事務作業時および休憩時における心理・生理反応の経時変化特性と知的生産性（その２）ラベンダーの香り付加効果と被験者平均および個人差に関する分析
Workplace Productivity and Change of Psychological and Physiological Response
during Simulated Office Work and Break Time(Part2) Analysis of Psychological and Physiological Responses of Mean and Individual andEffects of Lavender Aroma Oil
学生会員〇近藤正会員

崔正会員
非会員

弘基 （大阪大学）

技術ﾌｪﾛｰ

山中俊夫（大阪大学）（大阪大学）

正会員

竹村明久（摂南大学）

小林知広 （大阪大学）

非会員

池田馨

（パナソニック株式会社）伊藤雅人 （パナソニック株式会社）非 会 員

丸山博（パナソニック株式会社）

ナレ

*1

*1

*1

Koki KONDO
Toshio YAMANAKA
Narae CHOI
Akihisa TAKEMURA*2*1*3*3
Tomohiro KOBAYASHI
Kaoru IKEDA
Masato ITO
Hiroshi MARUYAMA*3*1
Osaka University *2 Setsunan University *3 Panasonic Corporation
It was proven that the indoor environment considerably affects individual performance. However, the psychological andphysiological responses of occupants toward the various indoor environment factors are still not clear. This study aims
to examine the psychological and physiological effects of the indoor environment on workplace productivity. This study
focused on the break time between office work, and the effect of relaxation on workplace productivity was investigated. Inaddition, the lavender essential oil was atomized during break time, and its influence was also examined.
7800
精油用噴霧器
机a

被験者

エアコン

e2450

は TDMS( 二 次元気分尺度 )3) の各項目の値から算出した。
事務作業を模擬したタスクとして d2 テスト 4)を用いた。d2 テストは、上下に1 ～ 4 個の点がH:2700 b

棚 サーキュレータ

6450

はじめに
近年、オフィスの設計では、居住者の快適性や健康性を向上させ、さらに知的生産性の向上も図る動きがある。
室内環境が個人のパフォーマンスに影響を及ぼすことは既往研究 1) で示唆されているが、室内環境が人体に及ぼす影響は、いまだ曖昧である。そこで本研究では、室内環境が知的生産性に及ぼす心理学的および生理学的影響を調べることを目的としている。休憩時のリラックス効
果が知的生産性に影響を及ぼす可能性があると考え、休憩前と休憩後に d2 テストを行わせて、知的生産性の客観的評価を行った。また、作業間休憩時にラベンダー精油を噴霧して、においの効果も同時に検討した。さらに、結果は被験者平均だけでなく個人の特性も分析した。
１．実験概要実験は、図 1 に示す部屋で 2019 年 12 月 10 ～ 26 日の内、10 日間で実施した。被験者として 21 ～ 24 歳の学生 10 名 ( 男性 6 名、女性 4 名 ) を採用し、各被験者に対してにおい無し・ラベンダーの 2 条件を実施した。
ラベンダーは、リラックス効果を与えると報告されている 2) ため採用し、ラベンダー精油を精油用噴霧器 ( アロモア , ( 株 ) 生活の木 ) の弱モード (10 秒噴霧、50 秒休止の繰り返し ) で噴霧した。におい無し条件では水道水を同様に噴霧した。生理反応への影響を考慮して、実験は 2 日連続で同じ時間に実施し、実験の順番による影響を考慮して、初日がにおい無し条件と初日がラベンダー条件の被験者を 5 名ずつとした。
表 1 に測定項目を示す。主観評価は口頭で回答させた。主観評価項目の一部を図 2 に示す。安定度と活性度

実験者

4000

H:2700dc

棚
単位：mm：温湿度・CO2 濃度測定点

図 1 実験室内平面図
表 1 測定項目

測定内容
物理環境

測定項目

測定方法

照度
リラックス度
心理反応

連続測定
１度のみ

TDMS-ST for academic,
アイエムエフ(株)

安定度・活性度

図3を参照

6段階尺度

臭気強度

9段階尺度

においの快不快度／嗜好度
生理反応

測定頻度

TR-76Ui, (株)ティアンドデイ
照度計 T-10A, コニカミノ
ルタジャパン(株)7段階尺度

温湿度・CO2濃度

鼻額皮膚温・心電・呼吸
脳波

知的生産性 達成率・ミス率

バイオシグナルプラック
常時測定(200Hz)
ス・プロ, (株)クレアクト
ポリメイトミニ AP108,常時測定(1000Hz)(株)ミユキ技研
d2テスト
7回連続＋1回[1] リラックス度
非常に
ストレス

