零距離科學:大自然真的有療癒力量嗎?

零距離科學:大自然真的有療癒力量嗎?
置身大自然三十分鐘,就能重啟我們的身體。
我們想讓你知道的是

城市化讓我們都活在幾乎密閉的盒子和通道裡,現代的建築是隔絕了蟲蟻,卻同樣隔絕了我們與大自然的關係。由城市化的地區進入森林,我們的五官都會感受到環境的變化。

文:馬學綸(香港中文大學微生物學系博士)
圖:香港電台

相信大家也聽說過,繁忙過後,往自然環境裡走走會對身心帶來好處。簡單得像是長期對著電腦工作的人,偶爾望望遠處的綠色植物也有助消除疲勞;如果能在週末或長假期去行山遠足,更能使人放鬆身心,回復精神。然而,這些老生常談,有辦法用科學方法去驗證嗎?

nature_4
有時大自然環境對人類來說十分嚴峻,但只要作好充足準備,就能融入環境,因為人體是以在大自然之中生活為前提而設計。
身與心的量化

首先,我們要量化何謂「放鬆身心」和「回復精神」。根據前人的研究,人體感受到壓力時會產生皮質醇,又稱「壓力賀爾蒙」。皮質醇能提高血壓、血糖和抑制免疫反應,在短時間內提供更多氧氣和糖分,讓身體把資源集中在應對令人產生壓力的源頭,例如要逃避追捕。換而言之,量度受試者的心跳、血壓、和血液裡的皮質醇濃度,就可以量化受試者所受到的「壓力水平」。

要注意的是,身體長時間維持著這種如箭在弦的狀態並沒有好處,先不說長期處於低免疫狀態會產生的健康問題,讓肌肉、神經和循環系統一直處於高負荷狀態,不但會帶來損害,更會弱化接下來面對真正危險時的生理反應。所以,以人類作為與壓力相關的實驗的受試者,在選擇受試者和控制受試者會在實驗中承受到的「壓力水平」時,要十分慎重。

至於「回復精神」,這就比較難量化了。何謂「回復」,是指由患病中康復?何謂「有精神」,是指工作效率有所提高嗎?再者,究竟是怎樣的「自然環境」才有效果?是和地方大小、季節、動植物種類、有沒有河流、有沒有山,還是和停留時間、有多少人一起有關?自然環境本來就是複雜多變,要在實驗室內複製自然環境來做實驗,還原度要有多高,要量度甚麼參數?

所以,到目前為止,還未有一套國際公認的SOP(Standard Operation Procedure) 讓科學家用來研究人類在自然環境中的各種生理變化,科學家需要自行選擇研究人體的哪個系統或器官,量度哪個參數,來代表他們想法。

這類研究的邏輯大致可分為兩種,第一種是從自然環境中分離出單一成份,再測試這種成份對特定人體器官或細胞種類的影響。另一種是直接觀察受試者在「城市環境」和「自然環境」中的生理變化,受試者可能是身處環境中,看到環境的圖像,或只是在身處的房間加一扇窗。

芬多晶的森林之旅

關於芬多晶(phytoncide)的研究,可算是上述的第一種。提起芬多晶,大家應該會想起市面上的各種植物精油,它們或多或少標榜著一些特別功效,像是舒壓、提神、幫助入睡之類,都是一些比較個人的體驗。

nature_1
科學界證實,源自日本神道的森林浴,有治療的效果。

早在2006年,已有研究人類在森林中的體驗的科學家,發表了芬多晶對人類免疫系統的影響的研究。他們看中了芬多晶是由樹木分泌出來的揮發性有機物質,所以測試了來自不同種類樹木(包括日本扁柏、北美香柏、台灣扁柏等)的芬多晶,對人體免疫細胞NK細胞(natural killer cell)的影響。1 NK細胞主要針對被病毒侵入了的人體細胞和癌細胞,把能使目標細胞凋亡(apoptosis)的酶分子包進顆粒,以顆粒外排(granule exocytosis)的方式送往目標細胞。科學家想知道芬多晶對人體免疫系統的影響,所以要把免疫反應量化,而科學家選擇了研究NK細胞的活性。

