Características de los espacios verdes urbanos asociados con emociones positivas, atención plena y relajación

Scientific Reports volumen 12, Número de artículo: 20695 (2022) Citar este artículo

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Existe un consenso establecido entre los investigadores de que el contacto con la naturaleza mejora la salud mental, el bienestar y la calidad de vida en entornos urbanizados. Los estudios tienden a examinar los impactos de la naturaleza en la salud sin identificar características físicas y espaciales específicas del paisaje que podrían guiar el diseño de espacios verdes urbanos que promuevan la salud. Un creciente cuerpo de evidencia sugiere que las características del paisaje descritas en el Modelo de Paisaje Contemplativo (CLM) pueden usarse para medir el valor terapéutico de los paisajes urbanos. CLM evalúa los paisajes urbanos en siete subescalas: capas del paisaje, forma del relieve, vegetación, color y luz, compatibilidad, elementos arquetípicos y carácter de paz y silencio. Expusimos a 74 adultos sanos a seis paisajes urbanos en laboratorio (representaciones de video) y escenarios naturales al aire libre. Exploramos las asociaciones entre la calidad visual de los paisajes urbanos anotados con CLM, con las emociones positivas autoinformadas y la actividad cerebral consistente con la atención plena (ondas Theta), la relajación (ondas Alfa) y la restauración de la atención (ondas Beta), y las diferencias entre laboratorio y entorno naturalista. Las puntuaciones de CLM predijeron la valencia y la excitación autoinformadas, y las bandas de potencia de baja frecuencia: alfa y theta en el entorno naturalista. Las características del paisaje que mostraron las asociaciones más fuertes fueron Carácter de paz y silencio, Capas del paisaje y Elementos arquetípicos. Las puntuaciones de alfa, reactividad cerebral theta y excitación fueron significativamente diferentes entre los entornos de laboratorio y naturales (p < 0,05), mientras que las puntuaciones de valencia entre esos entornos fueron estadísticamente idénticas (p = 0,22). La valencia y la excitación autoinformadas, pero no la actividad cerebral, se asociaron significativamente con la mayoría de las características del paisaje en el entorno de laboratorio. Los resultados del estudio proporcionan pautas sobre las características del paisaje urbano más beneficiosas para la salud humana, para informar el diseño de espacios verdes urbanos.

Está bien establecido que los beneficios de la exposición a escenas de la naturaleza van más allá de la apreciación estética y se extienden a los beneficios para la salud cognitiva, afectiva, mental y física (para una revisión detallada, consulte 1). Los beneficios para la salud mental de los espacios verdes han sido respaldados por múltiples estudios sintetizados en varias revisiones sistemáticas (p. ej., 2,3,4), pero las vías causales no se han establecido por completo. Una de las principales teorías es la Teoría de la Restauración de la Atención, que propone que los espacios verdes ayudan a reponer la capacidad de atención agotada a través de la experiencia de entornos naturales5,6, promoviendo así el bienestar. La teoría complementaria de la Reducción del Estrés7 sugiere que los ambientes naturales promueven la recuperación del estrés, mientras que la hipótesis de la Biofilia ofrece una explicación un tanto filosófica, que asume un afecto intrínseco hacia la naturaleza no amenazante, moldeado por la evolución8. Con la rápida urbanización que conduce a entornos de vida sobreestimulantes, los entornos naturales brindan la oportunidad de restaurar la atención a través de "estar lejos" del ruido de la ciudad9. Ante el declive mundial de la salud mental10, los habitantes de las ciudades corren un mayor riesgo de desarrollar trastornos mentales como depresión y ansiedad que sus contrapartes rurales11,12. Por lo tanto, la naturaleza en la ciudad, también conocida como espacios verdes urbanos (UGS), soluciones basadas en la naturaleza, infraestructura verde o simplemente parques y jardines urbanos, puede ser un medio prometedor para compensar los resultados negativos para la salud mental asociados con vivir en ciudades de alta densidad. .

El desafío al que se enfrentan los arquitectos paisajistas y urbanistas es la falta de pautas basadas en evidencia para incluir en sus diseños y planes de mantenimiento de UGS, para promover el afecto positivo, la salud mental y el bienestar. Es importante destacar que existe una clara falta de tipología de UGS basada en sus asociaciones con la promoción de la salud mental13. Investigaciones anteriores sobre UGS para la salud y el bienestar compararon predominantemente los efectos de las condiciones urbanas frente a las naturales, donde "naturaleza" tenía una definición bastante amplia: un paisaje que contiene elementos naturales, por ejemplo, árboles, agua, hierba (por ejemplo, 14), o simplemente se centró en la cantidad de espacios verdes medidos con técnicas de fotografía aérea (por ejemplo, 15). Ambos enfoques ofrecen pocas o ninguna implicación para el diseño arquitectónico del paisaje tal como lo percibe la gente. Otros estudios utilizaron diferentes tipologías de UGS como comparadores con el espacio urbano, por ejemplo, bosque (p. ej. 16), parque (p. ej. 17), jardín (p. ej. 18). Sin embargo, estos enfoques parecen dejar demasiado espacio para la ambigüedad, ya que hay una gran cantidad de paisajes y atributos físicos dentro de cada tipo de UGS, diferentes estilos de diseño y calidad de mantenimiento, que probablemente proporcionen diferentes niveles de potencial salutogénico. Las inconsistencias en los hallazgos entre los estudios sugieren que se requiere un análisis más granular de las características del paisaje para ayudar a informar los diseños de espacios verdes urbanos que promueven la salud. La falta de conocimiento específico sobre la calidad del paisaje en el área del diseño del paisaje basado en la evidencia ha sido destacada por los investigadores19,20.

