护肤品“后触感”调控大脑感觉与奖赏网络活性的功能磁共振成像研究

【字体: 时间:2026年03月11日 来源:Frontiers in Neuroscience 3.2

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  本文通过一项fMRI(功能磁共振成像)研究,首次揭示了护肤品“后触感”能超越基础感觉编码,特异性地激活大脑的情感与奖赏(Reward)处理网络。这项概念验证(Proof-of-Concept)研究表明,特定配方成分可显著提升触觉体验的情感显著性,为开发具有情感吸引力的化妆品质地提供了神经科学依据。

  
引言:触觉、后触感与化妆品体验
触觉是个人护理品使用体验的核心环节。涂抹面霜的过程本质上是多阶段、自导向的触觉刺激,包括与产品的初始接触、涂抹动作本身,以及涂抹后持久的残留感觉。这种自我触摸不仅激活初级躯体感觉皮层,还会涉及到岛叶、前扣带皮层和眶额叶皮层等与情感处理和凸显性归因相关的脑区,这些区域在产品使用过程中对触觉输入进行情感评估并为身体感觉赋予情绪相关性至关重要。尽管质地感知涉及多种感觉模态,但触觉在塑造化妆品体验方面似乎尤为关键。
除了触摸行为本身,化妆品还会产生第二个截然不同的感觉阶段,即所谓的“后触感”,其定义为产品被皮肤吸收并干燥后,在皮肤上持续存在的感觉。后触感不由主动运动驱动,而是由配方特性和残留膜决定,表现为光滑、粘性或油腻等独特的触觉性质。这一使用阶段已通过感官评估和仪器方法进行了广泛表征,但从情绪视角进行的研究却很少。
鉴于后触感直接促成情感评估,化妆品使用过程中的触觉体验所引发的情感反应可以通过生理学和神经影像学方法进行客观研究。例如,在化妆品使用期间,通过功能性近红外光谱(fNIRS)测量到的右背外侧前额叶皮层(DLPFC)激活增强,已被证实与更高的支付意愿相关。来自脑电图(EEG)研究的补充证据捕捉了涂抹面霜或润唇膏过程中的实时情感反应。这些发现凸显了特定成分对化妆品使用相关情感效价(Valence)的影响。
虽然现有fMRI研究主要集中在非化妆品环境下的愉悦触摸,但它们一致指向涉及奖赏处理和社会认知的脑区,这为情感性触觉处理提供了专门的神经通路支持。愉悦触摸会激活编码奖赏价值和享乐体验的眶额叶皮层、壳核和前膝下前扣带皮层。与此同时,颞顶联合区、缘上回、楔前叶和内侧前额叶皮层等区域支持共情、观点采择和自我参照思维等社会认知过程。
触觉的情感维度由不同的机械感觉系统支持。快速传导的A-β(Aβ)纤维负责辨别性触觉,传递精细的空间和纹理细节,而情感方面则由无髓鞘的C-触觉(C-tactile, CT)传入纤维介导,后者优先对缓慢、轻柔的刺激做出反应,并与愉悦感相关。这些并行通路共同促成了对触摸物理特性和情感效价的感知。在这一框架下,CT纤维(尤其是来自有毛皮肤的部分)投射到后岛叶、扣带回和前额叶皮层等参与情感效价处理的区域。最近,这种双系统在化妆品质地的研究中得到考虑,表明产品诱导的触摸可能同时涉及感觉和情感大脑网络。
基于此,本研究作为一个概念验证,旨在检验以下假设:面霜和皮肤表面在使用后形成的最终状态系统,能够调节情感触摸的神经处理。这里的“面霜最终状态”指蒸发、吸收或分子构象变化后残留在皮肤上的成分,而“皮肤表面最终状态”则包括面霜吸收引起的角质层变化,包括其机械特性和表面纹理。这些变化共同构成了面霜的“后触感”,我们提出它通过激活参与情感触觉编码的脑区,直接影响自我触摸的感知愉悦度。
材料与方法
参与者