實驗流程是把細胞株NK-92MI先培養起來,再加入會抑制NK細胞活性的殺蟲劑DDVP,再量度NK細胞的活性。研究發現,如果先把來自日本扁柏樹桿或北美香柏樹桿的芬多晶加入NK-92MI 的培養液,把細胞培養144小時,再加入會抑制NK細胞的殺蟲劑DDVP,對比起沒有加芬多晶的對照實驗,加了芬多晶的NK細胞的活性增加了45%至50%。這項實驗通過量度芬多晶對NK細胞活性的影響,顯示了使用芬多晶來提升人體免疫力的可能性。

nature_2
親身接觸植物,吸收由它們散發出的芬多晶,會帶來放鬆的效果。

這組科學家在2010年發表了延伸研究,証明只要每個月進行一次三日兩夜的森林露營,已能持續提升人體裡NK細胞的活性2。他們的實驗結論雖然簡單,但一般人在日常生活中也能做到,是其中一頂能把實驗結果生活化的研究。

城市中的腦袋

關於上述的另一種研究,要先說個故事。科學界一直認為,基於人類社會的複雜性,人類的大腦比其他靈長類的大腦應該更能適應大型社交網絡和行為,所以人類的大腦應該會有為此而存在的「不同」,通過比對兩者的大腦,有科學家團隊鎖定了位於負責調節情緒,特別是恐懼情緒區域的杏仁核。

他們在2011年發表了實驗結果3,他們找來了58位健康狀况良好的成年人作受試者,年齡由19至83歲,量度了他們的杏仁核相對於海馬體的體積,再和受試者的社交結構作比較。研究結果發現,不論受試者的年齡和性別,只要他們的社交圈子越大,杏仁核的相對體積就越大。這組科學家也有考慮過有沒有其他可能導致這個結果,發現了這個趨勢和受試者對社交生活的滿足度,或在社會上得不得到支援等,都沒有關係。

於是,這組科學家再向前一步,讓受試者分別在綠化的校園區或鬧市先走五分鐘,再接受功能性磁振造影(functional MRI)。實驗結果顯示,從綠化校園區回來的受試者的杏仁核不太活躍,而從鬧市回來的,杏仁核則顯注地更活躍,於是成功把自然環境和腦區的活躍程度連結起來。


nature_9
長遠而言,城市生活會對人體造成不良影響,因為人類天生是在天然環境生存。

城市化讓我們都活在幾乎密閉的盒子和通道裡,現代的建築是隔絕了蟲蟻,卻同樣隔絕了我們與大自然的關係。由城市化的地區進入森林,我們的五官都會感受到環境的變化,以上兩項研究正是科學界試圖以科學方法找回我們與自然本來就存在以久的連結的一點努力。

今集《零距離科學》將會為大家帶來一場進入各國自然環境的視覺之旅,亦會為大家介紹更多相關研究。

《零距離科學》集合世界各地有趣的科學紀錄片,網羅與大眾息息相關的科學資訊,啟發觀眾的好奇心和求知慾,節目逢星期五晚9時30分在港台電視31及31A播映。本集於11月8日播出。港台網站tv.rthk.hk及流動程式RTHK Screen視像直播及提供節目重溫。節目網站:www.rthk.hk/tv/dtt31/programme/sciencewithyou

1:Li Q et al. Phytoncides (wood essential oils) induce human natural killer cell activity. Immunopharmacol Immunotoxicol. 2006; 28(2):319-33.
2:Li Q et al. Effect of forest bathing trips on human immune function. Environ Health Prev Med. 2010; 15:9–17.
3:Bickart KC et. al. Amygdala Volume and Social Network Size in Humans. Nat Neurosci. 2011; 14(2): 163–164.

責任編輯:Alvin
核稿編輯:Kayue