Frontiers in Neuroscience

Introduction

A meditációs gyakorlatoknak jól ismert előnyei vannak az affektív és kognitív folyamatokban (Tang et al., 2015). Ugyanakkor a meditációs gyakorlatok széles skálája létezik, amelyek olyan gyakorlatok összességét foglalják magukban, amelyeket az elme pozitív tulajdonságainak ápolására és az elme és a test működésének jobb megértésére használnak. Továbbá a meditáció definíciójának számos különböző jelentése van különböző kontextusokban. Míg a meditáció keresztény, zsidó és iszlám formái általában áhítatos vagy szentírási jellegűek, addig a meditáció más formái az elme belső önszabályozását célozzák. Azt javasolták, hogy a kognitív és affektív hatások eltérhetnek a végzett meditáció típusától függően (Lutz et al., 2008a,b). Ez az áttekintés négy gyakori meditációs gyakorlatra összpontosít, köztük a fókuszált figyelemre (FA), a nyitott megfigyelésre (OM), a transzcendentális meditációra (TM) és a szerető kedvességre (LK).

A figyelemgyakorlatok két gyakran vizsgált típusa a FA és az OM. A fókuszált figyelem (FA) magában foglalja a himalájai jógát, a mantrát és a mettát; míg az OM a zent, az Isha jógát, a Shoonya jógát és a Vipassanát. Az FA és az OM bizonyítottan fokozza a figyelemszabályozást, az érzelemszabályozást, az önismeretet és javítja a konfliktusok kognitív kontrollját (Lippelt et al., 2014; Tang et al., 2015). Az FA egy kiválasztott fogalomra vagy tárgyra, például légzésre, fizikai érzésre vagy vizuális képre irányuló tartós szelektív figyelem fenntartásának gyakorlása. A kiválasztott tárgy a figyelem horgonyaként szolgál, és ennek eredményeképpen a FA feltehetően ápolja a mentális élességet és a fókuszt. Az OM ezzel szemben magára a tudatosságra való összpontosítást jelenti. A kiválasztott tárgyra irányuló szelektív figyelem fenntartása és a tolakodó gondolatok vagy zavaró tényezők elkerülése helyett az OM magában foglalja a belső és külső jelzések elfogadását a nem ítélkező tudatosság céljával. Az OM célja, hogy figyelmesen figyeljünk minden felmerülő tapasztalatra anélkül, hogy egy adott tárgyra összpontosítanánk. Megjegyzendő, hogy az OM és a FA nem zárják ki egymást, és míg az OM gyakorlatok magukban foglalhatják a FA bizonyos aspektusait, az ellenkezője nem feltétlenül igaz. Például az OM gyakorlatok gyakran egy adott tárgyra való összpontosítással kezdődnek, hasonlóan a FA gyakorlatokhoz. Ahelyett, hogy ezt a fókuszt tartanánk elsődleges célként, mint az FA-ban, az OM-ben az elmét arra képezzük, hogy fokozatosan elmozdítsa a fókuszt a tárgyról, és tudatában legyen a gondolatok, érzések és képek megjelenésének és feloldódásának, és végül elkezdje figyelni magát a tudatosság folyamatát. Ezért az OM szélesebb figyelmi fókuszt indukál, mint az FA (Lippelt et al., 2014), és az OM gyakorlói általában szélesebb figyelmi körrel rendelkeznek, és jobban teljesítenek a fenntartott figyelmi feladatokban (Ainsworth et al., 2013; Lippelt et al., 2014).

A transzcendentális meditáció (TM) egy mantra meditáció, amelynek célja a zavaró gondolatok elkerülése. A cél az, hogy egy hang vagy mantra segítségével gondolati tárgy nélkül tudatában legyünk a jelennek. Ebben a gyakorlatban nincs elmélkedés, FA, vagy a jelenlegi tapasztalat megfigyelése (Travis és Pearson, 2000). Ezzel szemben az LK meditáció célja az önmagunk és minden más lény iránti szeretet és együttérzés kifejlesztése. A meditáló végül az együttérzésre összpontosít azokkal szemben, akiket nem ismer, és kiterjeszti azt azokra, akiket nem kedvel. A negatív asszociációkat pozitív szociális vagy empatikus gondolkodásmód váltja fel (Vago és Silbersweig, 2012; Lippelt et al., 2014). Mint ilyen, az LK meditációt a kognitív kontroll és a konfliktusfigyelés javulásával hozták összefüggésbe (Hunsinger et al., 2013).