ストレス

-3

[2] TDMS
ア 落ち着いたイ イライラした
ウ 無気力なエ 活気にあふれたオ リラックスした
カ ピリピリした
キ だらけたク イキイキした

-2

やや
ストレス

-1

どちら
やや
リラックス 非常にでもない リラックス
リラックス

0

1

全く
少しはそう ややそう
そうでない

0
0
0
0
0
0
0
0

1
1
1
1
1
1
1
1222222222

3

ある程度 かなりそう 非常にそう
そう

3
3
3
3
3
333

図 2 主観評価項目の一部

4444444455555555

21min12min 3min 10min

図 3 実験タイムスケジュール

測定点 a 測定点 b 測定点 c 測定点 d 測定点 e
温度【℃】

21.5±1.5 22.3±1.5 22.4±1.0 23.4±1.0 22.2±1.3

湿度【%】44.5±4.6 43.5±4.3 37.2±5.2 36.9±5.2 39.2±6.0
901±96784±950-1

表 2 物理環境結果

CO2濃度【ppm】 889±1041771±97

d2テスト中を想定させた評価-2765±98

付いた d と p の 47 文字、14 行で構成されており、文字の上下の点が合計 2 つの d の文字にのみ斜線をつける作業である。テスト 1 回の内容は、各行 12 秒の制限時間で 14 行続けて実施した。
実験タイムスケジュールを図 3 に示す。精油および水の噴霧は 12 分間安静の開始時から行った。実験中、被験者は椅子にかけ、安静時はプロジェクターで投影した
自然風景 ( 森林・川のせせらぎ ) を視聴させた。21 分間
d2 テスト時は 7 回連続で d2 テストを実施した。また、12 分間安静時の主観評価は 4 分おきに実施した。
２．実験結果・考察
2.1 物理環境
物理環境として、図 1 に示す各測定点の測定期間中の平均値および標準偏差を表 2 に示す。CO2 濃度の減衰から算出した実験室小部屋および大部屋の換気量はそれぞれ約 40m3/h, 約 85m3/h だった。また、d2 テストを行う
作業面の照度は約 175lx だった。
2.2 被験者平均の心理反応結果
リラックス度評価の全被験者平均を図 4 に示す。d2
テスト後の安静時のにおい条件間で t 検定を行った結果、安静時と d2 テスト時で大きな差が見られた。また、安静時のにおい条件間に有意差は無く、においによる大きな効果は見られなかった。安定度・活性度の全被験者平均を図 5 に示す。リラックス度と同様に t 検定を行った。安静時は安定度が上昇し、活性度は下降していた。
また、安静から d2 テストに変わると安定度は下降し、活性度は上昇した。におい条件間に有意差は無かった。
2.3 被験者平均の生理反応結果
一般に、鼻皮膚温はストレス状態で低下し 5)。また、ストレス負荷がある方が RRI が短く心拍数が大きい 6)。
皮膚温度差・心拍数の推移を図 6、図 7 に示す。図のプロットは各時点の時間平均した値を示す。また、隣り合う時点の値の間で t 検定を行った。両条件で多く有意差が見られ、被験者の状態の変化に伴って皮膚温度や心拍数は変化することが示唆された。さらに、最初の安静 5分間を平均した値で各値を基準化した鼻額皮膚温度差、心拍数の結果を図 8、図 9 に示す。プロットは 1 分間平d2テスト-3 安静

安静 d2テスト
噴霧中

図 4 リラックス度結果
検定した全ての時点で n.s.
10安静
d2テスト
安静 d2テスト
86420
d2テスト中を-2想定させた評価-4-6におい無し 安定度におい無し 活性度-8ラベンダー 安定度
ラベンダー 活性度
-10

噴霧中

図 5 安定度・活性度結果

0.0
-1.0
-2.0
-3.0
-4.0
-5.0
-6.0
-7.0

8075

心拍数【bpm】

5min

安定度・活性度

20min

におい無し
ラベンダー

2

鼻額皮膚温度差【℃】

20min

検定した全ての時点で n.s.

3

リラックス度：主観評価 ：d2 テスト時を想定した主観評価 ：リラックス度の主観評価
d2：におい噴霧時間
テス 機器
生理量測定
安静
実験説明
安静
d2テスト
ト 取り外し機器装着* : p<0.05 ** : p<0.01****

n.s.: p>0.05
n.s.

n.s.
におい無し
ラベンダー

**

d2テスト

*d2テスト
噴霧中図 6 鼻額皮膚温度差の推移

安静

n.s.: p>0.05* : p<0.05 ** : p<0.01

におい無し
ラベンダー

70

安静

**

**

*

*

**

n.s.