Otro problema radica en los aspectos metodológicos de los estudios existentes, más específicamente su validez ecológica y replicabilidad. La gran mayoría de los estudios se han realizado con representaciones fotográficas de la naturaleza, en el entorno del laboratorio (p. ej., 21) o solo al aire libre (p. ej., 22). Los ensayos en entornos de laboratorio controlados tienen la ventaja de tener menos variables de confusión, particularmente porque la capacidad de respuesta de los participantes al entorno real in vivo del paisaje y la fotografía correspondiente de dicho entorno están altamente correlacionadas. Sin embargo, el hecho de que se excluyan importantes factores sensoriales y cognitivos en los experimentos de laboratorio puede no tener el mismo efecto en los participantes23. Se necesita más investigación para comparar las asociaciones entre la exposición al paisaje y los resultados de los participantes tanto en entornos de laboratorio como naturales. Esto conduce a la necesidad de métodos sistemáticos de evaluación de la calidad y/o características visuales del paisaje, teniendo en cuenta la complejidad y el carácter dinámico de los paisajes vivos. Los marcos existentes incluyen el método de estimación de la belleza escénica24 y la herramienta de gestión de recursos visuales25 desarrollados para la evaluación y gestión de las vastas áreas de los parques naturales; sin embargo, su aplicabilidad en paisajes urbanos densos es limitada. Los elementos de la evaluación de la calidad visual urbana se pueden encontrar en marcos más modernos, incluido el Índice de calidad del paisaje urbano26 o RECITAL27, que se han desarrollado y probado, sin embargo, no se han calibrado específicamente para UGS y aún no se han validado ampliamente.

El modelo de paisaje contemplativo (CLM) es un instrumento de evaluación de UGS validado y basado en expertos con el alcance de la promoción de la salud mental y el bienestar. CLM toma prestado de los métodos previos de evaluación de la calidad visual28,29, las tradiciones de la teoría del diseño del paisaje30, así como las ideas del psicoanálisis junguiano31. Según el CLM, cada vista UGS se puede calificar de acuerdo con siete categorías clave (ver Fig. 1): Capas del paisaje: evalúa la profundidad de la vista y la posibilidad de notar el frente, el medio y el fondo en la escena; Landform—centrándonos en la asimetría natural de la topografía y las características del horizonte—si el paisaje estimula nuestros ojos para mirar hacia arriba; Vegetación: escenas ricas en especies con plantas que parecen sembradas por sí mismas y no demasiado cuidadas y sujetas a cambios a lo largo del ciclo diario/estacional/de vida; Color y luz: puntuación de la posibilidad de ver el movimiento de luces y sombras proyectado en el suelo, desde un punto de vista alejado de la exposición directa al sol, así como la presencia de colores menos saturados; Compatibilidad: evaluación de la armonía y el equilibrio de la composición de la escena, y ausencia de elementos incompatibles o que distraigan; Elementos Arquetípicos—presencia explícita de elementos del paisaje cargados de significado simbólico y universal (por ejemplo, cascada, árbol único, piedra) y Carácter de Paz y Silencio—evaluación del potencial para el descanso, la comodidad y una sensación de soledad, que ofrece contraste con el espacio urbano ocupado. CLM permite la evaluación de las características individuales de los paisajes urbanos para informar el diseño.

Modelo de paisaje contemplativo con siete componentes clave y un sistema de puntuación basado en una escala de 1 a 6 puntos. Adaptado de 32.

Se necesita más investigación para mejorar nuestra comprensión de los efectos de las características de UGS en la salud y el bienestar humanos, así como las diferencias individuales en las respuestas a varios UGS. Además, no está claro si existen diferencias en las respuestas de los participantes a los paisajes presentados en las condiciones de laboratorio frente a la exposición naturalista in situ. Finalmente, es necesaria una comprensión más profunda de los procesos cognitivos que median los efectos de UGS en la salud y el bienestar, utilizando medidas objetivas establecidas para dilucidar los mecanismos causales.

El objetivo de este estudio fue investigar si CLM predice patrones de actividad cerebral asociados con la restauración de la atención (beta), la relajación despierta (alfa) y la atención plena (theta), y el afecto autoinformado (Valencia y Arousal). Y qué características específicas de CLM están asociadas con estos resultados positivos. Además, explorar las similitudes y diferencias en la capacidad de respuesta de los participantes a los paisajes en entornos naturalistas y de laboratorio.

Reclutamos a 79 adultos sanos, 48 mujeres, con edades entre 21 y 74 años. Los participantes fueron reclutados utilizando la metodología de muestreo de bola de nieve. Los criterios de inclusión fueron edad entre 21 y 75 años, ser diestro (debido a las diferencias en la actividad cerebral entre zurdos y diestros33) y disponibilidad para asistir a las visitas de estudio requeridas. Los criterios de exclusión fueron discapacidad visual grave o trastornos psiquiátricos, neurológicos o cognitivos clínicamente diagnosticados. Todos los participantes fueron reembolsados por su tiempo. Los procedimientos fueron revisados por el Comité de Ética de la Universidad Nacional de Singapur y obtuvieron la aprobación ética, NUS-IRB_S-20-12, y los experimentos se realizaron de acuerdo con las pautas y regulaciones pertinentes. Todos los participantes dieron su consentimiento informado para participar en el estudio.

Las vistas del paisaje se calificaron de acuerdo con siete categorías CLM en una escala de 1 a 6 puntos, y el puntaje total para una vista se calcula promediando los puntajes de todas las categorías por 4 expertos independientes en arquitectura del paisaje. CLM es una herramienta psicométrica basada en expertos con buena confiabilidad (alfa de Cronbach = 0,854) y validez medida por correlación con el conjunto de datos de validación (r = 0,772)32. En un experimento existente de neurociencia basado en laboratorio dentro de los sujetos, los paisajes altamente contemplativos (por encima de 4,45 puntos) indujeron un patrón estadísticamente diferente de actividad cerebral en comparación con las vistas menos contemplativas, en el cerebro de adultos sanos expuestos pasivamente a ellos34.

