平均することによってビューの合計スコアが計算されます。 CLM は、優れた信頼性 (クロンバックのアルファ = 0.854) と、検証用データセットとの相関によって測定される有効性 (r = 0.772) を備えた専門家ベースの心理測定ツールです32。ある既存の研究室ベースの被験者内神経科学実験では、瞑想性の高い風景（4.45ポイント以上）は、それらに受動的に曝露された健康な成人の脳において、瞑想性の低い風景と比較して、統計的に異なる脳活動パターンを誘発した34。

このツールは、実験室の各風景や自然環境にさらされた後の参加者の自己申告による感情反応を記録するために使用されました。 SAM は、瞬間的な感情を非言語的に絵で評価するものです。私たちの研究では、2 つの SAM スケールを使用して、ヴァレンス (つまり、心地よさ) と覚醒 (つまり、感情の強さ) を測定しました 35。このツールは、Valence の表情を持つ 5 つの絵文字と、Arousal の 5 つの表情を持つ絵文字で構成されており、範囲は - 2 ～ 2 ポイントです。より高い価数スコアは、刺激に対するよりポジティブな感情を示し、より高い覚醒スコアは、その刺激に対するその感情の強度がより高いことを示します。

この機器は、参加者のうつ病レベルを評価するために研究の開始時に使用されました。この 21 項目の多肢選択式の自己申告式アンケートはうつ病の重症度を測定するもので、感度 (81%) と特異度 (91%) が高いため、精神科医によってよく使用されます 36。質問は、評価日までの 2 週間 (評価日を含む) に経験した感情を指します。被験者は、21 項目のそれぞれについて、0、1、2、または 3 点のスコアが割り当てられた 4 ～ 7 つの記述のうち 1 つを丸で囲むことになっていました。合計 BDI-II スコアを計算するには、すべての項目からのポイントが合計されます。合計スコア 0 ～ 13 は、軽度のうつ病を示します。 14～19歳、軽度のうつ病。 20 ～ 28 歳は中等度のうつ病、29 ～ 63 歳は重度のうつ病です。

脳波（EEG）信号は、修正 10/20 システムに従って弾性キャップに取り付けられた乾燥アクティブ電極を備えた 16 チャンネル V アンプアンプ (Brain Products GmbH、ミュンヘン、ドイツ) を使用して記録されました。乾燥電極が選択されたという事実は、屋外スキャンでは特に意味がありました。シンガポールの高温多湿な気候の下で屋外で湿った電極を使用したり、ジェルを塗布したりすると、参加者の快適性が低下し、実験時間が大幅に長くなる可能性があります。電極のインピーダンスは実験全体を通じて 100 kΩ 未満に維持されましたが、これは乾燥電極の許容値と考えられています 37。信号は 500 Hz で記録され、さらなる処理のために保存されました。 EEG スキャンの結果を評価するために、次の指標が利用されました。

覚醒状態のアルファリズム (8 ～ 13 Hz) は、通常、個人が認知タスクに積極的に従事していないときに最も強くなります。アルファ波は多くの場合、皮質の「アイドリング」を反映し、個人が積極的に刺激に注意を向けたり、認知タスクに取り組んだりするときにその出力が低下すると考えられています。したがって、バンドの大きさは皮質の活性化に反比例します 38。前頭皮質のアルファパワーの増加は、覚醒時の弛緩に似た、心理的および感情的覚醒レベルの低下と関連しています39。これまでの環境神経科学研究では、都市のシーンと比較して自然のシーンにさらされた参加者では、40、ストレスの少ない環境では、前頭葉のアルファパワーが増加することが判明しました41。この脳活動のパターンは、ストレスや燃え尽き症候群の軽減、人生の満足度の向上に貢献する可能性があるため、都市生活者にとって特に重要です(例42)。私たちの実験では、前頭葉に位置する 3 対の電極 (AFp1 ～ AFp2、AFF5h ～ AFF6h、および F7 ～ F8) からのアルファパワーを平均して、アルファ/覚醒リラックス指数を取得しました。