Míg a FA, OM, TM és LK meditáció előnyeit máshol már leírták, ezen előnyök neurobiológiai alapjai még mindig a kialakulóban vannak. Bizonyítékok vannak arra, hogy a meditáció ezen formái hosszú és rövid távú változásokat eredményeznek az agyban. A hosszú távú anatómiai változásokat hagyományosan strukturális mágneses rezonancia (MR) képalkotással elemezték, amely kiváló térbeli felbontást biztosít. Bizonyított, hogy a meditáció strukturális változásokat eredményezhet az agyban, beleértve az olyan régiók kérgi vastagságának növekedését, mint a prefrontális kéreg (PFC) és az insula (Lazar et al., 2005; Santarnecchi et al., 2014; Engen et al., 2017). Ezenkívül a funkcionális MR-képalkotás képes kimutatni a kortikális és szubkortikális aktivációban, valamint a funkcionális konnektivitásban bekövetkező változásokat; az ilyen változások időbeli felbontása azonban korlátozott. Ezzel szemben az elektroenkefalográfia (EEG), a magnetoencefalográfia (MEG) és a forrás-tér EEG kiváló időbeli felbontással rendelkező képalkotó modalitások, amelyek a térbeli felbontás feláldozása mellett képesek megragadni a rövid távú oszcillációs változásokat a meditáció során. A meditáció különböző formáihoz kapcsolódó oszcillációk megértése segíteni fogja e meditációs gyakorlatok tökéletesítését, és potenciálisan lehetővé teszi a mesterséges manipulációt a betegségek kezelésében.

Ebben az áttekintésben szisztematikusan elemezzük a neurális oszcillációk hasonlóságait és különbségeit négy gyakran vizsgált meditációs gyakorlat, köztük a FA, OM, TM és LK meditáció között.

Neuronális aktiváció a meditáció során

Funkcionális MRI (fMRI) vizsgálatok kimutatták, hogy a meditáció különböző típusai növelik az aktivitást az agy különböző régióiban, beleértve a PFC-t, az insulát és az anterior cinguláris kérget (ACC). Érdekes módon a meditáció különböző formái az agy különböző régióit aktiválhatják. Az FA megnövekedett agyi aktivitást és konnektivitást eredményez az ACC-ben az OM-hez képest (Lazar et al., 2000; Botvinick et al., 2004; Manna et al., 2010). Az FA a jobb dorsolaterális PFC fokozott aktivitásával és a jobb insulához való kapcsolódással is jár, amit az OM esetében nem tapasztaltak (D’Esposito, 2007). Ezenkívül mind az FA, mind az OM fokozott fMRI jelet mutat a hátsó insulában az interoceptív figyelemfeladatok során az exteroceptív feladatokhoz képest (Farb et al., 2013). Amint az várható volt, a meditáció ezen formái az agyi hálózatok, például a hátsó figyelmi hálózat fokozott összekapcsolódásával is járnak (Froeliger et al., 2012).

Ezzel szemben a legtöbb meditációs gyakorlat, beleértve az FA-t, az OM-et és az LK-t, úgy gondolják, hogy deaktiválja az alapértelmezett módú hálózatot (DMN). Ez a DMN aktív a passzív éber pihenés vagy az önkéntelen tevékenységek során, és magában foglalja a ventrális mediális PFC-t, a mediális temporális lebenyt, a precuneus és a hátsó cinguláris gyrus (Brewer et al., 2011; Garrison et al., 2015; Simon and Engstrom, 2015). Megjegyzendő, hogy a TM a DMN-aktivitás folyamatos emelkedését eredményezi (Travis és Parim, 2017).