656055

安静

d2テスト

安静

d2テスト
噴霧中

図 7 心拍数の推移

均を示している。また、d2 テスト後の安静時のにおい条件間で t 検定を行った。鼻額皮膚温度差は、におい条件間で有意差は無かった。また、心拍数は安静 2 分時と8 分時でにおい条件間に有意差があった。

基準化鼻額皮膚温度差【-】1.01.21.4
1.6
1.82.0d2テスト

安静 d2テスト
噴霧中
図 8 基準化鼻額皮膚温度差の経時変化

1.21.0n.s.
におい無し
ラベンダー

安静

基準化心拍数【-】1.101.05*

1.000.95*d2テスト

安静
噴霧中
図 9 基準化心拍数の経時変化

0.90

6000

d2テスト

21分間d2
3分間d2

5分間安静
12分間安静

5000
4000
3000
2000
1000
0

α波域
5101520周波数【Hz】

2530

図 10 被験者 5 の脳波のパワースペクトル
3000

5分間安静
前安静 21分間d2
前d2
12分間安静後安静 3分間d2
後d2

2500
2000
1500
1000
500
0

α波域
5101520
周波数【Hz】

2530

図 11 被験者 7 の脳波のパワースペクトル

n.s. : p>0.05
n.s.

n.s.

d2テスト

* : p<0.05

におい無し
ラベンダー

1.15

1.6
1.4

n.s.

n.s.
安静

d2テスト
噴霧中

図 12 脳波の O1・O2 の β/α の平均値の推移におい無し 達成率
ラベンダー 達成率100
80

安静前におい無し ミス率
ラベンダー ミス率

20安静後

1660124082040

1 2 3 4 5 6 7 8ミス率【％】時の時間平均で引いて、変化の差を算出した。結果を図 17に示す。脳波・鼻額皮膚温度差・リラックス度は、個人によって値が異なっており、個人差が大きいように見られた

β/α【-】

時間平均を 21 分間 d2 テスト

0.8

達成率【％】

達成率及びミス率の全被験者平均を図 13 に示す。達成率・ミス率ともに、1 回目から 7 回目まではほとんど変化が無かった。d2 テストの習熟の影響と連続施行による疲れの影響が相殺されたためであると考えられる。また、8 回目の成績は 7 回目よりも大きく向上しており、におい条件間でわずかな差異があるが、7 回目からの向上率はほとんど一致していた。両条件とも休憩によって疲労状態から回復し、d2 テストには習熟していたと考えられるが、においの有無による大きな違いは無かった。
2.5 個人の心理・生理反応および d2 テスト結果
被験者平均の心理反応や生理反応は安静時と d2 テスト時の差が大きく見られた。しかし、脳波のパワースペ
クトルの結果からわかるように、被験者によって生理反応などが異なる可能性があった。そこで、個人毎の心理・生理反応の安静時と d2 テスト時の変化を分析した。脳波の O1・O2 の β/α の平均値、鼻額皮膚温度差、心拍数については、12 分間安静時の時間平均を 21 分間 d2 テスト時の時間平均で割って変化率を算出した。それぞれの結果を図 14、図 15、図 162.0に示す。また、リラックス度
n.s.
n.s.
1.8については、12 分間安静時の検定した全ての時点でにおい無し
ラベンダー

パワー【μV2・s】

接触不良によるノイズが見られたが、結果に大きな影響を与えないと判断したため結果からは除外しなかった。
O1・O2 の β/α の平均値の推移を図 12 に示す。隣り合う時点の値の間とにおい条件間で t 検定を行った。安静時と d2 テスト時で差があるように見えるが有意差は無かった。また、におい条件間でも有意差は無かった。
2.4 被験者平均の d2 テスト結果
d2 テストの成績は、達成率 ( 総回答数 ÷ 総数 ) 及びミス率 (( 見落とし数 + 誤答数 ) ÷ 総回答数 ) で評価した。

0.6

1.20

パワー【μV2・s】

脳波は国際式 10-20 法に従い、Fp1・Fp2( 前頭極部 )、O1・O2( 後頭部 ) を測定した。O1・O2 の脳波に FFTを施して求めたパワーの平均値に関する一部被験者の結果を図 10、図 11 に示す。図のプロットは各時点の時間平均した値を示す。図 10 のように安静時に特定の周波数でピークが見られる人や、図 11 のように安静時と作業時の違いが小さい人がいた。また、β 波 (14 ～ 30Hzのパワーの平均値 ) を α 波 (8 ～ 13Hz のパワーの平均値 )で割って β/α を求めた。作業課題時などの集中が必要なときに β/α は増加するとされる 7)。また、被験者 2, 8 のO1 と被験者 1, 4, 8 の O2 の一部の脳波に、測定機器の0d2テスト順序【回】 噴霧中

図 13 d2 テストの結果

初日がにおい無し

1.2

初日がラベンダー

1.0

0.8

0.8

0.6

0.6

0.4

0.4
0.20.2126793
被験者No.