シータリズム (3 ～ 7 Hz) は、多くの場合、前頭前皮質の認知処理に関連しています 39。同時に、相対シータパワーの増加は、生理学的リラックス 43,44 とその瞬間の高い存在感 45 に関連していました。したがって、研究者らは、前頭シータパワーの増加を、非指示的かつ非集中的なスタイルの瞑想状態と関連付けています46,47。集中瞑想（例：超越瞑想）は、単一の刺激（例：マントラ）に集中して集中することによって思考を排除することを目的としていますが、非指示的瞑想（例：マインドフルネス）では、内面に生じるものに焦点を当てることなく、思考が自由に流れることができます。心理学の定義によると、マインドフルネスは、現在の瞬間に注意を向けること (「ハイパープレゼンス」とも呼ばれる) と、外部刺激の認知処理を行わずに経験した現象の解釈や判断が欠如していることと関連付けられています48。脳にこの状態を誘導することは、ストレスを軽減するためのセルフケアと健康への介入としてますます認識されており49、さまざまな精神的健康障害を対象としたマインドフルネスに基づく一連の療法や介入が行われています50。環境神経科学におけるこれまでの研究では、前頭シータ脳波パターンと自然の中の散歩 51 およびエリア満足度 52 が関連付けられていました。この研究のマインドフルネス指数は、前頭葉に位置する 3 対の電極 (AFp1 ～ AFp2、AFF5h ～ AFF6h、および F7 ～ F8) からのシータパワーを平均することによって計算されました。

ベータリズム (14 ～ 30 Hz) は注意力の処理を示し、タスクに取り組んでいるときに増加します。時間的ベータ非対称性は、右側の側頭葉の方が左側よりもベータパワーが大きいという特徴があります。右半球の側頭領域は、他の機能の中でも特に、視覚的注意53、視覚情報の解釈、写真、視覚的なシーン、馴染みのある顔の記憶を担当します54。以前の研究では、この脳活動パターンは、顕著な刺激に向けられたボトムアップの刺激主導型注意と関連付けられていました。このボトムアップ型の注意は外部刺激によって引き起こされ、タスクの処理に典型的な目標指向の注意とは反対であり、長時間実行すると精神的疲労につながります。ボトムアップの注意は注意力回復理論の中心的な概念であり、自然環境との接触が、低下した注意力の回復と精神的疲労の回復につながる誘発因子であると考えられています。 ART56,57によれば、これまでの研究では、注意力の回復は、回復環境の重要な要素である「魅力」と概念的に結びついていた。この研究における注意力回復指数は、左側 (電極 FT7 および F7) と右側の側頭葉 (電極 FT8 および F8) から抽出されたベータパワー値を使用して計算されました。次に、一般的な式 (右-左)/(右 + 左) を使用して非対称値を計算しました (例 58)。

シンガポールの 2 か所で、6 つの都市緑地のシーンが選ばれました。各シーンには、さまざまな自然要素と建築要素、および構成タイプが含まれており、事前に仮説を無視した 4 人の景観建築専門家によって CLM を使用して注釈が付けられていました。風景シーンとそのスコアを図 2 に示します。

選択された UGS シーンのランキング。CLM スコアはさまざまなスコア (合計スケールとサブスケールの両方) を示します。

6 つのシーンのうち 3 つ (S1.1、S1.2、および S1.3) は、ホートパークという名前の大きな都市公園の一部であるセラピューティックガーデン内にありました。この場所は、健康を促進するための園芸療法セッション 59 や、健康な人 60 とうつ病患者 61 の抑うつ気分の軽減など、そこで行われた自然との接触の健康上の利点を示す以前の研究により、意図的に選択されました。 Therapeutic Garden で選択された 2 つのシーン (S1.1 および S1.2) は、以前の研究によると、CLM で 4.45 点を超えるスコアを獲得しました。これは、高度に瞑想的なシーンを示す閾値です 34。その庭園内の 1 つのシーン (S1.3) が、しきい値未満のスコア (3.78 ポイント) を表すために選択されました。 S1.1、S1.2、および S1.3 には、物理的属性の一意の組み合わせが含まれており、7 つの特徴のそれぞれについて相対的に異なる CLM スコアがありました (図 2 を参照)。たとえば、S1.2 は、丘の上の遠景が望め、天蓋が空に向かって見えなかったため、構成要素である景観の層で満点を獲得した唯一のサイトでした。逆に、S1.3 は、地形と互換性のスコアが比較的低い、主要な建設された歩道を見下ろす唯一のものでした。