Esta herramienta se utilizó para registrar la respuesta afectiva autoinformada de los participantes, después de la exposición a cada escena del paisaje en el laboratorio, así como al entorno naturalista. SAM es una evaluación pictórica no verbal de emociones momentáneas. En nuestro estudio utilizamos dos escalas SAM para medir Valencia (es decir, placer) y Excitación (es decir, intensidad de la emoción)35. El instrumento consta de cinco pictogramas con expresiones faciales para valencia y cinco para excitación y varió de − 2 a 2 puntos. Una puntuación más alta de valencia indica una emoción más positiva hacia los estímulos y una puntuación más alta de excitación indica una mayor intensidad de esa emoción hacia los estímulos.

Este instrumento se utilizó al inicio del estudio, para evaluar los niveles de depresión de los participantes. Este cuestionario autoadministrado de opción múltiple de 21 ítems mide la gravedad de la depresión y los psiquiatras lo utilizan a menudo debido a su alta sensibilidad (81%) y especificidad (91%)36. Las preguntas se refieren a los sentimientos experimentados durante las dos semanas anteriores e inclusive el día de la evaluación. Los sujetos debían rodear con un círculo una de cuatro a siete afirmaciones debajo de cada uno de los 21 elementos, a los que se les asignaban puntuaciones de 0, 1, 2 o 3 puntos. Para calcular la puntuación total del BDI-II, se suman los puntos de todos los elementos. La puntuación total de 0 a 13 denota depresión mínima; 14–19, depresión leve; 20-28, depresión moderada y 29-63, depresión severa.

La señal de electroencefalografía (EEG) se registró utilizando un amplificador V-amp de 16 canales (Brain Products GmbH, Munich, Alemania) equipado con electrodos activos secos montados en una tapa elástica de acuerdo con el sistema 10/20 modificado. El hecho de que se seleccionaran electrodos secos fue especialmente significativo para las exploraciones al aire libre: el uso de electrodos húmedos y la aplicación de gel al aire libre bajo el clima cálido y húmedo de Singapur podría reducir la comodidad de los participantes y aumentar significativamente el tiempo del experimento. La impedancia de los electrodos se mantuvo por debajo de 100 kΩ durante todo el experimento, lo que se considera un valor aceptable para electrodos secos37. La señal se registró a 500 Hz y se almacenó para su posterior procesamiento. Se utilizaron los siguientes índices para evaluar los resultados de las exploraciones EEG:

El ritmo alfa (8 a 13 Hz) en estado de vigilia suele ser más fuerte cuando las personas no participan activamente en tareas cognitivas. A menudo se considera que las ondas alfa reflejan la "inactividad" cortical, con una reducción de su potencia cuando el individuo atiende activamente a los estímulos y/o realiza una tarea cognitiva. Así, la magnitud de la banda es inversamente proporcional a la activación cortical38. El aumento de la potencia alfa en la corteza frontal se asocia con un nivel más bajo de excitación psicológica y emocional, similar a la relajación despierta39. Estudios previos de neurociencia ambiental encontraron un aumento de la potencia alfa frontal en participantes expuestos a escenas de la naturaleza en comparación con escenas urbanas40 y en entornos con condiciones menos estresantes41. Este patrón de actividad cerebral es especialmente importante para los habitantes de las ciudades, ya que puede contribuir a la reducción del estrés y el agotamiento y aumentar la satisfacción con la vida (p. ej., 42). En nuestro experimento, promediamos la potencia alfa de tres pares de electrodos ubicados en los lóbulos frontales (AFp1-AFp2; AFF5h-AFF6h y F7-F8) para obtener el índice de relajación Alpha/Wakeful.

El ritmo theta (3–7 Hz) a menudo se relaciona con el procesamiento cognitivo en la corteza prefrontal39. Al mismo tiempo, el aumento del poder theta relativo se asoció con la relajación fisiológica43,44 y una alta presencia en el momento45. Por lo tanto, los investigadores relacionan el aumento de potencia theta frontal con el estado meditativo de estilo no directivo y no concentrativo46,47. La meditación concentrativa (p. ej., Trascendental) tiene como objetivo eliminar los pensamientos a través de un enfoque intenso en un solo estímulo (p. ej., mantra), mientras que la meditación no directiva (p. ej., Mindfulness) permite que los pensamientos fluyan libremente, sin enfocarse en nada que surja internamente. Mindfulness, según su definición psicológica, se asocia con estar atento al momento presente (a veces denominado "hiperpresencia") y falta de interpretación o juicio de los fenómenos experimentados48 sin procesamiento cognitivo de estímulos externos. Inducir este estado en el cerebro se reconoce cada vez más como una intervención de bienestar y cuidado personal para reducir el estrés49, con una variedad de terapias e intervenciones basadas en la atención plena dirigidas a diversos trastornos de salud mental50. Investigaciones previas en neurociencia ambiental asociaron el patrón de ondas cerebrales theta frontal con la caminata en la naturaleza51 y el área de satisfacción52. El índice de atención plena para este estudio se calculó promediando la potencia Theta de tres pares de electrodos ubicados en los lóbulos frontales (AFp1-AFp2; AFF5h-AFF6h y F7-F8).

Los ritmos beta (14–30 Hz) marcan el procesamiento atencional y aumentan durante la participación en la tarea. La asimetría beta temporal se caracteriza por una mayor potencia beta en el lóbulo temporal derecho que en el izquierdo. La región temporal del hemisferio derecho es, entre otras funciones, responsable de la atención visual53, la interpretación de la información visual y el recuerdo de imágenes, escenas visuales y rostros familiares54. Estudios previos asociaron este patrón de actividad cerebral con la atención impulsada por estímulos de abajo hacia arriba dirigida a los estímulos más destacados55. Este tipo de atención de abajo hacia arriba es desencadenada por los estímulos externos y es opuesta a la atención orientada a un objetivo, típica del procesamiento de la tarea, que, cuando se realiza durante demasiado tiempo, conduce a la fatiga mental. La atención de abajo hacia arriba es el concepto central de la Teoría de la Restauración de la Atención, según la cual el contacto con el entorno natural se considera un factor desencadenante que conduce a la restauración de la capacidad de atención agotada y la recuperación de la fatiga mental. En estudios anteriores, la restauración de la atención se vinculó conceptualmente con la 'fascinación', un componente clave de los entornos restaurativos, según ART56,57. El índice de restauración de la atención en este estudio se calculó con los valores de potencia Beta de la izquierda (electrodos FT7 y F7) y se extrajeron de los lóbulos temporales derechos (electrodos FT8 y F8). Luego, los valores de asimetría se calcularon utilizando la fórmula común (derecha-izquierda)/(derecha + izquierda) (p. ej., 58).

