環境類型與腦區反應

一、樣本特性分析

第二部份研究目的為了解不同的景觀型態與恢復性環境特徵，是否會使受測 者之腦區反應有所不同，總計有效樣本 13 位，男性佔 6 位，女性佔 7 位。

二、景觀型態對腦區反應之影響

分析方法為將各景觀型態之腦區反應與其控制組圖片相減，控制組包含與景 觀圖片相同之視覺刺激(顏色及亮度)，但是無法構成物體或空間的概念，因此相減 後所得到的反應腦區為觀看此景觀型態圖片時，其空間佈局使受測者產生反應之 腦區。關於各腦區之名稱為避免混淆，主要大分區的相關位置可見下圖 4-9，frontal lobe 為額葉，主要與抽象思考、判斷等較高階認知功能有關，parietal lobe 為頂葉，

主要與處理感覺訊息有關，temporal lobe 為顳葉，包含許多次構造，與知覺、物體 認知、記憶、語言等有關，最後 occipetal lobe 為枕葉，與視覺系統有關。

由於腦區活化與功能之間的關係為單一腦區會參與多種功能，單一功能也會 由多個腦區組成，因此本研究以注意力相關腦區為主要討論方向，其他有活化的 腦區以大分區的主要調控功能為討論方向。

圖 4- 9 腦區相關位置圖

(改自 http://neuro.sofiatopia.org/brainmind_brain.htm)

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(一) 觀看都市景觀圖片之腦區反應

結果顯示在觀看都市景觀圖片時，如圖 4-10 及表 4-9，有三個腦區反應在統計 上顯著高於控制組，分別為右側上部頂葉皮質(Right superior parietal lobe)、右側顳 葉上回(Right superior temporal gyrus)及右側蒼白球(Right lateral globus pallidus)，未 校正之顯著水準(p-value)皆為 0.000，但都沒有任何腦區呈現負向活化(negative activation)。

反應最強烈的腦區為 Right superior parietal lobe，從 Fan 等人(2005)所彙整之注 意力腦區可以發現此區域主要出現在導向性注意力之反應腦區，推測或許都市環 境內容有太多事物吸引人們目光，因此使受測者被吸引使用此注意力來注意環境 內容，Corbetta & Shulman(2002)在探討由上而下及由下而上之注意力系統時，提 出使用由上而下之注意力可能會使 SPL 活化，由上而下注意力可以解讀為自主地 選擇注意，而又根據 Kaplan & Berman(2010)提出由上而下之注意力可能會類似直 接注意力，因此更進一步說明了觀看都市景觀圖片的確有可能引發直接注意力；

此外 Right superior temporal gyrus 也有強烈的反應，此腦區過去大部份被認為與處 理聽覺訊息有關，在 Fan 等人(2005)彙整提出使用警覺性注意力時此區有強烈的反 應，表示受測者在觀看都市景觀圖片時保持高度的警戒，這樣的警戒狀態也可能 透過更換的都市景觀圖片持續累積；Right lateral globus pallidus 在觀看都市景觀圖 片時也有強烈反應，此區被認為會分泌神經物質、負責調控基底核(basal ganglia system)，basal ganglia 過去多被認為與移動的計畫、執行有關，近年來與認知及情 緒的連結也被廣為接受，指出此區反應會再連結到前額葉皮質及邊緣系統(Stathis et al., 2007)，邊緣系統包括杏仁核、海馬迴等主要負責情緒調控的構造，因此或許 可以猜測都市景觀引起了腦內不同於帄靜狀態之路徑。但過去研究指出都市環境 會引發執行功能網絡，即額葉的部分，在此部份未有直接的證據。

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圖 4- 10 觀看都市景觀圖片活化之腦區(藍線交會處)，一上為 Right superior parietal lobe，二左為 Right superior temporal gyrus，二右為 Right lateral globus pallidus

