美研创新：压力、情绪评估方法在香氛产品开发中的应用

进入“数字信息时代”的21世纪后，生活环境在加速变化，社会竞争愈加激烈，充满不确定性，人们对于身心健康的关注也日益加深。2021年资生堂发表了动态和谐DYNAMIC HARMONY的研发理念，认为从改善身心健康的大视角开发化妆品是未来的必然趋势。

COVID-19期间人们深刻体验到了嗅觉丧失导致的心理生理压力。调查表明期间人们对自身皮肤的满意程度下降和心理压力有关 ^[1]。后疫情时代，消费者的不安全感加重，消费决策更加谨慎。人类75%的情绪来自嗅觉体验，科学评估气味信息的情绪价值，有助于开发改善身心健康的化妆品。

本文将回顾压力应激概念的演变，重点介绍压力应激的情绪评估方法及其在香氛产品开发中的应用。

 

压力应激概念的演变

压力（Stress）应激是生物学的核心概念之一。应激反应是生物体在分子到全身心水平上为维持体内平衡而不可避免的反应。

1914年沃尔特•坎农首次将物理学名词应力Stress用于解释生理学问题 ^[2]，他认为“战斗或逃跑”是生物体为维持自稳态的应激反应，可能是进化的产物。

 

图 1. 影响压力应激概念演变的名人^[6]

汉斯•塞利是压力和应激研究领域的先驱之一。他将压力定义为：“身体对任何需求的反应，无论这种需求是由愉快还是不愉快的条件引起或导致的”。“压力应激”代表威胁机体内稳态的任何刺激影响，引起应激反应的真实或想象的刺激被称为“压力源”。压力源包括物理压力源，如温变、电磁波等；化学压力源，如费尔蒙和气味分子等；生物压力源，如细菌，病毒等；以及心理压力源（想象的刺激），遇到困难引发的紧张、焦虑、愤怒和失落等。

为解释一般性适应综合征 ^[3，4]，塞利建立了第一个生理应激反应过程模型，强调了神经内分泌系统的作用。在应激状态下，交感-肾上腺-髓质(SAM) 轴通过升高儿茶酚胺水平，降低乙酰胆碱水平，调节战斗和逃跑反应。

坎农等人的研究表明下丘脑-垂体-肾上腺(HPA ) 轴是第二个主要的生理应激反应中心。下丘脑是机体内稳态的控制中心，而垂体负责调节肾上腺皮质醇的产生。当血液中皮质醇的水平下降时，下丘脑释放促肾上腺皮质激素释放激素 (CRH)，指导垂体产生促肾上腺皮质激素 (ACTH)。然后 ACTH 刺激肾上腺产生和释放皮质醇，对压力做出反应，影响代谢和免疫等功能。

1968年，布鲁斯•麦克尤恩首次证明了压力激素皮质醇的受体存在于大脑的海马区 ^[5]，推动了压力和压力激素对大脑结构和功能影响的研究发展。后续的研究结果表明SAM和HPA轴受多个大脑区域的调节，包括边缘系统、前额皮质、杏仁核、下丘脑和终纹等。

目前的压力应激概念将压力视为有意识或无意识地感受到的对体内平衡的威胁，其反应具有一定程度的特异性，取决于对体内平衡的特定挑战和生命体对压力源的感知以及应对能力。压力应激可以改变基因表达最终影响大脑的基本功能，从而影响我们的行为和心理状态。

心理压力是意识的产物，是建立在一定的认知基础上的情绪状态。人在无意识状态下是没有心理压力可言的。“实验心理学之父”威廉•冯特认为心理学的任务是研究心理复合体的构成要素及其构造方式和规律 ^[7] 。压力是心理学要素之一，主要通过分析应激反应的情绪变化来评估心理压力。情绪是心理学的核心要素，情绪状态包括了认知评价、感受、生理变化和行为。

 

为了识别情绪, 研究人员必须对情绪状态进行了建模和量化。对情绪的表征有两种不同的观点。第一种观点认为基本情绪是通过自然选择进化而来的。如保罗•埃克曼 ^[8]通过研究面部表情和情绪之间的关系，发现愤怒、厌恶、恐惧、快乐、悲伤和惊讶六种基本情绪面部表情的跨文化一致性，其他情绪都可以由基本情绪构成(例如，失望是由惊讶和悲伤组成的)。

 

NRC情绪词典收录了14,000多个常见词汇还支持105种不同语言，可用于AI感情分析。第二种观点是基于认知，认为情绪可以被映射到效价、唤醒度和优势度三个维度。效价从非常积极的感觉到非常消极的感觉；唤醒度从困倦状态变为兴奋状态；最后，优势度对应于情绪强度。目前最常用的是James A. Russell的情绪循环模型，它只考虑效价和唤醒度 ^[9]。