他のシーン (S2.1、S2.2、および S2.3) は、カーサクレメンティと呼ばれる公共住宅団地の屋上庭園内にありました。この場所は、シンガポール人の約 80% が住む公共地区 (住宅開発委員会または HDB によって開発された) の現代的なデザインスタイルを表しています62。 HDB の敷地は一般に公開されており、これらの敷地内の緑地は都市のグリーンインフラストラクチャの重要な部分となっています63。 Therapeutic Garden のシーンと同様に、この場所で選択されたシーンは、CLM スコアの点で異なります。ほとんどすべての景色を建築物や高層ビルが占めているため、平均して瞑想的な価値は少なく、都市から自然のような風景へ見る人の方向転換が制限されています。ここで最も高い CLM スコアは、遊び場と建物のファサードの一部を覆う手入れの行き届いた緑を見渡す敷地 S2.3 の 3.35 ポイントでした。最も低い CLM スコア (2.4 ポイント) は、ブロックの 1 つの空洞デッキからの眺めでした (図 2 を参照)。

実験は 3 つのセッションで構成され、1 つは大学敷地内の研究室で (最初の 1 つ)、残りの 2 つは都市の緑地の自然な環境で行われました。データは、2019 年 3 月から 2020 年 9 月までの間、平日の午前中または午後遅くの時間帯に収集されました。実験セッションは個別にスケジュールされ、セッション間の間隔は 30 日以内に保たれました。

最初のセッションの開始時に（実験室で）、参加者はインフォームドコンセントに署名し、携帯用脳波計キャップを頭に装着して調整しました。次に、被験者は椅子に快適に座り、プレゼンテーションソフトウェア Psychopy 3 (2002–2018 Jonathan Peirce、UK64) によって完全にランダムな順序で 6 つの固定フレームビデオが 3 回ずつ繰り返されるプレゼンテーションを受動的に視聴するように指示されました。ビデオは、目の前約 200 cm に配置された 108 × 178 cm のロールアップスクリーンに表示されました。画面解像度 1080p (1920 × 1080) の HD29 Darbee Optoma ホームシアターフル HD プロジェクターを使用して投影しました。ビデオプレゼンテーションの前に 60 秒間の長い休止状態があり、参加者は灰色の空白の画面を見ていました。ビデオの長さは 20 秒 (受動的タスク) で、間に 15 秒の一時停止があり、その時点で固視十字が画面上に表示されました (視角 2°)。録音された自然音は、参加者の椅子の後ろのプロジェクターの近くに設置された標準的な PC オーディオスピーカーを使用して、ビデオとともに再生されました。実験中、昼光を模倣したランプ (光の色相 5500 K) が点灯されました (図 3A)。刺激の提示後、データ取得の上限が解除され、参加者は個々のシーン、BDI-II、および社会人口統計に関するアンケートの SAM に記入するよう求められました。手順全体には約 50 分かかりました。図 3C は、実験室のセットアップを示しています。

実験プロトコルと設定: (A) 実験室の設定手順、(B) 自然主義的な設定手順、(C) 実験室での実験設定 (ビデオ視聴中の参加者)、(D) 公園での実験設定 (休憩状態の参加者) 。

各自然主義的セッション中に、3 つのシーンを持つ 1 つのサイトが測定されました (順序はランダム化65)。現場に到着すると、参加者は選択されたシーンに面してポータブル椅子に座り、EEG装置が頭部に調整されました。次に、参加者は白いゴーグルをかけて視界を遮ってリラックスするように指示され、その間に機器が調整され、生の信号の記録が開始されました。安静状態を 1 分間記録した後、参加者はゴーグルを外し、正面の風景を 1 分間受動的に観察するように依頼されました。これが完了したら、ゴーグルを装着した状態で 1 分間の静止状態と 1 分間のシーン視聴を同じシーンで繰り返しました。このプロセスは、同じ椅子を使用して 3 つのシーンすべてに対して繰り返され、シーンの順序はランダム化されました。 EEG装置を取り外した後、参加者はSAM価性と覚醒アンケートでシーンを評価するように求められました（図3B）。屋外セッションの所要時間は 30 ～ 45 分でした。参加者はシーン間で水の摂取は許可されたが、食べ物の摂取は許可されなかった。環境変数 (温度、湿度、明るさ、騒音) は、交絡変数を制御するために、各セッションの各シーンで 4-in-1 環境計 (CEM、DT-8820) で記録されました。自然主義的な環境での実験セットアップを図 3D に示します。