4

58

におい無し

100.0

ラベンダー

1

図 14 脳波の O1・O2 の β/α の平均値の個人毎の変化率

変化率【-】

1.00.80.6
0.40.2126793被験者No.

458

におい無し

10

ラベンダー

初日がラベンダー

達成率【％】

126793
被験者No.

45793
被験者No.

458

におい無し

10

ラベンダー

初日がにおい無し

初日がラベンダー

20-2

126793458

10-4-6におい無し

被験者No.

ラベンダー

図 17 リラックス度の個人毎の変化の差

ミス率【％】

初日がにおい無し

64

図 16 心拍数の個人毎の変化率
100
90
8070
60
50
4030
20
1002

図 15 鼻額皮膚温度差の個人毎の変化率
6

初日がラベンダー安静時・d2テスト時の差【-】

初日がにおい無し

1.20.0

初日がラベンダー変化率【-】変化率【-】

1.00.0

初日がにおい無し

1.28

におい無し

10

ラベンダー

20181614121086420

初日がにおい無し

1267

初日がラベンダー

93
被験者No.

458におい無し

10ラベンダー

図 18 8 回目 d2 テストの個人毎の達成率

図 19 8 回目 d2 テストの個人毎のミス率

が、心拍数はやや個人差が小さいように見られた。被験者 6 は、脳波・鼻額皮膚温度差の変化率で小さな値が見られ、被験者 7 は全ての心理・生理反応で 1 に近い値が見られた。また、におい条件間で値に差がある被験者がいたが、におい無しよりラベンダーの方が値が大きい者と、におい無しよりラベンダーの方が値が小さい者が見られ、またそれは実験の順序にもよらないため、においの効果はあまり大きくなかったと示唆された。
さらに、8 回目 d2 テストの個人毎の達成率とミス率の結果を図18、図 19 に示す。達成率、ミス率ともに個人差があった。また、生理反応で安静時と d2 テスト時の差が大きかった被験者 6 の成績は、ミス率は小さく正確性はあったが、達成率も小さかった。反対に、全ての反応で安静時と d2 テスト時の差が小さかった被験者 7 は、ミス率が小さく達成率も大きくて比較的成績が良かった。
おわりに本報では、心理・生理反応、知的生産性の被験者平均および個人の結果を報告した。多くの心理・生理反応は安静時と d2 テスト時で大きな差が見られたが、安静時のにおい条件間に有意差は見られなかった。心拍数はd2 テスト後安静の 2、8 分時でにおい条件間に有意差があった。さらに、個人の結果では、心拍数以外は大きい個人差が見られた。なお、本研究は大阪大学工学研究科倫理委員会の承認を得ている。

【参考文献】
1) Y. Al Horr, M. Arif, A. Kaushik, A. Mazroei, M. Katafygiotou, E. Elsarrag : Occupant productivity and office indoor environment quality : A review of the literature,Building and Environment, 105, pp. 369- 389, 2012) 浅野 , 伊藤 , 川野 : グレープフルーツおよびラベンダーの匂い刺激による生理・心理機能への影響 , 日本味と匂学会誌 , Vol. 16, pp. 633- 636, 2009. 123) Y. Sakairi, K. Nakatsuka, T. Shimizu : Development of the Two‐Dimensional Mood Scale for self‐monitoring and self‐regulation of momentary mood states, Japnanese
Psychological research, 55, pp. 338- 349, 20134) R. Brinckenkamp, E.Zillmer : d2 Test of Attention, Hogrefe & Huber Publishers, 1998
5) 吉田 , 菊本 , 松本 : 白色雑音に対する鼻部皮膚温と主観的状態の対応 , 生理心理学と精神生理学 , 13(1), pp. 29- 38, 19956) 松本 , 森 , 三田尻 , 江鐘 : 心揺らぎによる精神的ストレス評価法に関する研究 , ライフサポート学会 , 22, pp. 105- 111, 20137) 平井 , 吉田 , 宮地 : 簡易脳波計による学習時の思考と記憶の比較分析 , マルチメディア、分散協調とモバイルシンポジウム 2013 論文集 , pp. 14411446, 2013. 7