Frontiers in Neuroscience

Introduction

Meditační praktiky mají prokázaný přínos v afektivních a kognitivních procesech (Tang et al., 2015). Existuje však široká škála meditačních praktik, které zahrnují soubor postupů používaných ke kultivaci pozitivních vlastností mysli a k posílení vhledu do fungování mysli a těla. Definice meditace má navíc v různých kontextech mnoho různých významů. Zatímco křesťanské, judaistické a islámské formy meditace mají obecně zbožný nebo biblický charakter, jiné formy meditace jsou zaměřeny na vnitřní seberegulaci mysli. Bylo navrženo, že kognitivní a afektivní účinky se mohou lišit podle typu prováděné meditace (Lutz et al., 2008a,b). Tento přehled se zaměřuje na čtyři běžné meditační praktiky zahrnující soustředěnou pozornost (FA), otevřené sledování (OM), transcendentální meditaci (TM) a milující laskavost (LK).

Dva běžně studované typy praktik tréninku pozornosti zahrnují FA a OM. Soustředěná pozornost (FA) zahrnuje himálajskou jógu, mantru a metta; zatímco OM zahrnuje zen, isha jógu, šónijógu a vipassanu. Bylo prokázáno, že FA a OM zlepšují kontrolu pozornosti, regulaci emocí, sebeuvědomění a zlepšují kognitivní kontrolu konfliktů (Lippelt et al., 2014; Tang et al., 2015). FA je praxe udržování trvalé selektivní pozornosti na vybraný koncept nebo objekt, jako je dýchání, fyzický vjem nebo vizuální obraz. Zvolený objekt slouží jako kotva pro pozornost a v důsledku toho se předpokládá, že FA kultivuje mentální ostrost a soustředění. Naproti tomu OM spočívá v soustředění se na samotné vědomí. Namísto udržování selektivní pozornosti na vybraný objekt a vyhýbání se vtíravým myšlenkám nebo rozptýlení zahrnuje OM přijímání vnitřních a vnějších signálů s cílem nehodnotícího uvědomování. Cílem OM je zůstat pozorný k jakémukoli zážitku, který se může objevit, aniž bychom se soustředili na konkrétní objekt. Je třeba poznamenat, že OM a FA se vzájemně nevylučují, a i když praxe OM může zahrnovat některé aspekty FA, opak nemusí být nutně pravdou. Například praxe OM často začíná soustředěním se na konkrétní objekt, podobně jako praxe FA. Namísto udržování tohoto zaměření jako primárního cíle, jak je tomu v případě FA, je mysl při OM trénována k postupnému přesouvání pozornosti z tohoto objektu a uvědomování si výskytu myšlenek, pocitů a představ, jak vznikají a zanikají, a nakonec začne sledovat samotný proces uvědomování. OM tedy navozuje širší zaměření pozornosti než FA (Lippelt et al., 2014) a praktikující OM mají obecně větší rozsah pozornosti a dosahují lepších výsledků v úlohách zaměřených na udržení pozornosti (Ainsworth et al., 2013; Lippelt et al., 2014).

Transcendentální meditace (TM) je mantrická meditace zaměřená na vyhýbání se rozptylujícím myšlenkám. Cílem je pomocí zvuku nebo mantry si uvědomit přítomnost bez předmětu myšlení. Při této praxi nedochází ke kontemplaci, FA ani sledování aktuálního prožívání (Travis a Pearson, 2000). Naproti tomu cílem meditace LK je rozvíjet lásku a soucit k sobě samému a ke všem ostatním bytostem. Meditující se nakonec zaměří na soucit s těmi, které nezná, a rozšíří ho i na ty, které nemá rád. Negativní asociace jsou nahrazeny pozitivním sociálním nebo empatickým smýšlením (Vago a Silbersweig, 2012; Lippelt et al., 2014). Meditace LK jako taková je spojena s lepší kognitivní kontrolou a monitorováním konfliktů (Hunsinger et al., 2013).