データは、Brain Analyzer 2 ソフトウェア (Brain Products GmbH、ミュンヘン、ドイツ) でオフラインで処理されました。生の信号は、50 Hz のノッチフィルター、40 Hz のローパス、0.5 Hz のハイパスでフィルター処理されました (すべてゼロ位相シフトのバターワースフィルター、次数 2)。チャネルは 16 個の電極の平均基準を参照し、ノイズの多いチャネルやチャネルの欠落がないか目視検査されました。必要に応じて、ノイズの多いチャネルまたは失われたチャネルのトポグラフィック補間が実行されました。目のアーチファクト (まばたきや目の動き) は、独立成分分析 (ICA) によってキャプチャされ、データから削除されました。信号はビデオの開始時間 (0 ～ 20 秒) にエポックタイムロックされました。すべてのデータは高速フーリエ変換され、パワーとして出力されました。次に、各条件でパワー値を平均し、シータ (4 ～ 7 Hz)、アルファ (8 ～ 13 Hz)、およびベータ (14 ～ 30 Hz) 帯域のパワーを抽出しました。覚醒時弛緩指数を計算するために、3 対の前頭電極 (AFp1 ～ AFp2、AFF5h ～ AFF6h、および F7 ～ F8) からの観察条件からのアルファパワー値を平均しました。マインドフルネス指数を計算するために、3 対の正面電極 (AFp1 ～ AFp2、AFF5h ～ AFF6h、および F7 ～ F8) からの観察条件からのシータパワー値を平均しました。注意力回復指数を計算するために、左側（電極 FT7 および F7）と右側の側頭葉（電極 FT8 および F8）からベータパワー値が抽出されました。次に、一般的な式 (右-左)/(右 + 左) を使用して非対称値を計算しました (例 58)。 3 つのパワーバンドごとに、実験室用と自然環境用に別個のデータセットが作成されました。

CLM スコア、脳パターン活動スコア、自己申告感情スコアは正規分布を示さず、データの偏りを説明するにはノンパラメトリック分析が必要でした。脳活動データは、アルファ、ベータ、シータスコアを導出するデータ処理中に正規化されましたが、この正規化によって歪度は改善されませんでした。スピアマンの順位相関分析は、CLM スコアと脳パターン活動、および自己申告の感情スコアの間の関係を調査するために実行されました。ウィルコクソンの符号付き順位検定を実施して、5 つの精神生理学的測定値のそれぞれの間で、屋外データセットと実験室データセット間の差異を判定しました。研究結果に関連して、環境条件、騒音、温度、湿度、明るさ、全体的な気分、および個々の状況交絡因子（過去 24 時間のアルコール摂取量、睡眠の質と睡眠時間）を徹底的に分析しました。これらの要因は研究結果とは関連しておらず、分析の一部として含まれていませんでした。

5 人の参加者がすべてのセッションをフォローアップできなかったため、研究には 74 人の参加者（女性 44 人）のみが含まれました。平均年齢は38±17.42歳であった。参加者のほとんどは中国人でした。そして大多数は大学レベルの教育を受けていました。 BDI-II で測定したうつ病スコアの平均レベルは 8.43 ± 7.31 で、全体的なうつ病のレベルが最小であることを示しています。サンプルの詳細を表 1 に示します。

屋外で記録されたアルファパワーバンドと合計 CLM スコアの間には、またサブスコアである風景の層、典型的な要素、平和と静寂の特徴、および植生の間にも、rho 値の降順で有意な正の関連性が見られました。ただし、アルファは色と光、地形、互換性とはあまり関係がありませんでした。アルファパワーバンドと CLM スコア、または実験室設定のサブスコアとの間に有意な相関関係はありませんでした (表 2)。

屋外および実験室での測定の両方において、ベータと合計 CLM スコアまたは CLM サブスコアの間に有意な関連はありませんでした (表 2)。

屋外で記録されたシータスコアは、合計 CLM スコア、およびサブスコアである風景の層、原型的要素、平和と静寂の特徴、植生、色と光と、rho 値の降順で有意に正の相関がありました。ただし、シータは地形や互換性と有意な関連はありませんでした。シータパワーバンドと CLM スコア、または実験室設定のサブスコアとの間に有意な相関関係はありませんでした (表 2)。