表 4- 9 觀看都市景觀圖片之腦區反應分析表

反應腦區 位置(mm) t puncorret pFWE-correct

Right superior parietal lobe(BA7) (16,-54,58) 28.65 0.000 0.000 Right superior temporal gyrus(BA22) (48,-2,-4) 27.37 0.000 0.000 Right lateral globus pallidus (20,-6,-6) 27.29 0.000 0.000

(二) 觀看高山景觀圖片之腦區反應

在 觀 看 自 然 環 境 圖 片 方 陎 ， 結 果 顯 示 看 高 山 圖 片 圖 ， 正 向 活 化 (positive activation)之腦區中 p-value 皆大於 0.05，大部份腦區反應皆為負向活化反應。其中 右側枕葉上回(Right superior occipital gyrus)為正向活化中最強烈的腦區，未校正

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p-value 為 0.092，如圖 4-11 及表 4-10，此區主要與視覺反應有關，Ellison 等人(2004) 探討此區與視覺搜尋、空間知覺的關係，從空間忽視症(neglect symptoms)病人為出 發點，根據過去研究彙整指出這些病人在 Right superior occipital gyrus 及 TPJ 兩個 重要的腦區可能有損傷，因此以 TMS 技術請受測者執行視覺工作以瞭解此兩區的 功能，結果發現在視覺尋找工作時此區有強烈反應；因此高山景觀的空間佈局可 能因為有前後景的關係，前方的帄地延伸至後方的山脈都使受測者啟用了視覺搜 尋的功能，若從注意力的角度或許可以推測高山景觀內容有引發受測者視覺反應，

但注意力相關的腦區卻都沒有正向反應，可能表示受測者是有觀看到高山景觀圖 片，但這樣的環境使人們不需要使用到較高層次的認知功能，進而使受測者較為 放鬆。

圖 4- 11 觀看高山景觀圖片活化之腦區(藍線交會處) - Right superior occipital gyrus

表 4- 10 觀看高山景觀圖片之腦區反應分析表

反應腦區 位置(mm) t puncorret pFWE-correct

Right superior occipital gyrus(V3,BA19) (38,-90,22) 1.38 0.092 1.000

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(三) 觀看森林景觀圖片之腦區反應

在觀看森林景觀圖片方陎，所有正向反應之腦區 p-value 皆大於 0.1，表示相 對於不包含空間概念的雜訊圖，森林景觀也沒有再引起任何比雜訊圖更顯著反應 的腦區，但對於是否可以因此推論森林環境使大腦使用度較低，而能夠比較進入 休息的狀態仍持保留。

(四) 觀看水體景觀圖片之腦區反應

在觀看水體景觀圖片方陎，如圖 4-12 及表 4-11，結果顯示左側枕葉中回(Left middle occipital gyrus)有稍微顯著的反應(p-value=0.059)，此區也是與視覺反應有關。

在探討視覺知覺之腦區反應時常會以不同的空間頻率做為研究對象，因為相同的 刺激不同空間頻率會包含不同的視覺資訊，高頻率指的是圖像有強烈地空間變化，

例如線條特別明顯等，會與環境內的空間結構有關，而低頻率會與圖像的整體概 念資訊(global information)有關(Bar, 2004)，Peyrin 等人(2004)實證研究指出觀看高 頻率圖片時主要會活化 middle occipital gyrus 左側，而觀看低頻率圖片時會活化 middle occipital gyrus 右側，由此或許可以推論受測者在觀看水體景觀圖片時對圖 片的結構組成有強烈的反應，此外 Henderson 等人(2007)發現在觀看室內環境照片 時，middle occipital gyrus 左右兩側腦區反應會比觀看室外環境照片時激烈，且視 覺區中只有此區有顯著反應，但因不在其探討的腦區範圍內，因此未提出解釋原 因，兩種環境差別主要在於空間的邊界定位及立體效果上，室內明顯高於室外環 境，因此或許也可以說明本研究之水體環境圖片給予受測者的空間細部結構大於 整體空間感受，且也有受到水體景觀內細部的結構影響，可能例如水體與植栽相 鄰的邊緣、水的波紋或水旁的小石塊等，這些空間邊界相對於高山及森林景觀較 為明顯，但是注意力相關反應腦區都沒有明顯的活化，或許水體景觀也可以使受 測者降低注意力的使用，進一步推測可能因此使腦部較為放鬆。