Přestože přínosy meditace FA, OM, TM a LK byly popsány jinde, neurobiologické základy těchto přínosů jsou stále v počáteční fázi. Existují důkazy, že tyto formy meditace vedou k dlouhodobým i krátkodobým změnám v mozku. Dlouhodobé anatomické změny byly tradičně analyzovány pomocí strukturální magnetické rezonance (MR), která poskytuje vynikající prostorové rozlišení. Existují důkazy, že meditace může vést ke strukturálním změnám v mozku, včetně zvýšení tloušťky kortikálních oblastí, jako je prefrontální kůra (PFC) a insula (Lazar et al., 2005; Santarnecchi et al., 2014; Engen et al., 2017). Funkční MR zobrazování může navíc odhalit změny v kortikální a subkortikální aktivaci i funkční konektivitě; časové rozlišení těchto změn je však omezené. Naproti tomu elektroencefalografie (EEG), magnetoencefalografie (MEG) a EEG ve zdrojovém prostoru jsou zobrazovací modality s vynikajícím časovým rozlišením, které mohou zachytit krátkodobé oscilační změny během meditace při obětování prostorového rozlišení. Pochopení oscilací spojených s různými formami meditace pomůže při zdokonalování těchto meditačních praktik a potenciálně umožní umělou manipulaci při léčbě nemocí.

V tomto přehledu systematicky analyzujeme podobnosti a rozdíly v nervových oscilacích mezi čtyřmi běžně studovanými meditačními praktikami, včetně meditace FA, OM, TM a LK.

Neuronální aktivace během meditace

Studie funkční magnetické rezonance (fMRI) prokázaly, že různé typy meditace zvyšují aktivitu v různých oblastech mozku, včetně PFC, inzuly a přední cingulární kůry (ACC). Zajímavé je, že různé formy meditace mohou aktivovat různé oblasti mozku. FA vede ke zvýšení mozkové aktivity a konektivity v ACC oproti OM (Lazar et al., 2000; Botvinick et al., 2004; Manna et al., 2010). FA je také spojena se zvýšenou aktivitou pravého dorsolaterálního PFC a konektivitou k pravé insule, což u OM nebylo pozorováno (D’Esposito, 2007). Kromě toho jak FA, tak OM vykazují zvýšený signál fMRI v zadní insule během úkolů interoceptivní pozornosti ve srovnání s úkoly exterocepce (Farb et al., 2013). Jak lze očekávat, tyto formy meditace jsou také spojeny se zvýšenou konektivitou v mozkových sítích, jako je dorzální síť pozornosti (Froeliger et al., 2012).

Naproti tomu se předpokládá, že většina meditačních praktik, včetně FA, OM a LK, deaktivuje síť výchozího režimu (DMN). Tato DMN je aktivní během pasivního bdělého klidu nebo mimovolních činností a zahrnuje ventrální mediální PFC, mediální temporální lalok, precuneus a zadní cingulární gyrus (Brewer et al., 2011; Garrison et al., 2015; Simon a Engstrom, 2015). Za zmínku stojí, že TM vede k trvalému zvýšení aktivity DMN (Travis a Parim, 2017).

Je zřejmé, že meditační praxe může aktivovat specifické oblasti mozku a funkční konektivitu spojenou s exekutivními funkcemi a náladou, jak je měřeno pomocí fMRI, tyto praxe také ovlivňují vzorce nervových oscilací v těchto oblastech. Zejména lze hodnotit nervové oscilace v lokální oblasti nebo mezi různými oblastmi mozku. Sílu určité frekvence oscilací v určité oblasti lze analyzovat pomocí výkonové analýzy. Koherence je stupeň propojení určité frekvence mezi dvěma různými oblastmi mozku a lze ji použít jako ukazatel funkční konektivity. Ke zkoumání výkonu a koherence v určitém frekvenčním pásmu lze použít jak EEG, tak MEG. Pochopení toho, jak meditace moduluje tyto nervové oscilace, může pomoci objasnit vztah mezi mozkovými oscilacemi a kognitivními procesy.

Frekvence delta

Delta oscilace vycházejí z thalamu nebo kůry a pohybují se mezi 0,5 a 3 Hz. V souvislosti s meditací a nervovými oscilacemi není úloha delta frekvence dobře popsána. Existují omezené důkazy, které naznačují, že frekvence delta je snížena během OM, např. při tradici vipassany. V jedné dlouhodobé vipassanové studii byl u těch, kteří uváděli, že během meditace nejsou ospalí, snížen bilaterální frontální výkon delta (1-4 Hz), nikoli však výkon delta ve střední čáře (Cahn et al., 2010). Za zmínku stojí, že zvýšená aktivita pomalé delta během hlubokého spánku a zvýšená aktivita delta během meditace naznačuje, že změny delta během meditace podporují zvýšený stav bdělosti. Podobně byla meditace LK spojena se zvýšenou aktivitou delta (Basar et al., 2008). Zajímavé je, že v samostatné studii meditace vyvolala snížení aktivity delta; když však byl předložen distraktor a meditující byl vyzván, aby se na distraktor soustředil, frontální síla delta se zvýšila (Cahn et al., 2013). To naznačuje potenciální roli delta rytmu při zapojení pozornosti.