Se seleccionaron seis escenas de espacios verdes urbanos en dos lugares de Singapur. Cada escena incluía diferentes elementos naturales y construidos y tipos de composición y había sido previamente anotada por cuatro expertos en arquitectura paisajista, ciegos a las hipótesis, utilizando el CLM. Las escenas de paisajes con sus partituras se presentan en la Fig. 2.

Clasificación de escenas UGS seleccionadas, con puntajes CLM que muestran el rango de puntajes diferentes (tanto para el total como para las subescalas).

Tres de las seis escenas (S1.1, S1.2 y S1.3) estaban ubicadas dentro de un Jardín Terapéutico, una parte de un parque urbano más grande llamado HortPark. Este sitio fue seleccionado deliberadamente debido a investigaciones previas que muestran los beneficios para la salud del contacto con la naturaleza que se llevó a cabo allí, incluidas sesiones de horticultura terapéutica para promover el bienestar59 y la reducción del estado de ánimo depresivo entre individuos sanos60 y pacientes deprimidos61. Dos escenas seleccionadas en Therapeutic Garden (S1.1 y S1.2) obtuvieron una puntuación superior al 4,45 en CLM, el umbral que indica una escena altamente contemplativa, según un estudio anterior34. Se seleccionó una escena dentro de ese jardín (S1.3) para representar una puntuación por debajo del umbral (3,78 puntos). S1.1, S1.2 y S1.3 contenían combinaciones únicas de atributos físicos y tenían puntajes CLM relativamente diferentes para cada una de las siete características (ver Fig. 2). Por ejemplo, S1.2 fue el único sitio con una puntuación completa en el componente Capas del paisaje debido a la vista lejana sobre las colinas, y la vista hacia el cielo no estaba cubierta allí. Por el contrario, S1.3 fue el único que daba al sendero principal construido para caminar con puntajes relativamente más bajos en Forma del relieve y Compatibilidad.

Otras escenas (S2.1, S2.2 y S2.3) se ubicaron dentro del jardín de la azotea en una urbanización pública llamada Casa Clementi. Este sitio representa un estilo contemporáneo de diseño de vecindarios públicos (desarrollado por la Junta de Desarrollo de Vivienda o HDB), lugares donde vive aproximadamente el 80% de los singapurenses62. Las urbanizaciones de HDB están abiertas al público y los espacios verdes dentro de estas urbanizaciones son una parte importante de la infraestructura verde de la ciudad63. Las escenas seleccionadas en este lugar, como las de Therapeutic Garden, varían en términos de puntuación CLM. En promedio, tienen menos valores contemplativos, debido a los elementos construidos y los edificios altos que dominan casi todas las vistas, lo que limita la reorientación del espectador de la ciudad al paisaje natural. El puntaje CLM más alto aquí fue de 3,35 puntos, en el sitio S2.3, que tenía vista al patio de recreo y a la cuidada vegetación que cubría parcialmente la fachada del edificio. La puntuación CLM más baja (2,4 puntos) fue en la vista desde el tablero vacío de uno de los bloques (ver Fig. 2).

El experimento constó de tres sesiones, una en el laboratorio (la primera) dentro de las instalaciones de la universidad y las dos restantes en los escenarios naturalistas de los espacios verdes urbanos. Los datos se recopilaron entre marzo de 2019 y septiembre de 2020, durante la mañana o al final de la tarde de la semana laboral. Las sesiones experimentales se programaron individualmente y la brecha entre sesiones se mantuvo por debajo de los 30 días.

Al comienzo de la primera sesión (en el laboratorio), los participantes firmaron el consentimiento informado y se les ajustó un gorro EEG portátil en la cabeza. Luego se les indicó que se sentaran cómodamente en la silla y miraran pasivamente la presentación de seis videos de marco fijo que se repetían tres veces cada uno, en un orden completamente aleatorio por el software de presentación: Psychopy 3 (2002–2018 Jonathan Peirce, Reino Unido64). Los videos se mostraban en una pantalla enrollable de 108 × 178 cm colocada a unos 200 cm frente a sus ojos; proyectado con el proyector HD29 Darbee Optoma Home Theater Full HD con una resolución de pantalla de 1080p (1920 × 1080). Hubo un estado de reposo de 60 s antes de las presentaciones de video, donde los participantes miraban una pantalla gris y en blanco. Los videos tenían una duración de 20 s (tarea pasiva) con una pausa de 15 s entre ellos, momento en el que se mostraba una cruz de fijación en la pantalla (2° de ángulo visual). El sonido natural, tal como se grabó, también se reprodujo con el video utilizando parlantes de audio estándar para PC colocados cerca del proyector, detrás de la silla del participante. Durante el experimento, se encendió una lámpara que imitaba la luz del día (con un tono de luz de 5500 K) (Fig. 3A). Después de la presentación de los estímulos, se retiró la tapa de adquisición de datos y se invitó a los participantes a completar el SAM para las escenas individuales, el BDI-II y los cuestionarios sociodemográficos. Todo el procedimiento tomó aproximadamente 50 min. La Figura 3C muestra la configuración del laboratorio experimental.

Protocolo y configuración experimental: (A) procedimientos de configuración de laboratorio, (B) procedimientos de configuración naturalista, (C) configuración experimental en el laboratorio (participante durante la visualización del video), (D) configuración experimental en el parque (participante durante el estado de reposo) .