20名健康女性受试者(18-45岁;平均年龄:31.5±6.5岁)参与了研究。所有参与者均为右利手,并完成了医学问卷以确认其资格。研究获得了相关伦理委员会的批准,所有参与者在参加前都提供了书面知情同意。
实验条件
评估了三种实验条件:对照组(无面霜)和两种化妆品霜剂(A和B)。两种乳剂成分相同,但使用的乳化剂不同。两种配方均不含香精,并具有相似的外观、pH值和粘度等物理性质。奶油A使用源自藜麦的辛烯基琥珀酸淀粉钠改性淀粉颗粒乳化,其粒径分布较窄,平均直径为2微米。奶油B(参考配方)使用甘油硬脂酸酯和PEG-100硬脂酸酯组成的传统乳化剂乳化,该乳化剂已在商业化妆品中广泛使用数十年。
实验设计
在研究开始前,参与者会在扫描仪外接受解释和训练,以确保在运动轨迹和速度方面正确涂抹面霜。在磁共振扫描仪内,参与者通过镜面系统观察投射到屏幕上的手部视觉图像,以监控手部位置并在整个任务过程中保持指令的节奏和轨迹。每个主动阶段均由通过扫描仪耳机传递的听觉提示音明确提示。参与者完成一个包含解释、训练、解剖扫描和fMRI采集的结构化实验。fMRI扫描包括三个顺序模块:无面霜按摩、使用奶油A按摩和使用奶油B按摩;模块顺序在参与者间随机分配。每个模块开始前,双手会用清洁湿巾清洁,然后用湿棉片冲洗并用纸巾擦干,随后休息2分钟。在包含面霜的模块中,将80微升面霜涂抹在左手背。参与者按摩该区域12秒以使面霜渗透皮肤,随后休息2分钟。为了评估后触感的感官效果,参与者用右手以受控速度(约2秒/次旋转)抚摸左手三次,每次之间有13秒的休息间隔。整个流程的直观设计如图所示:
数据采集与分析
MRI数据在3T GE SIGNA Premier扫描仪上采集。功能像采用二维回波平面成像(EPI)序列。高分辨率结构像采用3D T1加权序列采集。
脑成像数据使用标准化的fMRIPrep流程进行预处理。分析采用两水平通用线性模型(GLM)框架。在个体水平,计算简单对比以独立检查每种条件下的神经反应。在组水平,进行条件间的直接比较。组水平统计图使用错误发现率(FDR)校正,q < 0.05。所有报告的坐标均以蒙特利尔神经学研究所(MNI)空间表示。
结果
简单对比分析
GLM分析显示,“无面霜”条件在左侧中央后回和右侧小脑有显著激活。“面霜A”条件在左侧中央后回和右侧小脑有类似激活,但还额外在右侧中央后回、缘上回、左侧中央前回和右侧伏隔核(腹侧纹状体)等区域有显著主效应。其他被激活的区域包括右侧额叶中眶回、左侧内嗅区、左侧直回和左侧杏仁核。面霜A条件所激活的脑区范围及其统计显著性可以清晰地通过脑部激活地图观察到:。“面霜B”条件激活最大的区域是左侧中央后回,并在右侧小脑和左侧中央前回有额外显著激活簇。
复杂对比分析
在“面霜A > 无面霜”的组水平对比中,结果显示面霜A条件下左侧小脑和左侧中央前回的激活显著更强。额外的大范围激活簇出现在左侧枕中回、右侧壳核和左侧额下回三角部。在角回以及颞回(包括左侧颞中后部和右侧颞上区)也发现了双侧激活。较小的激活簇出现在右侧岛叶皮层和后岛叶。这些对比差异的视觉呈现如图:。
在比较“面霜A > 面霜B”时,面霜A在多个脑区的激活显著更强。激活最强的区域是右侧额叶中缘上回。其他激活簇出现在左右侧颞下回后部。激活增强的额叶区域包括左侧额叶外侧眶回、右侧额下回眶部、膝下前扣带回、左侧额上回和右侧额叶中眶回。同时也发现了小脑的双侧激活。两种配方间激活差异的脑图可清晰分辨:。
讨论