Frekvence theta

Lidský theta rytmus je oscilační vzorec vyskytující se v kortikálních a subkortikálních strukturách, charakterizovaný oscilacemi v rozsahu 3,5-7 Hz. U lidí byly popsány zvýšené korové oscilace theta během různých úkolů učení, včetně rozpoznávání (Raghavachari et al., 2001; Hsieh et al., 2011), vybavování (Sederberg et al., 2003) a úkolů virtuální prostorové navigace (Kahana et al., 1999; de Araujo et al., 2002; Caplan et al., 2003; Watrous et al., 2011). Kromě lokální oscilační aktivity dochází během komplexních kognitivních úkolů k synchronizaci rytmů theta ve více oblastech mozku (Mizuhara et al., 2004; Ekstrom et al., 2005). Zvýšená kortikální theta aktivita byla prokázána také během úloh týkajících se pracovní paměti (Raghavachari et al., 2001, 2006). Studie skalpové EEG prokázaly, že zvýšená aktivita theta před paměťovou úlohou koreluje s úspěšným vybavováním epizodické paměti, zatímco snížená aktivita theta byla spojena se špatnou epizodickou pamětí (Addante et al., 2011). Ačkoli je známo, že meditace zlepšuje pozornost, učení a paměť (Chan et al., 2017; Taren et al., 2017), nebyly dosud provedeny žádné kauzální studie o úloze meditačních změn EEG a paměti. Studie EEG neurofeedbacku naznačují zlepšení kognitivních funkcí, včetně pozornosti, procedurální paměti a rozpoznávací paměti (Gruzelier, 2014). Začlenění neurofeedbacku do meditace může pomoci lépe definovat vztah mezi pamětí a meditací.

Zvýšení aktivity theta bylo pozorováno u různých meditačních praktik, včetně FA, OM, TM a LK (Baijal a Srinivasan, 2010; Cahn et al., 2010; Pasquini et al., 2015). Zajímavé je, že nárůst síly theta pozitivně koreloval s množstvím tréninku a zkušeností v jednotlivých meditačních praktikách, což může pomoci vysvětlit zlepšení paměti a pozornosti. Oscilace theta se během bdělosti vyskytují ve frontálních oblastech střední linie, jako je PFC (Asada et al., 1999) a ACC (Onton et al., 2005) (obr. 1). Tato frontální středočárová theta aktivita (Fm theta) je spojována se soustředěným zapojením pozornosti (Basar et al., 2001; Mitchell et al., 2008) a také s aktivací autonomního systému (Kubota et al., 2001; Takahashi et al., 2005). Existují zejména důkazy o zvýšení Fm theta u FA i OM (Takahashi et al., 2005; Dentico et al., 2016; Braboszcz et al., 2017). Předpokládá se, že Fm theta souvisí s internalizovanou pozorností. Během cvičení OM tak dochází ke zvýšení Fm theta (Lippelt et al., 2014). Aktivita Fm theta u zenových meditujících korelovala se zvýšenou parasympatickou aktivitou a korelovala se sníženou aktivací sympatiku, což podporuje myšlenku ACC jako zdroje Fm theta vzhledem k její roli v kognitivních funkcích a autonomní kontrole.

Kromě amplitudy frekvence theta dochází během meditace OM také ke změnám v koherenci theta (tj. synchronizaci vzorců nervových vzruchů). Zatímco frontální a parietální theta koherence je spojena s úkoly exekutivních funkcí, jako je pracovní paměť (Sauseng et al., 2005), podobná zjištění byla prokázána i během OM (Cahn et al., 2013). Existují také důkazy o zvýšené koherenci theta mezi centrální, temporální a okcipitální oblastí během TM (Tomljenovic et al., 2016). To však nebylo u meditace FA zkoumáno.