Durante cada sesión naturalista, se midió un sitio con tres escenas (orden aleatorio65). Al llegar al sitio, los participantes se sentaron en una silla portátil frente a la escena seleccionada y se les ajustó el aparato de EEG en la cabeza. Luego, se instruyó a los participantes para que se pusieran las gafas blancas para bloquear la vista y relajarse, mientras se calibraba el equipo y se iniciaba la grabación de la señal sin procesar. Después de 1 minuto de registro del estado de reposo, se les pidió a los participantes que se quitaran las gafas y observaran pasivamente la escena del paisaje al frente durante 1 minuto. Una vez que esto se completó, se repitió el estado de reposo de 1 minuto con las gafas puestas y la observación de la escena de 1 minuto para la misma escena. Este proceso se repitió para las tres escenas, usando la misma silla, y el orden de las escenas fue aleatorio. Después de retirar el aparato de EEG, se pidió a los participantes que evaluaran las escenas con el cuestionario SAM Valencia and Arousal (Fig. 3B). La duración de una sesión al aire libre fue de entre 30 y 45 min. A los participantes se les permitió consumir agua, pero no alimentos, entre escenas. Las variables ambientales (temperatura, humedad, brillo y ruido) se registraron con un medidor ambiental 4 en 1 (CEM, DT-8820) en cada escena en cada sesión para controlar las variables de confusión. La configuración del experimento en el entorno naturalista se presenta en la Fig. 3D.

Los datos se procesaron fuera de línea en el software Brain Analyzer 2 (Brain Products GmbH, Munich, Alemania). La señal sin procesar se filtró con un filtro de muesca de 50 Hz, un paso bajo a 40 Hz y un paso alto a 0,5 Hz (todos eran filtros Butterworth de cambio de fase cero, orden 2). Los canales se referenciaron a una referencia promedio de 16 electrodos y se inspeccionaron visualmente en busca de canales ruidosos o faltantes. Cuando fue necesario, se realizó la interpolación topográfica de canales ruidosos o perdidos. Los artefactos oculares (parpadeos y movimientos oculares) fueron capturados por el Análisis de Componentes Independientes (ICA) y eliminados de los datos. La señal se bloqueó en el tiempo de época al inicio del video (0-20 s). Todos los datos se sometieron a la transformada rápida de Fourier y se emitieron como potencia. Luego se promediaron los valores de potencia en cada condición y se extrajo la potencia de las bandas theta (4–7 Hz), alfa (8–13 Hz) y beta (14–30 Hz). Para calcular los índices de relajación en vigilia, se promediaron los valores de potencia alfa de la condición de visualización, de tres pares de electrodos frontales (AFp1-AFp2; AFF5h-AFF6h y F7-F8). Para calcular el índice de atención plena, se promediaron los valores de potencia theta de la condición de visualización, de tres pares de electrodos frontales (AFp1-AFp2; AFF5h-AFF6h y F7-F8). Para calcular el índice de restauración de la atención, se extrajeron los valores de potencia beta de la izquierda (electrodos FT7 y F7) y del lóbulo temporal derecho (electrodos FT8 y F8). Luego, los valores de asimetría se calcularon utilizando la fórmula común (derecha-izquierda)/(derecha + izquierda) (p. ej., 58). Se creó un conjunto de datos separado para el laboratorio y para el entorno naturalista para cada una de las tres bandas de potencia.

Los puntajes de CLM, así como los puntajes de actividad del patrón cerebral y los puntajes de afecto autoinformados no mostraron una distribución normal y requirieron análisis no paramétricos para tener en cuenta los datos sesgados. Los datos de actividad cerebral se normalizaron durante el procesamiento de datos para obtener puntuaciones alfa, beta y theta, y esta normalización no mejoró la asimetría. Se ejecutó la correlación de orden de rango de Spearman para investigar las relaciones entre las puntuaciones de CLM y la actividad del patrón cerebral, así como las puntuaciones de afecto autoinformadas. Se realizó una prueba de rango con signo de Wilcoxon para determinar las diferencias entre los conjuntos de datos al aire libre y de laboratorio entre cada una de las cinco mediciones psicofisiológicas. Realizamos un análisis exhaustivo de las condiciones ambientales, el ruido, la temperatura, la humedad, la luminosidad y el estado de ánimo total, y los factores de confusión situacionales individuales (ingesta de alcohol en las últimas 24 h, calidad y duración del sueño) en relación con los resultados del estudio. Estos factores no estaban vinculados a los resultados del estudio y no se incluyeron como parte del análisis.

Debido a que cinco participantes no cumplieron con todas las sesiones, solo 74 participantes (44 mujeres) se incluyeron en el estudio. La edad promedio fue de 38 ± 17,42 años. La mayoría de los participantes eran chinos. Y una gran mayoría tenía nivel universitario de educación. El nivel promedio de puntajes depresivos, medido con BDI-II, fue de 8,43 ± 7,31, lo que indica un nivel mínimo general de depresión. Los detalles sobre la muestra se ilustran en la Tabla 1.

Hubo una asociación positiva significativa entre la banda de potencia Alpha registrada al aire libre y la puntuación CLM total, así como en las subpuntuaciones Capas del paisaje, Elementos arquetípicos, Carácter de paz y silencio y Vegetación, en orden decreciente del valor rho. Alpha, sin embargo, no se relacionó significativamente con el color y la luz, la forma del relieve y la compatibilidad. No hubo correlaciones significativas entre la banda de potencia Alpha y la puntuación CLM, o cualquiera de las subpuntuaciones en los entornos de laboratorio (Tabla 2).

No hubo asociaciones significativas entre Beta y la puntuación total de CLM o cualquiera de las subpuntuaciones de CLM, tanto para las mediciones al aire libre como en el laboratorio (Tabla 2).

Las puntuaciones theta registradas al aire libre se asociaron significativamente de forma positiva con la puntuación total de CLM, así como con las subpuntuaciones Capas del paisaje, Elementos arquetípicos, Carácter de paz y silencio, Vegetación y Color y luz, en orden decreciente del valor rho. Theta, sin embargo, no se asoció significativamente con Landform y Compatibilidad. No hubo correlaciones significativas entre la banda de potencia Theta y la puntuación CLM, o cualquiera de las subpuntuaciones en el entorno de laboratorio (Tabla 2).