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圖 4- 12 觀看水體景觀圖片活化之腦區(藍線交會處) - Left middle occipital gyrus

表 4- 11 觀看水體景觀圖片之腦區反應分析表

反應腦區 位置(mm) t puncorret pFWE-correct

Left middle occipital gyrus(V3.BA18or19) (-38,-92,14) 1.67 0.059 1.000

三、恢復性環境特徵對腦區反應之影響

此部份研究目的欲了解受測者在觀看四項恢復性環境特徵之代表性圖片後，

腦區反應是否會有不同，由心理反應的結果，可以發現在恢復性環境特徵方陎，

四項特徵在組間差異上較小，概念上也可能會有部份重疊的情形；由於腦部對刺 激反應迅速，而 fMRI 訊號偵測以 3 秒為一單位，因此在此部份的實驗中，播放恢 復性環境特徵圖片之前，再加入一張文字描述，內容為特徵定義及環境組成的內 容，藉此增強該環境特徵的刺激，而 Pulvermuller 等人(2005)的實證研究也指出顯 示有關某一動作的字彙時，尌會使大腦運動皮質區相對應此動作的腦區活化，表 示字確實是可以透過字義而激發其意義上的腦區。

在討論研究結果前，先概略說明文字閱讀與腦部反應之間的關係，以幫助釐 清研究結果的詮釋；相關研究指出側枕葉顳葉溝(lateral occipito-temporal sulcus)已 被公認為視覺字型區，每個人只要執行任何跟閱讀有關的工作時都會使此區活化，

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但此區的活化不包括對字義的瞭解，只單純為看到字體這項工作，而後可以分為 發音說話路徑與意義路徑，後者包括顳葉中區(middle temporal region)、角迴(angular gyrus)、前梭狀迴(anterior fusiform region)、前顳葉區(anterior temporal region)及下 額葉區(inferior frontal region)等，較為重要的為左中顳葉區(Left middle temporal gyrus)對字義十分敏感，為登錄字義的腦區，此外前顳葉也包含把字組合成句義的 (p-value≦0.05)，分別為右側枕葉中回(Right middle occipital gyrus)、左側枕葉中回 (Left middle occipital gyrus)、右側枕葉楔葉(Right cuneus)、左側顳葉中回(Left middle temporal gyrus)及右側小腦後葉(Right cerebellum posterior lobe)，皆沒有注意 力相關腦區，前三個腦區與視覺反應有關。前文觀看水體景觀圖片時 middle occipital gyrus 也有反應，表示在遠離性的環境中，受測者觀看環境的方式以環境 外觀為主，而非以地標或位置等物件的概念(Aguirre & Esposito, 1998)，且右側反 應大於左側，表示視覺可能以整體環境概念為主，而非環境內部的結構組成；Right cuneus 也位於枕葉，被認為是基礎的視覺處理區域，但過去研究曾指出此區在觀 看較熟悉的環境時會比不熟悉的環境更活化(Cabeza et al., 2004)，若以此結果推論 遠離性的概念似乎不符合結果；而 Left middle temporal gyrus 詳細功能不是很明確，

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但由其字義的功能來看，或許可以推測文字的字義有延續到觀看圖片，也表示文 字所要傳達的概念有發揮作用；最後 Right cerebellum posterior lobe 與實驗內容應 該無關，其主要功能為透過分泌神經物質來抑制非自主地肌肉移動。由此或許可 推測環境刺激有影響受測者的視覺反應，代表受測者有看到圖片，但是都沒有使 用到與感覺或認知系統(parietal lobe or frontal lobe)的腦區，可能遠離性景觀並不會 引起受測者強烈的感受並使用注意力注意環境，而相對來說腦部是比較放鬆的狀 態。

圖 4- 13 遠離性特徵景觀活化之腦區(藍線交會處)，一上為 Right middle occipital gyrus，二左為 Left middle occipital gyrus，二右為 Right cuneus