Frekvence alfa

Frekvenční pásmo alfa se pohybuje mezi 8 a 13 Hz, nachází se převážně v týlní kůře a nejvýrazněji se projevuje v různých fázích spánku. FA i OM meditace byly spojeny se zvýšením prefrontální a levé parietální alfa aktivity během NREM spánkových cyklů. Toto zvýšení pozitivně korelovalo s množstvím meditačního tréninku (Dentico et al., 2016). Existují také důkazy o zvýšení frontální, parietální a okcipitální alfa síly a synchronizace během meditace (Travis, 2001; Cahn et al., 2013). Zatímco OM i FA vykazují zvýšenou frontální amplitudu alfa a synchronii (Travis, 2001), nedávná studie na bdělých pacientech prokázala, že tradice OM (Vipassana) vedla ke zvýšení výkonu alfa ve srovnání s meditačně naivními kontrolami a cvičenci FA (himálajská jóga) během aktivní meditace a bloudění myslí (Braboszcz et al., 2017). Existují také důkazy, že zkušení meditující mají během spánku zvýšenou prefrontální a parietální sílu alfa (Dentico et al., 2016). Zdá se, že neexistuje shoda ohledně přítomnosti parieto-okcipitální alfa u praktikujících meditátorů, přičemž některé studie naznačují zvýšení zadní síly alfa, zatímco jiné studie naznačují, že meditace FA a OM snižují alfa (Dentico et al., 2016; Braboszcz et al., 2017).

Existují důkazy o zvýšené koherenci alfa ve frontální a parietální oblasti v tradicích FA a OM i TM (Travis, 2001; Cahn et al., 2013; Travis a Parim, 2017). Kromě toho je na rozdíl od FA a OM převládající oscilací během TM frontální rytmus alfa na rozdíl od rytmu theta. Praxe transcendentální meditace byla spojena se zvýšeným výkonem alfa u zadního cingulárního gyru, precuneu a mediální a dolní temporální kůry (Travis a Parim, 2017; van Lutterveld et al., 2017).

Frekvence beta

Lidské oscilace beta (13-30 Hz) jsou obvykle spojovány se senzomotorickým zpracováním (Symons et al., 2016); v poslední době jsou však spojovány s pozorností, emocemi a kognitivní kontrolou (Guntekin et al., 2013; Symons et al., 2016). O účincích meditace na oscilace beta existují rozporuplné důkazy. Zatímco některé důkazy naznačují, že během OM nedochází ke změně aktivity beta (Pasquini et al., 2015), jiné studie naznačují snížení aktivity beta v angulárním gyru a zadní cingulární a parietální kůře (Dor-Ziderman et al., 2013; Faber a kol., 2015). Existují také zprávy o snížení okcipitálních oscilací beta během TM (Tomljenovic et al., 2016). Naopak existují důkazy o zvýšené aktivitě beta v inzule, dolním frontálním gyru a předním temporálním laloku během meditace všímavosti (Thomas et al., 2014; Schoenberg et al., 2017).

Frekvence gama

Gamma oscilace se u dospělých lidí pohybují mezi 30 a 100 Hz a předpokládá se, že se podílejí na řadě smyslových a kognitivních reakcí (Pritchett et al., 2015; Kambara et al., 2017). V různých formách tradice FA a OM vykazovali praktikující rychlou gama aktivitu s vrcholovými frekvencemi kolem 40 Hz v bilaterálních hemisférách pozorovanou pouze u vysoce pokročilých meditujících (Fell et al., 2010). Existují důkazy o zvýšené aktivitě gama u pokročilých praktikujících různých meditačních praktik, včetně tradic FA, OM, LK a TM. Konkrétně u praktik FA (himálajská jóga) i OM (Vipassana, Isha a Shoonya jóga) dochází ke zvýšení parieto-okcipitální gama aktivity (60-110 Hz) ve srovnání s kontrolami (Braboszcz et al., 2017). Zadní zvýšení aktivity gama může souviset s často popisovanou zvýšenou jasností vnímání, která se uvádí u meditačních procesů OM (Cahn et al., 2010). U zkušených tibetských buddhistických meditátorů byl během meditace soucitu zaznamenán vyšší fronto-parietální výkon gama (Lutz et al., 2004). Za zmínku stojí jedna studie, která naznačila, že během zenové meditace (další forma OM) vysokofrekvenční výkon gama (100-245 Hz) v cingulární kůře a somatosenzorické kůře pozitivně koreloval se stupněm sebehodnocení všímavosti (Hauswald et al., 2015). Ačkoli funkční role gama aktivity zatím není jasná, jednou z hypotéz je, že prostřednictvím opakování navozuje neuroplasticitu, jak je stále patrné u zkušenějších meditujících napříč různými praktikami (Braboszcz et al., 2017). Tyto studie naznačují, že meditační praxe všímavosti zvyšují oscilace gama ve více, ale specifických oblastech mozku v závislosti na konkrétním typu meditace.