这项概念验证性fMRI研究提供了初步证据,表明皮肤上化妆品配方的后触感可能影响情感触摸的神经处理。结果显示,后触感与大脑活动的调节有关,这种调节超越了初级躯体感觉区域,延伸至涉及奖赏和情感处理的区域。伏隔核和杏仁核反应的增强表明,配方引起的皮肤质地和柔软度的变化可能有助于触觉输入的享乐性评估,特别是在后触感阶段接收手所经历的残留感觉方面。值得注意的是,这些神经效应仅在面霜A中观察到,这直接证明了配方和成分组成可以在运动执行之外,塑造触觉驱动的大脑反应。
在后触感阶段,自我触摸后左手(接收手)经历的残留触觉在涂抹面霜后引起的运动区和感觉区激活高于无面霜条件,其中面霜A引起的激活最强。由于触觉刺激是自我产生的,因此在感觉运动皮层和小脑的双侧激活是预期的,这反映了来自主动手(右手涂抹面霜)的运动指令和来自被刺激手(左手)的触觉再传入的结合。这种双侧感觉运动模式在所有三种条件下都一致观察到,证实了无论面霜类型如何,运动执行和基础触觉感知是相似的。然而,只有面霜A额外招募了超越这个共享感觉运动基线的区域,最显著的是腹侧前额叶、眶额叶和膝下扣带皮层。这表明,虽然自我触摸相关的感觉运动处理在所有条件中都存在,但面霜A特异性地调节了与后触感体验相关的残留触觉的评价性和情感性处理。
与这些观察一致,并支持了前人观点,即化妆品应用引起的皮肤表面特性变化可调节接收触觉输入的皮肤区域的躯体感觉皮层反应。最近的研究表明,外用产品可引起皮肤生物力学变化,这可能通过激活与默克尔细胞机械感受器相关的低适应性传入神经元,从而有助于感觉感知。这些发现强调了皮肤表面的地形学特征在应变向机械感受器深处传播中的作用,从而使得皮肤舒适或不适的感知成为可能。面霜成分的吸收取决于分子量、粒径和亲脂性,从而影响皮肤表面特性和触觉感知。相应地,在本概念验证研究中,乳化剂组成的差异很可能调节了皮肤表面纹理。具体而言,面霜A中的微米级多面体淀粉颗粒不渗入皮肤,而是在产品渗透和干燥后滞留在皮肤微细结构中。相反,参考面霜含有分子量较低的脂基乳化剂,预计会与角质层上层混合并渗透。先前的研究表明,含有包括淀粉在内的多种粉末的乳液,在感觉评估中可显著增强后触感阶段的平滑感。这种效应归因于颗粒填充和平滑了皮肤表面的不规则性。涂抹过程中颗粒物理移动产生的“滚动效应”可能进一步强化这些感官属性。
无害触摸的感知依赖于由Aβ纤维介导的低阈值机械感受器。这种辨别性处理似乎在面霜A中被特别调动,因为它在初级和次级躯体感觉皮层引起了更强的双侧躯体感觉反应。与淀粉颗粒相关的增强的光滑度,可能通过优先调动慢适应1型机械感受器来促进感知的柔软度。此外,对动态刺激敏感的快速适应机械感受器很可能在触觉探索过程中被调动。由于环层小体对空间周期低于10微米的精细纹理敏感,它们可能对淀粉颗粒的起伏或滚动作用特别敏感,从而增强后触感感觉的触觉显著性。除了辨别性触觉处理,天然淀粉粉末典型的柔软感是化妆品产品吸引力的重要属性,并可能影响情感触觉感知。回到愉悦触摸和情感评估的不同通路,前额叶区域和杏仁核的激活支持了以下观点:当考虑手背的被动触摸接收时,CT系统很可能被调动。值得注意的是,本范式中自我触摸的空间和时间特征,包括大约每秒9厘米的抚摸速度,落在CT纤维激活的最佳范围内。在简单和复杂对比中观察到的后岛叶激活进一步支持了这一解释。