 

 

图 2. 情绪量化模型

 

60年代，Arnold Lazarus等人对情绪和适应作了大量的研究。Arnold使用愉悦度作为评价维度，解释了喜欢和不喜欢两种基本的情绪。Lazarus强调认知评价的重要性 [10]，继承并发展了Arnold的研究，其评价模型可以解释15种情绪。

随着生命科学的发展，人们对应激的认识从早期的现象观察和宏观描述, 逐渐发展为基于应激生物标志物的检测和脑科学研究，从“心理-神经内分泌-行为”多学科多角度, 揭示应激的生理心理响应特征, 压力对大脑, 心理与行为活动影响的深层机制。

 

压力应激的情绪评估

心理学评估 主要记录当事人的认知解释。常用的模型工具有PSS (感知压力量表)， POMS（情绪量表），DASS-21（抑郁焦虑压力量表）等，通过行为观察法，会谈和问卷等方式调查，然后对采录的文本数据，面部表情、手势、身体运动等行为信息进行情绪识别及统计分析完成定量评估。

生理学评估 是根据已知生理信号的情绪特征对心理压力进行量化评估的方法。

基于应激生物标志物的评估 目前，应激生物标志物及其情绪特征的识别已经取得了相当大的进步。皮质醇、儿茶酚胺、加压素、生长激素是主要已知应激激素。相关标记物的俗称反应了其情绪特征，如多巴胺俗称“期待荷尔蒙”；β-内啡肽俗称“快乐荷尔蒙”；催产素俗称“爱的荷尔蒙”。皮质醇是最常用的压力应激标志物，唾液、血液和头发等各种生物样本可用于检测皮质醇水平变化。

基于末梢循环功能的评估 公知方法是测量指尖的血流量。交感神经控制末梢血管网的活动。紧张时，交感神经活动占主导地位导致血管收缩，血流量减少，皮肤温度降低。 反之放松时，皮肤温度会升高。除直接测量指尖的血流量外，还可测量皮肤温度和湿度变化，如手掌会因紧张出汗导致温变。瞳孔光反应也是常用评估对象。

基于面部表情的AI评估 面部微表情反应了面部自主神经活动。1978年基于面部表情和情绪之间的关系，Paul Ekman等人开发了面部动作编码系统FACS。通过对面部肌肉运动的观测，将不同的面部表情分解成一系列基本的动作单元对应不同情绪。FACS为AI情绪识别技术的发展提供了基础。

 

图 3. IFF 开发的 Mood Mapping™

基于中枢神经活动的评估 研究表明不同脑区参与不同的感知和认知活动, 例如额叶与思维、意识有关, 颞叶与人脸和场景等复杂刺激信息的处理、嗅觉和听觉有关, 顶叶与多种感官信息的整合和对物体的操作控制有关, 枕叶则与视觉有关。在脑电图测量时，电极基本上按照国际标准10-20电极放置方法设置。通过分析不同脑区特定频率范围的脑电波变化，可以了解大脑活动和情绪状态。脑近红外光谱仪，功能磁共振成像仪，简易睡眠测量仪等也是常用评估工具。

 

情绪评估方法在香氛产品开发中的应用

人类早就认知到了气味对情绪和生理有影响，闻香是一种非常愉快的体验，有助减轻心理生理压力，促进身心理健康。香水制作从古至今都是一门融合艺术与科学的行业。过去数十年里，人们一直致力于改进气味的情绪评估方法。

 

首先需要构建满足评估目的的情绪模型数据库，包含气味分子组成，对应的情绪和生理信息。如IFF开发的Mood Mapping™自主报告法就是根据调香应用需要设计 ^[11]。选用纯气味分子为刺激物，从8个情绪维度，构建气味分子的情绪信息数据库。如图3所示。

日本庆应大学教授满仓靖恵，是脑电波信号情绪分析领域的顶尖专家。她通过跟踪女性荷尔蒙的变化，同时记录脑电波数据和受试者的心理压力描述，建立数据库，从兴趣度、喜爱度、压力度、集中度、平静度五个维度提取EEG信号的情绪特征，对情绪状态建模量化 ^[12]。她和日本电通合作开发的便携式EEG情绪评估系统具有操作简单、成本低、响应快，灵敏度和可信度较高的优势，能满足不同用户需求。

 