Míg egyértelmű, hogy a meditációs gyakorlatok aktiválhatják a végrehajtó funkciókkal és a hangulattal kapcsolatos specifikus agyi régiókat és funkcionális összeköttetéseket, amint azt fMRI-vel mérik, ezek a gyakorlatok befolyásolják az ezen régiókban lévő neurális oszcillációs mintákat is. Különösen a neurális oszcillációkat lehet értékelni egy helyi régióban vagy az agy különböző régiói között. Egy adott oszcillációs frekvencia erőssége egy adott régióban teljesítményelemzéssel elemezhető. A koherencia egy adott frekvencia két különböző agyi régió közötti összekapcsolódásának mértéke, és a funkcionális konnektivitás indikátoraként használható. Az EEG és a MEG egyaránt használható egy adott frekvenciasávon belüli teljesítmény és koherencia vizsgálatára. Annak megértése, hogy a meditáció hogyan modulálja ezeket az idegi oszcillációkat, segíthet megvilágítani az agyi oszcillációk és a kognitív folyamatok közötti kapcsolatot.

Delta frekvencia

A delta oszcillációk a talamuszból vagy a kéregből erednek, és 0,5 és 3 Hz közöttiek. A meditáció és a neurális oszcillációk összefüggésében a deltafrekvencia szerepe nem jól körülírt. Korlátozott bizonyítékok utalnak arra, hogy a delta frekvencia csökken az OM során, például a Vipassana hagyományban. Egy hosszú távú Vipassana vizsgálatban a kétoldali frontális delta teljesítmény (1-4 Hz), de nem a középvonal delta teljesítménye csökkent azoknál, akik arról számoltak be, hogy meditáció közben nem voltak álmosak (Cahn et al., 2010). Megjegyzendő, hogy a mélyalvás során megnövekedett lassú delta aktivitás és a meditáció során megnövekedett delta aktivitás arra utal, hogy a delta meditáció során bekövetkező változásai elősegítik az ébrenlét fokozott állapotát. Hasonlóképpen, az LK meditációt is összefüggésbe hozták a megnövekedett delta aktivitással (Basar et al., 2008). Érdekes módon egy külön vizsgálatban a meditáció a delta-aktivitás csökkenését mutatta; amikor azonban egy figyelemelterelő elemet mutattak be, és a meditálót arra ösztönözték, hogy a figyelemelterelő elemre összpontosítson, a frontális delta teljesítménye megnőtt (Cahn et al., 2013). Ez a delta ritmus lehetséges szerepére utal a figyelemfelkeltésben.

Téta frekvencia

A humán théta ritmus egy oszcillációs mintázat, amely a kortikális és szubkortikális struktúrákban található, és amelyet a 3,5-7 Hz-es tartományba eső oszcillációk jellemeznek. Emberekben megnövekedett kortikális théta-oszcillációkat írtak le különböző tanulási feladatok során, beleértve a felismerési (Raghavachari et al., 2001; Hsieh et al., 2011), felidézési (Sederberg et al., 2003) és virtuális térbeli navigációs feladatokat (Kahana et al., 1999; de Araujo et al., 2002; Caplan et al., 2003; Watrous et al., 2011). A helyi oszcillációs aktivitás mellett a théta ritmusok több agyi régióban is szinkronizálódnak komplex kognitív feladatok során (Mizuhara et al., 2004; Ekstrom et al., 2005). Fokozott kortikális théta aktivitást mutattak ki munkamemória feladatok során is (Raghavachari et al., 2001, 2006). A fejbőr EEG-vizsgálatok kimutatták, hogy a memóriafeladat előtti fokozott théta-aktivitás korrelál a sikeres epizodikus emlékezeti előhívással, míg a csökkent théta-aktivitást a rossz epizodikus emlékezettel hozták összefüggésbe (Addante et al., 2011). Bár a meditációról ismert, hogy javítja a figyelmet, a tanulást és a memóriát (Chan et al., 2017; Taren et al., 2017), a meditáció EEG-változásainak és a memóriának a szerepére vonatkozóan nem végeztek oksági vizsgálatokat. Az EEG neurofeedback vizsgálatok a kogníció javulására utalnak, beleértve a figyelmet, a procedurális memóriát és a felismerési memóriát (Gruzelier, 2014). A neurofeedback integrálása a meditációba segíthet a memória és a meditáció közötti kapcsolat pontosabb meghatározásában.