実験室だけでなく屋外でも記録された SAM 価度と、総 CLM、およびすべての景観サブスコア、平和と静寂の特徴、景観の層、原型的要素、植生、色とすべてとの間に、有意な正の関連性が見られました。光、地形、そして相性。唯一の例外は、屋外で測定されたくしやすさでした (表 2)。

屋外で記録されたSAM覚醒と総CLM、およびサブスコアである平和と静寂の特徴、風景の層、原型的要素、植生、色と光、地形との間には、rho値の降順で有意な正の関連性が見られました。ただし、SAM 覚醒は互換性スコアと有意な関連はありませんでした。実験室環境では、総 CLM と有意な正の関連があり、またサブスコアである平和と静寂の特徴、風景の層、植生、原型的要素、色と光、地形とも、rho 値の降順で有意な正の関連が見られました。ただし、SAM 覚醒は互換性スコアと有意な相関はありませんでした (表 2)。

ウィルコクソンの符号付きランク検定では、アルファ値、ベータ値、シータ値の中央値、および SAM 覚醒スコアが、自然主義的な環境と比較して実験室では著しく低いことが示されました (表 3)。実験室と屋外の SAM 価度スコアの中央値の間に統計的に有意な差はありませんでした (p = 0.22、表 3)。

この研究の主な目的は、CLM と、リラクゼーション、注意力の回復、マインドフルネスと一致するプラスの感情と脳活動との関連性とその特有の特徴を調査することでした。第 2 の目的は、これらの関連性を実験室と自然主義的な屋外環境で比較することでした。

この研究の結果は、CLM スコアが高い風景への自然主義的な露出は、より高いマインドフルネス 46,47 と覚醒時のリラクゼーションを示す、前頭葉のアルファおよびシータ活動の増加と関連していることを示しています。この関連性は、参加者が自然主義的な環境にさらされた場合にのみ観察され、実験室でビデオにさらされている間は観察されませんでした。これらの発見は、認知的緊張を引き起こす刺激の過負荷によって特徴付けられる都市生活の特異性にとって重要です1,9。非常に瞑想的な風景にさらされると、前頭葉のアルファとシータの活動が増加することで脳の活性化が単純に遅くなり、その認知的緊張の緩和につながります。。 CLM スコアが高いほど、実験室環境と屋外環境の両方で自己申告された価性と覚醒のスコアが高く、ポジティブな感情が強いことを示しており、これは都市生活者の幸福にとっても重要です。私たちの調査結果は、UGS の特徴が脳の活動と最も強く関連しているのは、平和と静寂の特徴、風景の層、典型的な要素、植生であることを示しています。我々の調査結果は、曝露設定に応じてこれらの関連性の間に差異があること、つまり、関連性が実験室設定と比較して屋外設定でより強いことも示唆しています(表2)。

CLM スコアは、注意力の回復に関連するベータ時間的非対称性とは関連していませんでした。これは、ベータが高周波パワーバンド（14 ～ 30 Hz）であり、低周波バンド（アルファ 8 ～ 13 Hz およびシータ 4 ～ 7 Hz）とは異なり、認知能力、タスクおよび情報の解決に関連しているためである可能性があります。処理。このパターンは、自然の中で行われる活動とは対照的に、風景を受動的に観察することによっては達成されないようです。回復成果スケール（ROS66）と呼ばれる、注意力回復の自己報告尺度を用いた以前の研究では、公園や森林での30分〜2時間の歩行後には、受動的な曝露後ではなく、注意力回復に対する効果が認められました67,68。ここでは、予想されるパターンを誘発するには不十分であった可能性がある短期間の受動的な曝露を使用しましたが、客観的な（自己報告ではない）尺度も使用しました）。興味深いことに、現場の静けさ（静けさ、静けさ、平安）のレベルは、注意力回復理論69だけでなく、リラクゼーション70の主要な要素であることが以前に判明しており、環境心理学者が「注意力回復」と呼ぶものには、より多くの効果がある可能性がある。これは、注意力や認知処理に関連するベータ波ではなく、脳の遅い周波数に関係しています。注意力回復理論によって定義される注意力回復の神経電気的特徴を解明するには、さらなる研究が必要です。

