织物接触人体皮肤所产生的压、挤、摩擦等作用在大脑中的综合表达为感知,现代医学影像技术——功能磁共振成像技术(fMRI)在脑感知领域中的表征应用,已经证明其具有超高的时空分辨率和对皮肤触觉感知表达的唯一性。这为纺织材料与工程领域中认知解答穿着中的接触舒适性的客观表征与机理认知提供了新的实践性方法,为织物接触压力舒适度的客观、科学、准确、量化的生理表征提供了具体方法和标准方法,从而弥补传统的心理量化评价系统、物理机械评价系统以及效应器生理评价系统等间接性评价系统本质的理论缺陷。在纺织品实际的使用过程中,绝大多数织物都与身体接触,而身体在进行织物接触压力舒适度的评价过程中,以包覆内脏区域的躯干部位对压力的承受度最为敏感,为了判析人体在受到不同程度的织物接触压力刺激时大脑的神经活动响应情况以及体感信息流的走向,本文利用fMRI技术观察了高弹力纺织品在7名女性志愿者胸下腰腹部施加渐增织物接触压刺激时的脑感知信息,并利用多种脑图像处理工具SPM、Anatomy、AAL、Marsbar、Xjview、BrainNet Viewer等对脑感知图像进行了针对性的数据处理。所谓针对性,是指本课题的分析结果并非针对全脑分析,而是针对目前文献中所涉及的与织物接触压力体觉感知有关的体感信息流传递脑区(初级感觉皮层SI、次级感觉皮层SII和脑岛IN)、触压疼痛感知脑区(杏仁核AMYG)以及与愉悦幸福感知脑区(楔前叶PQ)为分析脑区。本课题首先利用组块设计方法,将受试者在一个时间序列中重复三次静息-施压刺激过程,结果以施压刺激状态的脑血氧水平依赖信号与静息状态下的脑血氧水平依赖信号的差值经过一般线性模型转换而成的可用于组间比较的激活强度值,以及激活体素的个数(激活范围)作为评价指标,来衡量人体在织物接触压力刺激下大脑的正负激活响应情况。所谓正激活是指织物压力刺激状态下人体该脑区的血氧水平依赖信号大于静息状态下该脑区的血氧水平依赖信号,是该刺激综合效果上促进了该脑区的局域脑血流的结果,负激活则与此相反。渐增压织物刺激下的功能磁共振实验结果表明:当织物接触压力在低于舒适接触压力阈值范围时,受试者的脑区以负激活为主,且以初级感觉皮层的中央后回脑区I-POST的负激活峰值点和负激活范围最大;当织物的接触压力处于舒适接触压力阈值范围内时,受试者大脑中的激活以正激活为主,且以次级感觉皮层的中央后回脑区II-POST的正激活峰值点和正激活范围最高;当织物的接触压力超过人体胸下腰腹部的接触压力舒适阈值时,受试者大脑中的激活又重新变回负激活为主,但最大负激活峰值点和负激活强度转移至杏仁核脑区AMYG。该结果一方面说明织物的接触压力刺激随着压力的增加促进了体感信息流从初级感觉皮层到次级感觉皮层再到杏仁核脑区的流动;另一方面说明无论是低压力下的表面浅接触或者是高压力下的压迫性深接触,都会对在人体大脑中产生以抑制效应为主的负面感知,即不适感知。不同的是低接触压下负面不适感知主要投射于初级感觉皮层,而高接触压下的负面压迫感知主要投射在杏仁核脑区内的杏仁核脑区。只有在施加适当的织物接触压力时,才会对人体大脑产生促进效应为主的积极效果,即舒适感知,且其主要投射脑区位于次级感觉皮层。其出现负面不适的原因是,在过大的织物压力压迫作用下使得局域脑血流减少,耗氧速度大于供氧速度,从而引起神经活动的减弱,在脑成像上呈现负激活。而过小的织物压力作用下,脑血流速度增加缓慢,而神经活动耗氧量过大,导致耗氧量大于供氧量,同样会使得神经活动受到抑制,呈现负激活。定伸长织物刺激下的功能磁共振试验验证了渐增织物压力实验推论的正确性,并对定伸长织物刺激下的脑激活指标与面料物理因素的相关性分析发现:初级感觉皮层的中央后回脑区I-POST的低压不舒适感知强度主要受表面粗糙度和定应力弹性回复率的影响,而低压接触不适感知的范围主要受应力松弛率的影响。织物表面越粗糙、弹性回复率越大,则I-POST的低压接触不适感知信号强度越强,而织物松弛率越大,则I-POST的低压接触不适感知信号范围越广。次级感觉皮层的中央后回脑区II-POST的接触舒适感知信号的强度和范围主要受弹性模量和表面摩擦系数平均方差的影响。织物表面越均匀、弹性模量越大,II-POST的舒适感知信号强度就更强、范围就更广。杏仁核脑区的接触压迫不适感知信号的强度和范围主要受表面粗糙度和定应力弹性回复率的影响,织物表面越粗糙、回弹性越差,则杏仁核脑区的压迫不适感知信号强度更强、范围更广。对定伸长织物刺激下的脑信号变化指标与物理因素的相关性分析发现:SI和AMYG脑区主要关注于织物应力的变化,而SII脑区更多地关注于织物的表面性能。且根据功能将脑区细化之后,得到初级感觉皮层的快适应感知脑区BA1和慢适应感知脑区BA3a分别受断裂应力和横向弹性模量的影响,分别呈高度线性负相关和线性正相关。即在一定的织物接触压力作用下,织物断裂应力越小、横向模量越高,BA1和BA3a脑区的关注度越大。而次级感觉皮层中,主要是顶叶岛盖1区OP1脑区受表面粗糙度的影响,且成线性正相关,即同等伸长的接触压刺激下,表面粗糙的织物会引起OP1脑区更高的关注度。