A théta aktivitás növekedését figyelték meg különböző meditációs gyakorlatokban, beleértve a FA, OM, TM és LK gyakorlatokat (Baijal és Srinivasan, 2010; Cahn et al., 2010; Pasquini et al., 2015). Érdekes módon a théta teljesítmény növekedése pozitívan korrelált az egyes meditációs gyakorlatok gyakorlásának és tapasztalatának mennyiségével, ami magyarázatot adhat a memória és a figyelem javulására. A théta-oszcillációk az ébrenlét során a frontális középvonali régiókban, például a PFC-ben (Asada et al., 1999) és az ACC-ben (Onton et al., 2005) jelentkeznek (1. ábra). Ezt a frontális középvonalbeli théta (Fm theta) aktivitást összefüggésbe hozták a koncentratív figyelmi elkötelezettséggel (Basar et al., 2001; Mitchell et al., 2008), valamint a vegetatív rendszer aktiválásával (Kubota et al., 2001; Takahashi et al., 2005). Különösen az Fm theta növekedésére van bizonyíték mind az FA, mind az OM esetében (Takahashi et al., 2005; Dentico et al., 2016; Braboszcz et al., 2017). Az Fm theta feltételezhetően az internalizált figyelemhez kapcsolódik. Mint ilyen, az OM gyakorlása során megnövekedett Fm theta van (Lippelt et al., 2014). A zen meditálók Fm theta aktivitása korrelált a fokozott paraszimpatikus aktivitással és korrelált a csökkent szimpatikus aktivációval, ami alátámasztja az elképzelést, hogy az ACC az Fm theta forrása, tekintettel a kognitív funkciókban és a vegetatív kontrollban betöltött szerepére.

A thétafrekvencia amplitúdóján kívül a théta-koherencia (azaz a neurális tüzelési minták szinkronitása) is változik az OM-meditáció során. Míg a frontális és parietális théta-koherencia összefügg a végrehajtó funkciókkal kapcsolatos feladatokkal, például a munkamemóriával (Sauseng et al., 2005), hasonló eredményeket mutattak ki az OM során (Cahn et al., 2013). A TM során a központi, temporális és okcipitális területek fokozott theta-koherenciájára is van bizonyíték (Tomljenovic et al., 2016). Ezt azonban nem vizsgálták FA meditációban.

Alfa frekvencia

Az alfa frekvenciasáv 8 és 13 Hz között mozog, túlnyomórészt az okcipitális kéregben található, és leginkább az alvás különböző szakaszaiban figyelhető meg. Mind az FA, mind az OM meditációt összefüggésbe hozták a prefrontális és bal parietális alfa-aktivitás növekedésével a NREM alvási ciklusok során. Ez a növekedés pozitívan korrelált a meditációs tréning mennyiségével (Dentico et al., 2016). A frontális, parietális és occipitális alfa teljesítmény és szinkronitás növekedésére is van bizonyíték a meditáció során (Travis, 2001; Cahn et al., 2013). Míg mind az OM, mind a FA esetében kimutatták a frontális alfa amplitúdó és szinkronitás növekedését (Travis, 2001), egy nemrégiben éber betegeken végzett vizsgálat kimutatta, hogy az OM hagyomány (Vipassana) az alfa teljesítmény növekedését eredményezte a meditációs naiv kontrollokhoz és a FA (Himalájai jóga) gyakorlóihoz képest az aktív meditáció és az elmevándorlás során (Braboszcz et al., 2017). Arra is van bizonyíték, hogy a tapasztalt meditálók alvás közben megnövekedett prefrontális és parietális alfa-erővel rendelkeznek (Dentico et al., 2016). Úgy tűnik, nincs konszenzus a parieto-okcipitális alfa jelenlétét illetően a meditációt gyakorlóknál, egyes tanulmányok szerint megnövekedett a hátsó alfa teljesítmény, míg más tanulmányok szerint a FA és az OM meditáció csökkenti az alfát (Dentico et al., 2016; Braboszcz et al., 2017).