覚醒時のリラックスに関連する前頭アルファ活動パターンの増加に主に寄与する景観の特徴は、それぞれ景観の層、原型的要素、平和と静寂の特徴、および植生であると考えられます (表 2)。観察された有意な関連性は正であり、これらの風景カテゴリ内のスコアが高いほど、前頭葉皮質のアルファパワーが大きいことを意味します。風景カテゴリのレイヤーで高得点を獲得した風景シーンは、遠距離の眺めと、ビュー内の前方、中央、背景の視認性が特徴です。遠くを見ることは、心理的な安らぎや個人の自由の感覚と関連しています。観察者の物理的な距離は、細部に過度に焦点を当てずに遠くから物事を見るという心理的な距離感を生み出す可能性があります。言い換えれば、「より大きな全体像」を見ること、または「離れている」という感覚です71。これは、反芻から気をそらして熟考を促すことでストレス軽減につながる可能性があり72、人間は遠くの景色と囲い込まれている感覚の両方を提供する環境にさらされることで安全感と喜びを得るという環境心理学の見通し避難理論と一致しています73。風景の中の典型的な要素の存在も、覚醒時のリラクゼーションと高度に相関していました。私たちの実験的な設定におけるそのような要素は、一本の木、森、小道でした。ユングの精神分析によれば、すべての人間の潜在意識の感情反応を呼び起こすこれらのオブジェクトの明示的な存在は、リラクゼーションパターンと一致しているようです 31,74。従来のビジュアルリソース管理ランドスケープ品質評価では、評価カテゴリの 1 つは「希少性」、つまり、シーンの価値を高める、独特で希少な要素の存在でした 28。おそらく、シーン内に原型要素が存在すると、それらが風景から際立っているため、脳にリラックスパターンが誘発されたと考えられますが、その具体的なメカニズムは不明であり、さらなる研究が必要です。さらに、私たちの実験環境には存在しない滝や石などの他の原型的要素も正面アルファパワーと相関するかどうかは不明です。平和と静寂の性格に関する高い CLM スコアも、覚醒時のリラクゼーションと高く関連していました。これは驚くべきことではありません。休息、快適さ、孤独のための空間に直接対応しているからです。植生のスコアが高い（種の多様性が高く、植物が自発的で自然に見え、時間とともに変化する）ことは、脳のリラックスパターンと正の相関がありました。この観察は、人間は脅威のない自然に囲まれているとくつろぐと感じるというバイオフィリア仮説や、他の物体を見ているときと比べて植物を見ているときの方がストレスが少なく、よりポジティブな感情反応が得られると報告している一連の実験研究によって説明できます75。シーンの色と光、デザインの互換性、および地形スコアが、正面アルファパワー振動と関連していることは見つかりませんでした。潜在的な理由の 1 つは、風景の他の特徴がこれらの特徴と比較してより強い反応を引き起こし、その結果、これらの特徴が脳活動に及ぼす影響が減少したことである可能性があります。おそらくより影響力のある他の機能が存在しない場合に、これらの機能を単独でテストするさらなる研究が必要です。

マインドフルネス状態に関連する前頭シータ活動に主に寄与する風景の特徴は、やはり、風景の層、典型的な要素、平和と静寂の特徴、および植生でした。これについての説明は、前の議論と一致します。これらとは別に、貢献度は低いものの、それでも大きな貢献を果たした機能は、カラーとライトです。マインドフルネスは、その定義によれば、今この瞬間に注意を払うこと、経験した現象の解釈や判断の欠如に関連しており、注意と処理を伴い、リラクゼーション以上の効果があります48。 CLMの「色と光」のカテゴリーは、人が知覚する風景が生きているという動きと感覚（空を横切る太陽の通過、地面の葉の陰影の動き）を伴うものであり、したがって、空間のこれらの微妙な変化に注意を払うことは、アルファ分析の結果が示すように、マインドフルネスは刺激されますが、覚醒したリラクゼーションには至りません。地形と互換性は 2 つの特徴であり、マインドフルネスパターンを大きく予測するものではありませんでした。これは、脳が特定の脳活動パターンを引き起こすために、起伏のある地形や多様な地平線、あるいは明示的な空間調和を検出する「必要」がない可能性があることを意味します。

