精油對於人體健康的效益不止於情緒層面，還有精神、心靈，許多古老的文明對此一直深信不疑，因此廣泛應用植物芳香以美化心靈。過去因為科學不夠發達，對於精油的作用是「知其然而不知其所以然」，因為無法用儀器分析精油的成分，也無法了解精油的芳香分子進入人體之後是如何在人體內運作產生功效。
一直到二十世紀初，許多科學家不斷投入相關的研究與實驗，終於漸漸揭開芳香植物精油的神秘面紗，尤其是精油影響人類的精神、心靈層次方面。舉例來說，為何植物芳香分子會對人們的情緒有安撫作用，而且不止如此，還能夠給人幸福、快樂的感受？
因為植物精油的芳香分子極為細小，並具有揮發性，很容易經由人體的呼吸器官與皮膚所吸收，尤其是呼吸系統，大約只要30秒的時間（相較之下，大約8～10分鐘的時間，精油才能滲透到皮膚中），可以經由鼻子的鼻黏膜細胞吸收，瞬間影響到大腦中與人們情緒反應控制有密切關連的「邊緣系統」，包括扁桃腺、海馬迴、乳頭狀體等區域，各個區域都在腦部功能中扮演極為重要的角色，例如海馬迴掌管記憶與學習。
當芳香分子傳遞訊息到邊緣系統時，會刺激腦部細胞釋放神經傳導物質，包括血清素、正腎上腺素、內啡呔、腦啡呔等，進而影響腦部運作。
血清素是中樞神經系統中重要的神經遞質之一，關係到睡眠、情緒和生理節律等過程，具有鎮靜、安撫的功效；腎上腺激素可以促進精神提升及集中注意力加強交感神經作用，刺激肝醣分解提高血糖濃度增加心臟輸出，提高基礎代謝率；而內啡呔是一種類似嗎啡的自然成分，具有減輕疼痛的作用，還有給人一種舒服、幸福的感覺；腦啡呔也類似嗎啡，具有減輕疼痛，讓人產生愉快感覺的作用。
不同精油的芳香分子具有不同活性成分，對於大腦的影響也有所差別。
例如迷迭香、鼠尾草、羅勒等精油，對於大腦的海馬迴區的刺激作用最為顯著，因此可以增強學習與記憶力；玫瑰或茉莉精油具有放鬆神經的作用；柑橘類精油如甜橙、葡萄柚、佛手柑等，會使人產生快樂的感受，對於克服沮喪、治療憂鬱，具有無窮效益。
每一種精油香味在不同的人身上發揮的效用也有所差異，這與個人背景、生活經驗、體質等有關，連個人對於香味的記憶都會產生影響。
透過日新月異的科學研究，芳香療法不再神祕或遙遠不可及，植物精油如今更是來自世界各地，任何人都很容易就可以取得，不妨試用各種對自己最效益的精油與療法，讓芳香分子滋補心靈，美化人生。
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