Hubo asociaciones positivas significativas de SAM Valencia registradas al aire libre y en el laboratorio con CLM total, así como con todas las subpuntuaciones del paisaje, carácter de paz y silencio, capas del paisaje, elementos arquetípicos, vegetación, color y Luz, topografía y compatibilidad. La única excepción fue la Peinabilidad medida al aire libre (Tabla 2).

Hubo asociaciones positivas significativas de SAM Arousal registradas al aire libre con CLM total, así como las subpuntuaciones Carácter de paz y silencio, Capas del paisaje, Elementos arquetípicos, Vegetación, Color y Luz y Forma del relieve, en orden de valor rho decreciente. Sin embargo, SAM Arousal no se asoció significativamente con las puntuaciones de compatibilidad. En el entorno de laboratorio, hubo asociaciones positivas significativas con el CLM total, así como con las subpuntuaciones Carácter de paz y silencio, Capas del paisaje, Vegetación, Elementos arquetípicos, Color y luz y Forma del relieve, en orden decreciente del valor rho. Sin embargo, la excitación SAM no se asoció significativamente con las puntuaciones de compatibilidad (Tabla 2).

Una prueba de rangos con signos de Wilcoxon indicó que los valores medianos de alfa, beta y theta, así como las puntuaciones de excitación de SAM, fueron significativamente más bajas en el laboratorio en comparación con el entorno natural (Tabla 3). No hubo diferencia estadísticamente significativa entre la mediana de las puntuaciones SAM Valencia del laboratorio y al aire libre (p = 0,22, Tabla 3).

El objetivo principal de este estudio fue explorar el CLM y su asociación de características específicas con el afecto positivo y la actividad cerebral consistente con la relajación, la restauración de la atención y la atención plena. El objetivo secundario era comparar estas asociaciones en el laboratorio y en un entorno naturalista al aire libre.

Los hallazgos de este estudio muestran que la exposición naturalista a paisajes con puntajes CLM más altos se asocia con una mayor actividad frontal alfa y theta, indicativa de una mayor atención plena46,47 y relajación despierta39. Esta asociación solo se observó cuando los participantes estuvieron expuestos a entornos naturalistas y no se observó durante las exposiciones de video en el laboratorio. Estos hallazgos son importantes para la especificidad de la vida urbana caracterizada por la sobrecarga de estimulación que conduce a la tensión cognitiva1,9: expuesto al paisaje altamente contemplativo, la activación cerebral puede simplemente disminuir a través del aumento de la actividad alfa y theta frontal, lo que lleva a la relajación de esa tensión cognitiva. . Los puntajes más altos de CLM se asociaron con puntajes más altos para la valencia y la excitación autoinformadas tanto en el laboratorio como en el exterior, lo que indica emociones positivas más fuertes, que también son críticas para el bienestar de los urbanitas. Nuestros hallazgos demuestran que las características de UGS más fuertemente asociadas con la actividad cerebral son el carácter de paz y silencio, las capas del paisaje, los elementos arquetípicos y la vegetación. Nuestros hallazgos también sugieren que existen diferencias entre estas asociaciones según el entorno de exposición, es decir, las asociaciones son más fuertes en el entorno al aire libre en comparación con el entorno de laboratorio (Tabla 2).

La puntuación CLM no se asoció con la asimetría temporal Beta vinculada con la restauración de la atención. Esto puede deberse a que Beta es una banda de potencia de alta frecuencia (14 a 30 Hz) y, a diferencia de las bandas de frecuencia más baja (Alfa de 8 a 13 Hz y Theta de 4 a 7 Hz), está asociada con el rendimiento cognitivo, la resolución de tareas y la información. Procesando. Parece que este patrón no puede lograrse a través de la observación pasiva de los paisajes, en contraposición a las actividades realizadas en la naturaleza. Estudios previos con medidas autoinformadas de restauración de la atención, denominadas Escala de resultados restaurativos (ROS66), encontraron un efecto sobre la restauración de la atención después de 30 minutos a 2 horas de caminar por el parque o el bosque, y no después de la exposición pasiva67,68. Aquí usamos una exposición pasiva de corta duración que podría haber sido insuficiente para inducir los patrones esperados, también usamos medidas objetivas (no autoinformadas). Curiosamente, se encontró previamente que el nivel de tranquilidad (calma, serenidad, paz) de la escena es un componente importante de la teoría de la restauración de la atención69 pero también de la relajación70; entonces es posible que lo que los psicólogos ambientales denominan Restauración de la Atención tenga más tiene que ver con las frecuencias cerebrales lentas en lugar de las ondas Beta, asociadas con la atención y el procesamiento cognitivo. Se requiere más investigación para desentrañar las firmas neuroeléctricas de la Restauración de la Atención tal como se define en la Teoría de la Restauración de la Atención.