自己申告のヴァレンススコアと覚醒スコアと最も強く相関する瞑想的な風景の特徴は、平和と沈黙の特徴であり、専門家によって認識されたその特徴のより高いレベルが、参加者の自己申告のポジティブな感情と一致していることを示唆しています。さらに、参加者は、典型的な要素が明確に存在する風景シーンや、自然に見える多様な植生のあるシーンの SAM 価度が高いと報告しました。興味深いことに、屋外で記録された SAM Valence と Arousal は、Compatibility スコアと有意な相関関係がありませんでした。風景シーンの互換性は、その特性の中でも特に、ビュー内のオブジェクトのスケール、形状、構成に依存します30。写真やビデオの場合、表示フレームは明確なエッジによって制限されますが、実際の公園にはそのような鋭いエッジが存在しないため、参加者がビューの互換性を把握するのがより困難であった可能性があります。ビューに関連するものは、この特定の下位スケール内で評価するのがより難しい場合があります。

私たちの発見は、以前の研究で強調された研究室のみの結果を採用した研究デザインの潜在的な弱点を示唆しています。私たちの結果によると、脳波振動と自己申告の覚醒スコアは、実験室と屋外での体験では異なりました。自己申告されたヴァレンススコアのみが 2 つの設定間で比較可能であり、これは景観の好みと知覚された回復力に関する以前の研究を裏付けています 76,77。これは、屋内で収集された、写真やビデオの表現に基づいた風景設定に対する感情的反応に関する自己報告が、感情の価数（快さ/「善」さ、または嫌悪感/「悪さ」として特徴付けられる）をよく表している可能性があることを示唆しています。知覚された感情の）、それは自然主義的な環境で経験されるでしょう。感情的覚醒（感情の強さに相当）の場合、写真表現よりも自然主義的な環境にさらされたときのほうが高くなる傾向があります。上記の調査結果は、それぞれの体験の没入性に関連している可能性が高く、写真を見たり映画を見たりすることは、実際の現場にいる場合と同じレベルの没入感を提供するものではありません。しかし、人々は写真から風景を認識し、そこにいたらどんな気分になるか、その場面に対してどのような感情 (ポジティブまたはネガティブ) をもたらすかを想像することができるため、シーンの表現を次の観点から採点することができます。現実の場所にいるときのような価値観。この発見は、新しい UGS 開発の概念段階、参加段階、または競争段階で特に役立ちます。提案の UGS の視覚化に高い瞑想的価値がある場合、評価者にさらに肯定的な感情的反応を引き起こす可能性があります。しかし、彼らの自己申告による覚醒や脳波スコアは、実験室と自然主義的な環境ではそれほど比較できないようです。将来の研究では、実験室ベースの実験のより没入型の方法（たとえば、3次元仮想現実）を探索し、それらを現場での曝露と比較する可能性があります。

この研究の結果は本質的に相関関係があるため、慎重に解釈する必要があります。評価されたシーンの数が比較的少数であり、CLM に記載されている他の景観要素の表現が欠如しているため、他の特徴が存在しない景観の個々の特徴を評価することは不可能でした。募集方法とサンプルサイズが比較的小さいため、サンプルは地元の集団を代表するものではなく、結果の一般性を確認することはできません。また、シンガポールの UGS に典型的な風景のみが考慮されました。この発見が他の気候や地理、さらには都市形態の状況に一般化できるかどうかは不明のままであり、他国でさらなる研究の余地が残されている。最後に、刺激の時間は、実験室条件（3 × 20 秒）と屋外条件（2 × 60 秒）で異なりました。自然主義的な環境や屋外環境での都市景観の露出に関するゴールドスタンダードのプロトコルはありません。これらのパラメータは、シンガポールの環境条件と、同様の設定でのこれまでの経験と研究チームの専門知識に基づいて選択されました。慣れバイアスと参加者の疲労を避けるために、参加者は屋内条件で 3 つの短い刺激にさらされました。高温多湿の環境条件での歩行を軽減するために、EEG装置を使用して、参加者は屋外で2回の長時間持続する刺激にさらされました。これらの方法論的な違いのため、屋内と屋外の刺激の比較は注意して解釈する必要があります。

