随着城市化加速，人们在室内活动时间增多，心理压力也随之增加。然而，室内声环境的重要性常被忽视，交通噪声等负面声音会导致听力损失、抑郁、注意力下降等问题，而自然声音如泉水声可能对压力恢复有积极作用。但现有研究多集中于主观评价或单一生理指标，缺乏对脑活动动态特征的深入分析。为填补这一空白，青岛理工大学等机构的研究人员开展了交通噪声与泉水声在不同声压级下对脑动态活动影响的研究，相关成果发表在《Scientific Reports》。
研究人员选取 38 名健康大学生作为受试者，在受控的实验室环境中，分别暴露于 40、45、50、55、60 dBA 的交通噪声、泉水声以及无声音对照条件下，同步采集心电图（ECG）和脑电图（EEG）数据，分析自主神经系统指标（LF/HF、SDNN）、脑电频域特征（α、δ、θ、β、γ 功率）、非线性动态特征（有效延迟 duration，τe；雪崩临界指数，ACI）等，并结合主观舒适度投票（SCV、SPV）进行综合评估。
心理反应分析
泉水声显著提升主观舒适度，SCV 和 SPV 分别较无声音条件增加 0.10-0.95 和 0.05-1.10，且在 50 dBA 时达到峰值（SCV=1.32，SPV=2.47）。交通噪声则随声压级升高，SCV 和 SPV 持续下降，60 dBA 时降至最低（SCV=-1.89，SPV=-1.85）。40 dBA 时，两种声音与无声音条件的主观差异不显著。
生理反应分析
自主神经系统
泉水声有效激活副交感神经系统，表现为 LF/HF 比值降低（较无声音下降 0.07-0.41）、SDNN 增加（8.85-18.56 ms），50 dBA 时 LF/HF 最低（1.24），SDNN 最高（63.69 ms）。交通噪声则呈相反趋势，50 dBA 以上时 LF/HF 显著升高，SDNN 下降，抑制副交感神经活动。
脑电频域特征
泉水声可增强 α、θ、β 波功率，抑制 δ、γ 波活动。α 波作为放松状态的指标，其功率在 50 dBA 泉水声时达到峰值（2.10 μv²），主要分布于左额顶叶（F3、FC1、C3、Cz）和右枕叶（O2）区域。交通噪声则导致 δ 和 γ 波功率升高，α 波功率随声压级增加而降低，60 dBA 时显著抑制。
脑电非线性动态特征
泉水声延长 α 波有效延迟时间 τe（较无声音增加 0.02-3.44 ms），50 dBA 时 τe 达 284.78 ms，表明脑活动规律性增强。交通噪声则缩短 τe，60 dBA 时降至 272.61 ms。雪崩临界指数 ACI 显示，泉水声使 ACI 降低 4.78-17.29%，脑活动更接近临界舒适状态，50 dBA 时 ACI 最低（0.20）；交通噪声则使 ACI 升高 2.28-29.37%，60 dBA 时达 0.32，脑功能趋于紊乱。
相关性分析
主观舒适度（SCV、SPV）与 LF/HF、δ/γ 功率、ACI 呈显著负相关，与 SDNN、α/θ/β 功率、τe、k1/k2 呈正相关（p<0.01）。表明自主神经系统活动与脑电特征密切关联，共同反映声环境对心理生理的影响。
结论与意义
该研究首次结合主观评价与多模态生理信号，揭示了不同声压级下交通噪声与泉水声对脑动态活动的差异化调控机制。发现 50 dBA 泉水声通过增强副交感神经活动、优化脑电振荡模式（如 α 波功率最大化）及维持脑活动临界状态，显著提升心理生理舒适度，其效果是同条件交通噪声的 1.74 倍。研究结果为室内声环境设计提供了关键阈值参考（如推荐采用 50 dBA 泉水声掩蔽噪声），并提出基于脑电动态特征的声环境评估新方法，有望推动智能声景控制系统与健康建筑的发展。未来可进一步拓展至更多声音类型、长期暴露效应及个性化声环境调控研究。
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