Las características del paisaje que contribuyen principalmente al aumento del patrón de actividad Alfa frontal asociado con la Relajación Despierta, parecen ser Capas del Paisaje, Elementos Arquetípicos, Carácter de Paz y Silencio y Vegetación respectivamente (Tabla 2). Las asociaciones significativas observadas fueron positivas, lo que significa que las puntuaciones más altas dentro de estas categorías de paisaje, mayor poder alfa en la corteza frontal. Las escenas de paisaje que obtienen una puntuación alta en la categoría Capas del paisaje se caracterizan por una vista de larga distancia y la visibilidad del frente, el medio y el fondo dentro de la vista. Mirar lejos se ha asociado con el confort psicológico y la sensación de libertad personal; la distancia física del observador puede crear una sensación de distancia psicológica: ver las cosas desde lejos, sin centrarse demasiado en los detalles. En otras palabras, ver un "panorama más grande" o la sensación de "estar lejos"71. Esto puede conducir a la reducción del estrés al distraerse de la rumiación y fomentar la contemplación72, y se alinea con la teoría de la perspectiva-refugio de la psicología ambiental que postula que los humanos derivan sentimientos de seguridad y placer de la exposición a entornos que ofrecen tanto vistas lejanas como una sensación de encierro73. La presencia de los Elementos Arquetípicos en el paisaje también estuvo altamente correlacionada con la Relajación Despierta. Dichos elementos en nuestros escenarios experimentales fueron un solo árbol, bosque y camino. Parece que la presencia explícita de estos objetos que, según el psicoanálisis junguiano, provocan una respuesta emocional subconsciente en todos los humanos, se correspondía con patrones de relajación31,74. En la evaluación tradicional de la calidad del paisaje de Visual Resource Management, una de las categorías de evaluación fue la "escasez", presente de elementos distintos y raros, lo que hace que la escena sea más valiosa28. Quizás la presencia de Elementos Arquetípicos en la escena indujo el patrón de relajación en el cerebro debido a la forma en que se destacan del paisaje, sin embargo, se desconocen los mecanismos específicos de ese caso, y se requiere más investigación. Además, se desconoce si otros elementos arquetípicos, como la cascada o la piedra, que no están presentes en nuestros entornos experimentales, también se correlacionarían con el poder alfa frontal. Altos puntajes CLM para Carácter de Paz y Silencio también estuvieron muy relacionados con Despertar Relajación, lo cual no es de extrañar, ya que corresponde directamente a espacios de descanso, confort y soledad. Los puntajes más altos para Vegetación (más diversidad de especies, plantas que se ven espontáneas, naturales y que cambian con el tiempo) se asociaron positivamente con los patrones de relajación en el cerebro. Esta observación puede explicarse por la hipótesis de la biofilia, según la cual los humanos se sienten como en casa rodeados de una naturaleza inofensiva, así como por una variedad de estudios experimentales que informan menos estrés y una respuesta afectiva más positiva al mirar plantas que al mirar otros objetos75. No se encontró que el color y la luz, la compatibilidad del diseño y las puntuaciones de la forma del relieve de las escenas estuvieran asociadas con las oscilaciones de potencia alfa frontales. Una de las razones potenciales podría ser que las otras características de los paisajes provocaron respuestas más fuertes en comparación con estas características, reduciendo así el impacto que estas características tenían en la actividad cerebral. Se requiere más investigación donde estas características se prueben de forma aislada, en ausencia de otras características, quizás más influyentes.

Las características del paisaje que contribuyeron principalmente a la actividad Theta frontal asociada con el estado de Atención Plena fueron nuevamente: Capas del Paisaje, Elementos Arquetípicos, Carácter de Paz y Silencio y Vegetación. La explicación de esto sería consistente con la discusión anterior. Aparte de estos, una característica que contribuyó menos, pero aún significativamente, fue Color & Light. Mindfulness, por su definición, está asociado a estar atento al momento presente, y falta de interpretación o juicio de los fenómenos experimentados, involucra atención y procesamiento, es entonces más que relajación48. La categoría Color & Light de CLM es la que implica el movimiento y la sensación de que el paisaje que uno percibe está vivo (el paso del sol por el cielo, el movimiento de las sombras de las hojas en el suelo), por lo que estar atento a estos cambios sutiles en el espacio puede estimular la Atención Plena, pero no del todo la Relajación Despierta, como sugieren los resultados del análisis Alfa. La forma del relieve y la compatibilidad fueron dos características que no predijeron significativamente el patrón de atención plena. Significa que es posible que el cerebro no "necesite" detectar la topografía ondulada o el horizonte diverso o la armonía espacial explícita para desencadenar ese patrón específico de actividad cerebral.

La característica de los paisajes contemplativos que se correlacionó más fuertemente con las puntuaciones de valencia y excitación autoinformadas fue el carácter de paz y silencio, lo que sugiere que el nivel más alto de esa característica reconocido por los expertos se correspondía con el afecto positivo autoinformado de los participantes. Además, los participantes informaron una alta valencia SAM de escenas de paisajes con presencia explícita de elementos arquetípicos y escenas con vegetación diversa de aspecto natural. Curiosamente, la valencia y la excitación de SAM registradas al aire libre no se correlacionaron significativamente con las puntuaciones de compatibilidad. La compatibilidad de una escena de paisaje, entre otras características, depende de la escala, la forma y la composición de los objetos dentro de la vista30. En el caso de las fotografías y los videos, el marco de visualización está limitado por bordes definidos, mientras que en el parque real no hay un borde tan nítido de la vista, por lo tanto, la Compatibilidad de la vista puede haber sido más difícil de comprender para los participantes, de ahí el efecto. asociado con la vista puede ser más difícil de evaluar dentro de esta subescala específica.

Nuestros hallazgos sugieren la posible debilidad de los diseños de estudio que emplean solo resultados de laboratorio destacados en investigaciones anteriores. Según nuestros resultados, las oscilaciones de ondas cerebrales, así como las puntuaciones de excitación autoinformadas, fueron diferentes durante la experiencia en el laboratorio y al aire libre. Solo los puntajes de Valence autoinformados fueron comparables entre los dos entornos, lo que corrobora la investigación previa sobre la preferencia del paisaje y la restauración percibida76,77. Esto sugiere que los autoinformes sobre la respuesta emocional a los entornos paisajísticos, recopilados en interiores, basados en representaciones fotográficas o videográficas, pueden representar bien la valencia de las emociones (caracterizadas como agrado/"bueno"-ness o aversión/"mal"-ness de una emoción percibida), que sería experimentada en el escenario naturalista. En el caso de la Excitación afectiva (que corresponde a la intensidad de la emoción), tiende a ser mayor durante la exposición a un escenario naturalista que a la representación fotográfica. Es probable que los hallazgos anteriores estén relacionados con la inmersión de cada experiencia, mirar la imagen o ver una película no proporciona el mismo nivel de inmersión que cuando se está presente en el sitio real. Sin embargo, las personas pueden reconocer el paisaje de la imagen e imaginar cómo se sentirían si estuvieran allí, es decir, qué emociones (positivas o negativas) llevarían hacia la escena, por lo tanto, son capaces de calificar la representación de la escena en términos de Valencia como lo serían cuando estuvieran en un lugar real. Este hallazgo puede ser particularmente útil en las fases conceptuales, participativas o de competencia de los nuevos desarrollos de UGS: si las visualizaciones de la propuesta de UGS tienen altos valores contemplativos, es probable que induzcan una respuesta emocional más positiva en los evaluadores. Pero su excitación autoinformada, así como las puntuaciones de ondas cerebrales, parecen no ser tan comparables entre el laboratorio y el entorno naturalista. Los estudios futuros podrían explorar métodos más inmersivos de experimentos de laboratorio (p. ej., realidad virtual tridimensional) y compararlos con la exposición in situ.