研究結果は、訪問者の精神的健康と幸福を考慮したUGS（セラピーガーデンなど）の計画と設計の指針となる可能性がある。 CLM は、既存の健全な UGS エクスポージャを強調し、新しい UGS エクスポージャを設計して、健康のための UGS 設計の品質面に関する知識のギャップを埋める便利なツールとなります。私たちの研究は、知覚されたシーン内の要素の質が自己申告された感情や潜在意識の脳活動に関連しているという概念を拡張しています。私たちの調査結果は、景観の層の可視性を提供し、原型的な要素と多様で自然主義的な植生を備え、平和と静寂の主な特徴を含むUGSが、訪問者の幸福の観点から最も価値がある可能性があることを示唆しています。設計に含める戦略の例は次のとおりです。

遠くの景色まで視界が開け、訪問者は近くの物体と遠くの物体の両方を見ることができます。

空気遠近法の可視性を強調します。遠方の物体は、物体と観察者の目の間にある空気の体積により、より青くぼやけて知覚されます。

庭園と都市環境を隔てる視覚的緩衝材と騒音緩衝材を作成し、一人で休むための快適な座席を計画する。

既存の典型的な要素をデザインで強調し、それが視界を支配するようにする（たとえば、孤独な木の周囲を片付けてシルエットをより明確にするなど）。

季節や日内変化を示す自発的で多様な植生を含む、より自然主義的な植栽計画（自然によって植えられたように見える）を組み込んでいます。

歴史的に、UGS は都市住民が新鮮な空気と休息を求めるための公共スペースとして構想されてきましたが、現在の文献では精神的健康増進のための設計に関する具体的なガイドラインを情報提供するのは限られています。都市計画とデザインの分野は、適切に設計され維持された緑地との接触から得られるメンタルヘルスの多大な利益を認識し、国家メンタルヘルス推進戦略のUGS計画に、対象を絞った精神生理学的反応の戦略を含めるべきである。

現在の研究中に生成されたデータセットは、合理的な要求に応じて責任著者から入手できます。

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この研究は、シンガポール国家開発省 (助成金番号 R-722-000-010-490)、シンガポール国立大学ヘルスイノベーションおよびテクノロジー研究所 (助成金番号 A-0001415-09-00) の支援を受けました。 NUS、心理医学科 (助成金番号 R-177-000-100-001/R-177-000-003-001/ R177000702733)。

シンガポール国立大学ヘルスイノベーション & テクノロジー研究所 (iHealthtech)、シンガポール、シンガポール

アグニエシュカ・オルシェフスカ＝ギッツォ

NeuroLandscape Foundation、ワルシャワ、ポーランド

アグニエシュカ・オルシェフスカ＝ギッツォ

国立公園委員会、都市緑化および生態学センター、シンガポール、シンガポール

アンジェリア・シア

シンガポール国立大学ヨン・ルー・リン医学部心理学部、シンガポール、シンガポール

アンジェリア・シーア & ロジャー・ホー

シンガポール臨床科学研究所、科学技術研究庁、シンガポール、シンガポール

アンナ・フォーゲル

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AO-G.: 概念化と調査、方法論、データキュレーション、AO-G.、AF: 検証。 AO-G.、AF: 正式な分析。 RH、AS: リソース。 AO-G。 AS: 執筆—原案の準備。 AO-G.、AF、RH: 執筆 - レビューと編集。 AO-G。 AS: 視覚化。 RH：監督。 RH と AS: プロジェクト管理と資金獲得。すべての著者は原稿の出版版を読み、同意しました。

通信相手はアグニエシュカ・オルシェフスカ＝ギッツォ。

著者らは競合する利害関係を宣言していません。

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転載と許可

Olszewska-Gizzo, A.、Sia, A.、Fogel, A. 他都市の緑地の特徴は、ポジティブな感情、マインドフルネス、リラクゼーションに関連しています。 Sci Rep 12、20695 (2022)。 https://doi.org/10.1038/s41598-022-24637-0

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受信日: 2022 年 8 月 1 日

受理日: 2022 年 11 月 17 日

公開日: 2022 年 11 月 30 日

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-022-24637-0

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科学レポート (2023)

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