Az FA és OM hagyományok, valamint a TM esetében bizonyíték van a frontális és parietális régiók fokozott alfa-koherenciájára (Travis, 2001; Cahn et al., 2013; Travis és Parim, 2017). Ezenkívül az FA-val és az OM-mel ellentétben a TM során az uralkodó oszcilláció a frontális alfa ritmus, szemben a théta ritmussal. A transzcendentális meditáció gyakorlása összefüggésbe hozható a hátsó cinguláris gyrus, a prekuneus, valamint a mediális és alsó temporális kéreg megnövekedett alfa teljesítményével (Travis és Parim, 2017; van Lutterveld et al, 2017).

Béta frekvencia

Az emberi béta oszcillációk (13-30 Hz) jellemzően a szenzomotoros feldolgozáshoz kapcsolódnak (Symons et al., 2016); újabban azonban a figyelemhez, az érzelmekhez és a kognitív kontrollhoz kapcsolják őket (Guntekin et al., 2013; Symons et al., 2016). A meditáció béta-oszcillációkra gyakorolt hatásairól ellentmondásos bizonyítékok állnak rendelkezésre. Míg vannak olyan bizonyítékok, amelyek szerint az OM során nem változik a béta-aktivitás (Pasquini et al., 2015), más vizsgálatok szerint a béta-aktivitás csökkenése a gyrus angularisban és a hátsó cinguláris és parietális agykérgekben (Dor-Ziderman et al., 2013; Faber et al., 2015). A TM során csökkent occipitális béta-oszcillációkról is beszámoltak (Tomljenovic et al., 2016). Ezzel szemben bizonyíték van arra, hogy az insulában, az alsó homlokgyrusban és az elülső halántéklebenyben fokozott béta-aktivitás van a mindfulness-meditáció során (Thomas et al., 2014; Schoenberg et al., 2017).

Gammafrekvencia

A gamma-oszcillációk felnőtt emberekben 30 és 100 Hz között mozognak, és feltételezhetően számos érzékszervi és kognitív válaszban vesznek részt (Pritchett et al., 2015; Kambara et al., 2017). A FA és az OM hagyományok különböző formáiban a gyakorlók gyors gamma-aktivitást mutattak ki, 40 Hz körüli csúcsfrekvenciával a kétoldali féltekékben, amelyet csak a magasan fejlett meditálóknál láttak (Fell et al., 2010). Bizonyítékok vannak a különböző meditációs gyakorlatok, köztük az FA, OM, LK és TM hagyományok haladó gyakorlóinak fokozott gamma-aktivitására. Pontosabban, mind az FA (himalájai jóga), mind az OM gyakorlatok (Vipassana, Isha és Shoonya jóga) esetében a parieto-occipitális gamma (60-110 Hz) növekedése figyelhető meg a kontrollokhoz képest (Braboszcz és mtsai., 2017). A gamma-aktivitás hátsó növekedése összefügghet az OM meditatív folyamatok során gyakran leírt fokozott észlelési tisztánlátással (Cahn et al., 2010). Szakértő tibeti buddhista meditálóknál az együttérzésmeditáció során magasabb fronto-parietális gamma teljesítményt tapasztaltak (Lutz és mtsai., 2004). Figyelemre méltó, hogy egy tanulmány szerint a zen meditáció (az OM egy másik formája) során a cinguláris kéreg és a szomatoszenzoros kéreg magas frekvenciájú gamma teljesítménye (100-245 Hz) pozitívan korrelált az önbevallott tudatosság mértékével (Hauswald et al., 2015). Bár a gamma-aktivitás funkcionális szerepe még nem tisztázott, az egyik hipotézis szerint az ismétlésen keresztül neuroplaszticitást indukál, mivel a tapasztaltabb meditálóknál továbbra is megfigyelhető a különböző gyakorlatok során (Braboszcz et al., 2017). Ezek a vizsgálatok arra utalnak, hogy a mindfulness meditációs gyakorlatok a meditáció konkrét típusától függően több, de specifikus agyi régióban is növelik a gammaoszcillációt.

A théta- és alfa-koherenciával ellentétben bizonyíték van a gammaoszcillációs koherencia növekedésére a parieto-occipitális régiókban a Vipassana során és a fronto-parietális régiókban a buddhista gyakorlóknál (Lutz et al., 2004; Cahn et al., 2013). Van némi bizonyíték a meditációs hagyományok közötti gammaoszcillációs különbségekre, mivel az FA gyakorlóknál a gamma/alfa arány növekedéséről számoltak be az OM gyakorlókhoz képest (Braboszcz et al., 2017).