Los hallazgos de este estudio son de naturaleza correlacional, por lo que deben interpretarse con cautela. Debido a un número relativamente pequeño de escenas evaluadas y la falta de representación de otros elementos del paisaje descritos en CLM, no fue posible evaluar las características individuales de los paisajes en ausencia de otras características. Debido a la metodología de reclutamiento y al tamaño de la muestra relativamente pequeño, la muestra no es representativa de la población local, por lo que no se puede determinar la generalización de los hallazgos. Además, solo se consideraron los paisajes típicos de UGS de Singapur. La posibilidad de generalizar los hallazgos a otros contextos climáticos y geográficos, así como a la morfología urbana, sigue siendo desconocida, lo que deja margen para más investigaciones en otros países. Finalmente, el tiempo de estimulación fue diferente en condiciones de laboratorio (3 × 20 s) y al aire libre (2 × 60 s). No existe un protocolo estándar de oro para la exposición del paisaje urbano en entornos naturales y al aire libre. Estos parámetros se seleccionaron en función de las condiciones ambientales de Singapur y de las experiencias previas con entornos similares y la experiencia del equipo de estudio. Para evitar el sesgo de habituación y la fatiga de los participantes, los participantes fueron expuestos a 3 estimulaciones más cortas, en condiciones de interior. Para reducir el caminar en condiciones ambientales cálidas y húmedas, con el equipo de EEG, los participantes fueron expuestos a 2 estimulaciones de mayor duración al aire libre. Debido a estas diferencias metodológicas, la comparación de estimulaciones en interiores y exteriores debe interpretarse con cautela.

Los hallazgos del estudio pueden ayudar a guiar la planificación y el diseño del UGS teniendo en cuenta la salud mental y el bienestar de los visitantes, por ejemplo, jardines terapéuticos. CLM puede ser una herramienta útil para resaltar las exposiciones de UGS saludables existentes y diseñar otras nuevas, llenando el vacío en el conocimiento sobre los aspectos de calidad del diseño de UGS para la salud. Nuestro estudio amplía la noción de que la calidad de los elementos dentro de la escena percibida está vinculada al afecto autoinformado, así como a la actividad cerebral subconsciente. Nuestros hallazgos sugieren que los UGS que ofrecen visibilidad de las Capas del Paisaje, contienen un Carácter predominante de Paz y Silencio, con presencia de los Elementos Arquetípicos y Vegetación diversa y naturalista podrían ser los más valiosos desde el punto de vista del bienestar de los visitantes. Ejemplos de estrategias a incluir en el diseño son:

abrir las vistas a paisajes lejanos para que el visitante pueda ver tanto objetos cercanos como lejanos;

enfatizando la visibilidad de la perspectiva aérea, donde los objetos lejanos se perciben más azules y borrosos debido al volumen del aire entre ellos y el ojo del observador;

crear amortiguadores visuales y de ruido que dividan el jardín del entorno de la ciudad, planificar asientos cómodos para el descanso solitario;

resaltar el elemento arquetípico existente con diseño para que domine la vista (por ejemplo, despejando el entorno del árbol solitario para que su silueta sea más distintiva).

incorporando planes de plantación más naturalistas (aparentemente plantados por la naturaleza) que incluyen vegetación espontánea y diversa que muestra cambios estacionales y diurnos.

Históricamente, los UGS se han concebido como espacios públicos para que las poblaciones urbanas busquen aire fresco y un respiro, pero la literatura actual es limitada para informar las pautas específicas para el diseño para la promoción de la salud mental. Los campos de planificación y diseño urbano deben reconocer los tremendos beneficios para la salud mental que pueden obtenerse del contacto con espacios verdes adecuadamente diseñados y mantenidos e incluir estrategias para respuestas psicofisiológicas específicas en la planificación de UGS en las estrategias nacionales de promoción de la salud mental.

Los conjuntos de datos generados durante el estudio actual están disponibles del autor correspondiente a pedido razonable.

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Este trabajo fue apoyado por el Ministerio de Desarrollo Nacional de Singapur (Subvención n.º R-722-000-010-490), Instituto de Innovación y Tecnología en Salud, Universidad Nacional de Singapur (Subvención n.º A-0001415-09-00), NUS, Departamento de Medicina Psicológica (Concesión no. R-177-000-100-001/R-177-000-003-001/ R177000702733).

Instituto de Innovación y Tecnología de la Salud (iHealthtech), Universidad Nacional de Singapur, Singapur, Singapur

Agnieszka Olszewska-Guizzo

Fundación NeuroLandscape, Varsovia, Polonia

Agnieszka Olszewska-Guizzo

Junta de Parques Nacionales, Centro de Ecología y Vegetación Urbana, Singapur, Singapur

Angelia Sia

Departamento de Medicina Psicológica, Escuela de Medicina Yong Loo Lin, Universidad Nacional de Singapur, Singapur, Singapur

angelia sia y roger ho

Instituto de Ciencias Clínicas de Singapur, Agencia de Ciencia, Tecnología e Investigación, Singapur, Singapur

ana fogel

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La correspondencia es Agnieszka Olszewska-Guizzo.

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Olszewska-Guizzo, A., Sia, A., Fogel, A. et al. Características de los espacios verdes urbanos asociados con las emociones positivas, la atención plena y la relajación. Informe científico 12, 20695 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-022-24637-0

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Recibido: 01 Agosto 2022

Aceptado: 17 de noviembre de 2022

Publicado: 30 noviembre 2022

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

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