Na rozdíl od koherence theta a alfa existují důkazy o zvýšené koherenci oscilací gama v parieto-okcipitálních oblastech během vipassany a ve fronto-parietálních oblastech u praktikujících buddhismu (Lutz et al., 2004; Cahn et al., 2013). Existují určité důkazy o rozdílech v oscilacích gama mezi jednotlivými meditačními tradicemi, neboť se uvádí zvýšení poměru gama/alfa u praktikujících FA oproti praktikujícím OM (Braboszcz et al., 2017).

Závěr

Meditace vede k významným změnám v kortikální a subkortikální aktivitě. Jak se dalo očekávat, různé formy meditace vyvolávají aktivaci různých oblastí mozku. Předchozí práce prokázaly, že elektrografické oscilace jsou důležité pro poznávání. Zde jsme podali přehled účinků meditace FA, OM, TM a LK na neuronální oscilační aktivitu.

Současný výzkum naznačuje, že meditace má mnoho příznivých účinků na náladu, vědomí a uvědomění. Meditace vede ke strukturálním a funkčním změnám mozku. Během aktivní meditace dochází k výrazným změnám elektrografické aktivity, a to jak regionálně, tak globálně. Zdá se také, že existují výrazné rozdíly v profilech EEG v závislosti na zkušenosti. Jedna studie na cvičencích Satjánanda jógy prokázala, že u středně pokročilých (průměrná zkušenost 4 roky) cvičenců se zvýšily nízkofrekvenční oscilace (theta a alfa) v pravém horním čelním, pravém dolním čelním a pravém předním spánkovém laloku, zatímco u pokročilých (průměrná zkušenost 30 let) cvičenců se zvýšily vysokofrekvenční oscilace (beta a gama) ve stejných oblastech (Thomas et al., 2014). Zdá se, že pokročilí praktikující mají také konzistentnější elektrografické změny a koncept meditačního rysu s neuronálními oscilačními koreláty se stává jasnějším. I když byly zjištěny korelace mezi elektrickou aktivitou a chováním, je třeba provést další výzkum, který by tyto korelace potvrdil.

Klinické důsledky a budoucí směry

Zjištění nervového základu meditace lze potenciálně využít ke zlepšení meditačního tréninku a lepšímu pochopení neuronálních obvodů. Přesněji řečeno, oscilační neurofeedback by mohl být použit ke korelaci objektivního měření mozkové aktivity se subjektivním prožitkem, a tak by mohl být použit jako nástroj pro trénink meditace (van Lutterveld et al., 2017).

Poznání vzájemného vztahu mezi meditací a funkčními a anatomickými koreláty nejen pomáhá informovat o tom, jak meditace prospívá poznávání, ale mohlo by být potenciálně použito k určení cílů pro terapeutickou neuromodulaci. Jelikož mnoho chorobných procesů vede ke změněným oscilačním vzorcům, identifikace specifických oscilačních aberací v chorobném stavu a naopak formy meditace, které tyto rysy zvrátí, by mohly vést k léčbě založené na elektrofyziologii. Například frekvenční pásma alfa a delta jsou nedílnou součástí spánku. Lepší objasnění poruch nervových oscilací by mohlo být případně využito k léčbě poruch spánku pomocí meditace. Kromě toho existují změněné nervové oscilace u neuropsychiatrických poruch, jako je deprese, závislost, hyperaktivní porucha s deficitem pozornosti a bipolární porucha. V budoucnu by se léčba založená na meditaci mohla potenciálně rozšířit i na tyto neuropsychiatrické poruchy. Jelikož však existuje mnoho typů meditačních tradic, je třeba provést důkladnější studie k objasnění nuancí zobrazovacích a elektrofyziologických změn, ke kterým dochází při jednotlivých typech meditace.

Příspěvky autorů

DL, EK, PG, AG a FG: podíleli se na konceptualizaci myšlenky, přípravě a úpravě rukopisu.

Prohlášení o střetu zájmů

Autoři prohlašují, že výzkum byl prováděn za nepřítomnosti jakýchkoli komerčních nebo finančních vztahů, které by mohly být chápány jako potenciální střet zájmů.

.