Következtetés

A meditáció jelentős változásokat eredményez a kortikális és szubkortikális aktivitásban. Ahogy az várható volt, a meditáció különböző formái az agy különböző régióinak aktiválódását váltják ki. Korábbi munkák kimutatták, hogy az elektrografikus oszcillációk fontos szerepet játszanak a megismerésben. Itt áttekintettük a FA, OM, TM és LK meditáció hatását a neurális oszcillációs aktivitásra.

A jelenlegi kutatások szerint a meditációnak számos jótékony hatása van a hangulatra, a tudatosságra és a tudatosságra. A meditáció strukturális és funkcionális agyi változásokat eredményez. Az aktív meditáció során az elektrografikus aktivitásban mind regionálisan, mind globálisan határozott változások következnek be. Úgy tűnik, hogy az EEG-profilokban is határozott különbségek vannak a tapasztalatoktól függően. Egy Satyananda jógát gyakorlókon végzett vizsgálat kimutatta, hogy a középhaladó (átlagos tapasztalat 4 év) gyakorlóknál megnövekedtek az alacsony frekvenciájú oszcillációk (théta és alfa) a jobb felső frontális, a jobb alsó frontális és a jobb elülső halántéklebenyben, míg a haladó (átlagos tapasztalat 30 év) gyakorlóknál megnövekedtek a magas frekvenciájú oszcillációk (béta és gamma) ugyanezen régiókban (Thomas et al., 2014). Úgy tűnik, hogy a haladó gyakorlóknak következetesebb elektrografikus változásai is vannak, és egyre világosabbá válik egy meditatív vonás koncepciója, amelynek neurális oszcillációs korrelációi vannak. Bár voltak összefüggések az elektromos aktivitás és a viselkedés között, további kutatásokat kell végezni ezen összefüggések validálása érdekében.

Klinikai implikációk és jövőbeli irányok

A meditáció neurális alapjainak meghatározása potenciálisan felhasználható a meditációs képzés javítására és a neuronális áramkörök jobb megértésére. Pontosabban, az oszcillációs neurofeedback felhasználható az agyi aktivitás objektív mérésének korrelációjára a szubjektív tapasztalattal, és így a meditációs képzés eszközeként használható (van Lutterveld et al., 2017).

A meditáció és a funkcionális és anatómiai korrelátumok közötti kölcsönhatás megismerése nem csak segít tájékoztatni arról, hogy a meditáció hogyan előnyös a megismerésre, de potenciálisan felhasználható a terápiás neuromoduláció célpontjainak meghatározására is. Mivel számos betegségfolyamat megváltozott oszcillációs mintázatokat eredményez, a betegség állapotában fellépő specifikus oszcillációs aberrációk és fordítva, az ezeket a vonásokat visszafordító meditációs formák azonosítása elektrofiziológiai alapú kezelésekhez vezethet. Például az alfa és delta frekvenciasávok szerves részét képezik az alvásnak. A neurális oszcillációk zavarainak jobb feltárása esetleg felhasználható lenne az alvászavarok meditáción keresztüli kezelésére. Ezenkívül megváltozott neurális oszcillációk fordulnak elő olyan neuropszichiátriai rendellenességekben, mint a depresszió, a függőség, a figyelemhiányos hiperaktív zavar és a bipoláris zavar. A jövőben a meditáción alapuló kezeléseket potenciálisan ki lehetne terjeszteni ezekre a neuropszichiátriai rendellenességekre. Mivel azonban sokféle meditációs hagyomány létezik, szigorúbb vizsgálatokat kell végezni az egyes meditációs típusoknál bekövetkező árnyalt képalkotási és elektrofiziológiai változások megvilágítására.

A szerzők hozzájárulása

DL, EK, PG, AG és FG: részt vett az ötlet koncepciójának kidolgozásában, előkészítésében és a kézirat szerkesztésében.

Érdekütközéssel kapcsolatos nyilatkozat

A szerzők kijelentik, hogy a kutatást olyan kereskedelmi vagy pénzügyi kapcsolatok hiányában végezték, amelyek potenciális összeférhetetlenségként értelmezhetők.