深吸一口气，风拂动绿叶时，森林的气息扑面而来。尽管自然环境能刺激我们的所有感官，但由于城市化，这种体验在日常生活中逐渐消失。随着全球越来越多的人居住在城市地区（联合国，2019年），将自然体验融入日常生活的机会正在减少。同时，元分析表明，接触自然环境可以通过提升积极情绪和减少消极情绪（McMahan & Estes, 2015）以及降低心理和生理压力（Gaekwad et al., 2023; Yao et al., 2021）来对情绪健康产生积极影响。此外，自然环境还对认知功能有益（Nguyen & Walters, 2024; Ohly et al., 2016; Stenfors et al., 2019; Stevenson et al., 2018; Weeland et al., 2019），尤其是在工作记忆、执行控制、注意力控制和认知灵活性以及自我调节方面。上述元分析中提到的许多研究都是在参与者散步或长时间待在自然环境中后进行的。考虑到自然环境日益难以接触，研究驱动自然环境益处的具体自然特征显得尤为重要（Bratman et al., 2019），以便了解哪些自然特征应该被融入城市日常生活。大多数采用这种方法的研究都集中在视觉途径上，例如研究自然界的虚拟表现，如照片、视频或虚拟现实（Berry et al., 2015; Bourrier et al., 2018; Mostajeran et al., 2021）。虽然这些纯粹的视觉刺激也能观察到自然环境的好处，但通常不如直接接触真实自然环境的效果明显（Stevenson et al., 2018）。关于听觉刺激，与自然声音相比，接触纯粹的自然声音景观后情绪恢复得更好（Benfield et al., 2014），而自然声音与人为声音（人声或机动车辆）结合则效果相反（Benfield et al., 2014）。此外，自然声音景观，无论是否结合视觉刺激，对认知的影响各不相同（Emfield & Neider, 2014; Stobbe et al., 2023; Van Hedger et al., 2019）。
呼吸。另一个在人类感知中起作用的重要感官通道是嗅觉，它与与情绪处理（例如边缘系统）、记忆体验和其他感官相关的大脑区域密切相关（Gottfried & Dolan, 2003; Herz, 2004; Willander & Larsson, 2006; Zald & Pardo, 1997）。尽管嗅觉途径是我们日常生活中一个关键但不显眼的组成部分，但迄今为止，关于自然环境影响的研究大多忽略了嗅觉刺激（Press & Minta, 2000）。然而，像森林这样的自然环境会产生多种挥发性有机化合物（VOCs）和其他空气中的分子，这些分子丰富了我们对自然的体验。Bratman及其同事（2024）提出了一个概念框架，通过两个主要的嗅觉途径来研究这些化合物如何影响人类。其中一个嗅觉途径依赖于VOCs和其他空气分子的無意识处理。提供这一途径证据的研究探讨了森林浴（shinrin-yoku）的健康益处。这些研究表明，接触萜烯（如α-蒎烯和柠檬烯等植物杀菌剂）可以产生短期健康效应，包括抗炎反应和自然杀伤细胞活性的增加（Andersen et al., 2021; Cho et al., 2017; Li et al., 2009）。此外，接触树木精油还与压力相关生理参数的降低有关，如血压、心率、副交感神经活动和去甲肾上腺素水平（Baik et al., 2018; Chen et al., 2015; Ikei et al., 2015; Kim et al., 2023; Li et al., 2009）。然而，目前尚不清楚这些效应在多大程度上是由无意识的神经免疫过程还是由对气味的意识感知驱动的（Bratman et al., 2024）。另一个基于植物的VOCs的嗅觉途径涉及对气味的意识感知。在这个复杂的过程中，最初的跨文化前语言、情感成分似乎先于后续的气味认知处理（Majid et al., 2018）。这种后续的认知评估受到多种调节因素的影响，如个人偏好、先前的经验和关联、文化影响以及多感官背景（Bratman et al., 2024）。总体而言，愉快或不愉快的气味对情绪和情感有影响（Kontaris et al., 2020），这可能主要与这一途径有关。
许多先前的研究集中在来自树木的精油效果上，例如日本扁柏（Chen et al., 2015; Li et al., 2009; Shima et al., 2025; Yamada et al., 2011）和冷杉（Kim et al., 2023; Kim & Song, 2022）。这两种树木含有多种萜烯，此前已被证明与情绪提升（Chen et al., 2015; Shima et al., 2025）、心理和生理放松（Kim et al., 2023; Kim & Song, 2022）以及健康益处（Li et al., 2009）有关。
在关于气味的愉悦感知是天生的还是后天习得的争论中，一项实验研究表明，当一种不熟悉的气味与一个情绪事件配对时，愉悦的气味感知会发生变化，以反映相关的情绪（Herz et al., 2004）。这表明，之前的气味体验对其情绪和健康益处的影响起着重要作用。先前报道的研究主要让参与者接触来自他们所在地区典型树木的精油。为了研究气味的熟悉程度是否会影响其效果，我们研究了两种精油（花旗松（Pseudotsuga menziesii）和日本扁柏（Chamaecyparis obtusa）对情绪和心理压力的短期影响。对于本研究中招募的德国样本来说，日本扁柏不是他们在德国森林中会遇到的本地物种。而花旗松的气味很可能是德国参与者与他们所熟悉的森林联系在一起的。
除了个人对气味的体验外，将气味归类到特定类别或来源也会影响其对气味的感知。一项先前的研究表明，人们对相同气味（异戊酸和丁酸的混合物）的反应因被标记为“奶酪”或“呕吐物”而显著不同（Herz & von Clef, 2001）。此外，一项使用基于神经网络的语言模型的初步研究表明，一些与自然相关的词汇与心理健康相关的正面-负面词汇对显著相关（如放松-压力或恢复-倦怠（Gladwin et al., 2023）。作者认为，无论气味的来源如何，语义关联可能在自然对心理健康的影响中起作用。基于此，我们在本研究中故意省略了“自然”、“森林”和“树木”等概念的提及，以及任何关于气味暴露的描述。
除了对健康和福祉的短期影响外，先前的文献还研究了特定草本精油的认知功能影响（Johnson, 2011）。特别是，鼠尾草/圣罗勒、薄荷和迷迭香等精油已被证明有助于记忆和持续注意力（Kennedy & Scholey, 2006; Lopresti, 2017; Tildesley et al., 2003; Warm et al., 1991）。然而，关于森林树木精油的认知功能研究较少。两项每项有6名参与者的研究均报告称，当参与者接触台湾柏木精油时，他们的注意力任务（字母消除）有所改善（Miyazaki et al., 1992; Miyazaki et al., 1994）。此外，在使用日本扁柏木材制成的内墙的测试室中，8名参与者在Uchida–Kraepelin测试中的正确计算数量显著增加（Kishida et al., 2025）。相比之下，Yamada及其同事（2011）观察到，在间歇性接触日本扁柏木材气味的情况下，单词-颜色Stroop任务的表现在下降（n=8）。这些先前研究的样本量非常小，因此从这些部分不一致的结果中得出的结论有限。
因此，我们的目的是在更大样本中研究这两种树木精油的短期认知功能影响。由于尚未确定任何特定的认知领域对森林精油暴露特别敏感，我们采用了广泛的认知任务。我们根据先前显示对自然环境或草本精油应用敏感的相关认知领域选择了这些任务（Johnson, 2011; Nguyen & Walters, 2024; Ohly et al., 2016; Stenfors et al., 2019; Stevenson et al., 2018; Warm et al., 1991; Weeland et al., 2019）。
