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脑科学研究:建筑神经免疫学-建筑物是否通过免疫系统影响大脑?

点击次数:22 发布时间:2023/8/24 10:52:15
 到 2050 年,预计全球三分之二的人口将居住在城市(联合国,2018)。据估计,发达国家的居民 90% 以上的时间都在建筑环境中或周围度过(Schweizer 等人,2007 年)。然而,人们对建筑形式对人体的影响仍然知之甚少。为此,剑桥大学进行的这个研究项目将建筑神经科学和神经免疫学不同域的新兴见解结合起来。以下文章将概述建筑神经免疫学这一新兴域的目标,并重点介绍该项目的一些初步发现。

 

 

我们所知道的

 

 

在过去的十年中,越来越多的学术机构开始探索建筑设计对人类健康的影响。这项研究主要评估了更直接可量化因素的影响,例如光照(Bellia & Fragliasso,2021;Osibona 等人,2021)、噪音水平(Altomonte 等人,2020; Spence ,2020)、空气污染(Cedeño-Laurent 等人,2018;de Prado Bert 等人,2018)、水质( Ling等人) ., 2018 ; Rhoads 等人, 2016 ) 和环境温度 ( Lomas & Porritt, 2017 ; Zhuang 等人, 2019)。借助我们对测量神经活动所需的临床生物标志物的理解,这些研究人员已经开始扩展到神经科学域(dePaiva&Jedon,2019)。早期证据表明,反映或模仿自然形式的建筑(也称为亲自然设计)可以减轻体内的生理压力(Salingaros,2019;Zhong 等人,202 1)。

 

 

我们不知道什么

 

 

然而,这些发现的意义可能比以理解的更大。神经免疫学域的证据强烈表明生理压力与神经炎症之间存在因果关系(Calcia et al., 2016)。反过来,神经炎症与多种神经退行性和精神疾病的发展有关(Chen 等,2016Harrison,2017)。从本质上讲,那些影响我们压力水平的因素也可能导致神经炎症增加,进而增加患特定疾病的可能性。

 

 

尽管有这些发现,迄为止,还没有研究直接检验亲自然建筑设计与神经炎症之间的关系。作为回应,该研究项目调查了亲自然建筑设计的视觉暴露与神经炎症之间的关系,并提出了以下问题:

 

 

  1. 我们如何评估亲自然设计对神经炎症的影响?

  2. 亲生物设计特征会影响神经炎症吗?

 

 

这项研究假设增加视觉接触亲自然设计会减少神经炎症活动。

 

 

方法及进展

 

 

衡量建筑环境对人类健康的影响并不是一件容易的事。许多混杂的社会、环境和生理因素介导神经免疫应激反应。考虑到这一点,本研究先尝试使用 32 通道Bitbrain Versatile qEEG评估短期接触亲生物设计对参与者神经炎症反应的影响 在研究过程中,参与者接触到两座建筑物的图像。使用定量指数评估建筑物各自的亲生物性水平。然后通过测量参与者在特定频段的神经活动水平的变化来评估神经炎症活动的变化,特别考虑与神经炎症活动相关的频段。在数据收集过程之后,应用由 Steffert 和 Steinfath (2022) 设计和编程的自定义 EEGLab 协议来处理和清理原始收集的 EEG 数据。该处理协议在分析过程中发挥了关键作用,生成适合统计分析的数据集。在控制惯用手、出生性别和年龄后对数据进行统计分析。

 

 

德克鲁恩大厦

 

 

海伯利安城市大厦

 

 

虽然这项研究的完整结果尚未公布,但我可以报告说,当参与者接触更高水平的亲生物架构设计时,在相对 delta 和相对 gamma 功率活动中观察到了统计上显着的变化。鉴于相对δ功率和相对伽马功率波活动与神经炎症活动的关联(Buchanan等人,2021Iznak等人,2021Semmler等人,2008Woodward等人,2020)),这些早期的试点研究结果表明,亲生物设计特征可能会介导神经炎症反应。更具体地说,相对δ功率活动的变化与小胶质细胞的激活和细胞因子活性的增加有关(Semmler等,2008Woodward等,2020),这与神经退行性和精神疾病的发展密切相关(Bachiller等,2018)。这些发现可能对公共卫生举措具有重要意义,因为神经炎症与多种神经退行性疾病和精神疾病的发展有关。然而,未来需要进行广泛的研究来证实这些早期的试点结果。

 

 

这对我们的构建方式意味着什么?

 

 

尽管神经炎症尚未得到充分了解,但它与多种病理学有关,包括几种精神疾病,如抑郁症(Torres-Platas 等,2014)、焦虑症(Frick 等,2013)、精神分裂症(van Berckel 等,2008)以及神经退行性疾病,包括阿尔茨海默病、帕金森病和肌萎缩侧索硬化症病(Herrera 等人,2015; Kwon和 Kho,2020)。2019 年,估计仅在英国就有六分的人患有神经退行性疾病(Neurological Alliance,2019)。尽管这些情况可能是由多种病因引起的,但这项研究的结果表明,视觉接触亲生物设计可能有助于减少神经炎症活动。如果这是真的,建筑师可能会在创造改善人类福祉的环境中发挥重要作用。

 

 

未来的研究

 

 

未来需要在几个域进行研究。先,尽管初步研究已经开始确定与神经炎症相关的频段活动(Balter et al., 2019),但未来的研究还需要确定其他非侵入性的神经炎症临床生物标志物。其次,需要进一步的实证研究来了解影响神经炎症反应的特定结构特征。隔离个体建筑特征并测试它们各自对神经炎症反应的影响的对照研究将大地推进建筑神经免疫学域,并为建筑师和空间设计师提供更实用的指导。第三,考虑到神经炎症固有的复杂性,未来的研究可能会尝试解开如何(如果有的话)各个压力源相互作用,产生累积效应或净效应。也许有趣的是,剑桥大学已经在进行一个后续项目,旨在考虑这项研究的推论,即接触非亲生物设计是否对人类健康有害。

 

 

研究意义

 

 

建筑形式对神经免疫反应的影响尚未被探索。这也许是因为,从历史看,建筑似乎很大程度上不属于公共卫生域(Perdue et al., 2003)。因此,虽然没有建筑健康研究考察过建筑设计对神经免疫学的影响,但神经免疫学也是如此,因为没有免疫学研究考虑过建筑设计的影响。

 

 

 

 

 

克莱奥·瓦伦丁是剑桥大学的系统设计师、神经结构研究员和博士生。她的跨学科研究探讨了建筑形式与神经免疫学之间的关系。Cleo 在剑桥大学获得了建筑和城市研究硕士学位,在此之,她在牛津大学获得了可持续城市发展硕士学位,并在麦吉尔大学和哥本哈根大学获得了城市系统和经济学学士学位。她曾在开放系统实验室(身为维基屋)担任计算系统设计师,并担任意识设计中心的神经美学研究员以及伦敦皇家艺术学院和建筑协会的客座导师。她目是剑桥建筑研究有限公司的研究员。

 

 

来源:菁特智能编译自

 

https://scholar.google.com/citations?hl=en&user=d8ti1E4AAAAJ&inst=6810896796868835251


 

原创作者:菁特(上海)智能科技有限公司

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