在此背景下,柔软感是面霜A的一个突出触觉属性,它塑造了后触感阶段皮肤的残留感觉。在这一感官基础上,面霜A引发了一个更广泛的激活网络,超越了初级感觉和运动区域,包括了奖赏相关和高级皮层区域。在这些区域中,壳核也在简单对比中出现,这表明与后触感相关的改变的触觉体验,而非主动运动本身,调动了奖赏相关的过程。这一解释与先前的研究结果一致,该研究发现持续触摸期间壳核激活有时间依赖性增加。类似地,另一项研究报告了刺激脚底光滑皮肤后显著的壳核反应。此外,一项研究发现,当参与者用“丰厚”与“稀薄”的润肤露涂抹前臂时,腹侧纹状体(包括壳核)的激活与主观愉悦度评级相关。尽管情感触摸范式一致地调动腹侧纹状体,但最近的证据指出了该区域内的功能分离。特别是,伏隔核已成为与奖赏评估和社会情感相关性联系最紧密的腹侧纹状体亚区。与此一致,我们在涂抹化妆品面霜后的后触感阶段观察到了右侧化(与接收刺激的左手相关)的伏隔核参与,这表明即使微妙的残留触觉感觉也能调动奖赏相关回路,即使在非社会、非明确情感的情境中。补充这一点,我们还观察到杏仁核的激活;这个传统上与威胁检测相关的区域,现在越来越多地被认为在处理积极情感刺激中发挥作用。先前的工作表明,杏仁核对恐惧、也对愉悦输入做出反应,并且嗅觉线索可以调节触摸以及杏仁核-躯体感觉连接性。总之,这些发现表明,伏隔核和杏仁核在后触感期间被动触觉接收的背景下,整合了感官输入和具有情绪显著性的线索,即使没有明确的社会互动。
在此基础上,与面霜A相关的愉悦后触感调动了超出核心奖赏和情绪相关区域的网络,这表明是对感觉和评估整合的调节,而非仅仅是躯体感觉反应的增加。与此解释一致,面霜A与参考配方之间的对比揭示了颞下回后部的显著激活。这个外侧颞皮层区域与精细表面特征的编码有关,并且靠近涉及触摸情感维度的区域,这使其成为感觉细节与享乐评估整合的可能贡献者。广泛的小脑调动进一步符合其在感觉运动整合和超越运动协调的情绪处理调节中的作用的证据,表明触觉评估涉及感知、评估和调节系统之间的相互作用。总之,这些发现表明,通过后触感(而非主动运动)体验的愉悦触摸调动了一个分布的、对情境敏感的网络,塑造了触觉输入的神经表征,突显了其作为调节信号而非简单感觉或奖赏线索的功能。
研究的局限性
虽然本研究的结果为化妆品后触感如何在神经层面调节情感触觉处理提供了初步见解,但在解释结果时也应考虑几个局限性。首先,本研究中的触觉刺激是以标准化模型实施的,以一致的方式应用于手部,这可能无法完全捕捉现实生活中的触摸互动或自我发起的触觉探索的复杂性。其次,虽然参与者在磁共振扫描仪内外都熟悉了应用程序,但涂抹面霜所需的手部动作可能引发了微小的头部运动,可能影响了血氧水平依赖信号。第三,仅使用了一种参考配方面霜进行比较,这限制了确定观察到的效应是面霜A特有的,还是反映了更广泛的配方类型差异的能力。第四,尽管面霜的质地不同,但没有收集客观的物理评估或主观评级来表征这些特性,或将其作为协变量纳入通用线性模型。缺乏行为和心理测量数据限制了我们将观察到的神经反应与参与者的感知体验(特别是与愉悦度相关的解释)联系起来的能力。此外,在一个独立的100名法国女性样本中进行了一项为期一周的居家使用方案的独立消费者研究,但这项研究仅在MRI队列外进行,并未与基准产品比较,因此其补充信息有限。最后,样本量较小,在更大队列中复制将加强这些发现的普适性,并阐明观察到的效应是否延伸至其他化妆品质地或使用情境。
结论
最后,与其中一种成分(藜麦源淀粉粉末)相关的后触感增强了双侧躯体感觉反应,并额外调动了与情感评估和奖赏处理相关的区域,这些激活偏向于接收刺激手对侧的大脑半球,表明残留的触觉体验被感知为更愉悦。这种情感调节伴随着前额叶和联合皮层的参与,表明愉悦的后触感不仅调动了情绪机制,还调动了塑造感官输入解释的高级评估过程。总之,这些发现指向了一个层次化的组织,其中刺激物物理特性的细微变化会影响触觉处理的连续阶段,从感官编码到享乐相关性,最终到认知评估。
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