图 4. 脑电感性分析仪和效价唤醒分析仪

其次要考虑原料用户端的需求设计评估流程。

现有已发表的科学研究报告主要调查受试者闻气瞬间的感性情绪。目前的尝试很少提及气味的理性情绪信息，没有可靠的信息表明某些气味的放松或刺激作用在气味消失后是否还会持续。因为这种放松和/或刺激效果的持续性对消费者体验具有显着影响，为此芬美意发明了一种将采集相关数据的时间后延的评估方法，以便识别香氛情绪记忆特性，他们认为该方法能够为设计放松和刺激的加香消费品开发提供了更可靠的依据 ^[13]。

最后要考虑消费用户体验。

化妆品气味引发的情绪和情感状态是驱动消费的重要因素。可穿戴脑电AI情绪评估产品具有操作简单、实时响应的优势。2023年，法国奢侈品牌圣罗兰门店开始为顾客提供测量脑电的头盔，测试自己对不同香气的偏好。数据显示，95% 的试用顾客都成功了找到了适合自己的香水。基于神经网络算法的人工智能设备可以从各种数据源，如文本，面部表情、语音，肢体运动等读取情绪信息。面部识别技术的进步，使得实时分析个人的情绪状态成为可能。如广州数化智甄自主研发的Evalwise AI智能情绪识别系统已被奇华顿、IFF、德之馨、高砂等知名企业采用。

 

结论和展望

压力应激是生物学的核心概念之一，是生物体为维持体内平衡而不可避免的反应。生理和心理应激反应是同时发生的。慢性压力应激会导致生理功能失调。情绪是体内平衡失调的映射，可用于压力评估。评估目的是为了获得准确认知，准确应对环境变化。“压力”不总是负面的，压力不足和不良压力都可能损害正常的生理功能，而良性压力可以优化体内平衡而有益于健康。如皮质醇水平具有独特的昼夜节律 [14]，该节律的丧失与代谢异常、疲劳和生活质量差有关。清晨压力不足的表现是皮质醇水平过低，需要刺激皮质醇的分泌，对应醒觉功效。晚上不良压力的表现是皮质醇水平过高，需要调低皮质醇的分泌，对应放松和提高睡眠质量。因此，维护最佳应激水平对于设计通过放松和醒觉调整应激水平的加香消费品至关重要。

气味与情绪有特殊的联系，香芬对情绪的影响是以嗅觉意象为媒介的。语音，影像等也能唤起气味的嗅觉记忆引发情绪反应，如秋闻桂香、日沐森林浴、夜入脂香梦等都能唤起嗅觉意象，令人放松愉悦。加香消费品的设计不能停留在感性调节层面，应该深入到理性调节层面。在功效评估上需要考虑情绪调节效应的持续时间、个体和文化差异等多种因素。利用AI技术建立数据库，对气味情绪具象化，用信息技术传递积极情绪，可以深加消费者的嗅觉认知记忆，建立和消费者的情感联系，是加香消费品品牌创新的必经之路。

作者：甘智斌、杨建中，美研创新株式会社

 

参考文献：

[1] L. J. Yang et al, International Journal of Women's Dermatology, (2023) 9:e095
[2] Cannon WB. The emergency function of the adrenal medulla in pain and the major emotions. Am J Physiol33: 356–372, 1914.
[3] Selye, H. A syndrome produced by diverse nocuous agents. Nature. 1936, 138: 32.
[4] SELYE H. (1950). Stress and the general adaptation syndrome. British medical journal, 1(4667), 1383–1392.
[5] Hill, M.N. et al. In memory of Bruce McEwen: a gentle giant of neuroscience. Nat Neurosci 23, 473–474 (2020).
[6] www.echosciences-grenoble.fr
[7] 威廉•冯特_百度百科 (baidu.com)
[8] Ekman, P.  et al. (1987). Universals and cultural differences in the judgments of facial expressions of emotion. Journal of Personality and Social Psychology, 53, 712–717.
[9] Posner, J., Russell, J. A., & Peterson, B. S. (2005). The circumplex model of affect: an integrative approach to affective neuroscience, cognitive development, and psychopathology.  Development and psychopathology, 17(3), 715–734.
[10] Lazarus, R. S., & Folkman, S. (1984). Stress, appraisal, and coping. New York: Springer.
[11] Warrenburg S. (2005). Effects of fragrance on emotions: moods and physiology. Chemical senses, 30 Suppl 1, i248–i249.
[12] Yasue Mitsukura et al. Relationship between Hormone Level Fluctuation and EEG IEEJ Trans. EIS, Vol.141, No.9, 2021 pp.992-998
[13] WO2023118311A1
[14] Debono, M. et al. (2009). Modified-release hydrocortisone to provide circadian cortisol profiles. The Journal of clinical endocrinology and metabolism, 94(5), 1548–1554.

 

来源：荣格-《 国际个人护理品生产商情》

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