Frontiers in Neuroscience

Introduction

瞑想実践は感情や認知プロセスにおける効果が確立されている（Tang et al.、2015年）。 しかし、瞑想の実践は多種多様であり、心の中のポジティブな資質を養い、心と体の機能についての洞察を高めるために用いられる一連の実践から構成されています。 さらに、瞑想の定義は、様々な文脈で多くの異なる意味を持っています。 キリスト教、ユダヤ教、イスラム教の瞑想は、一般的に信心深いものであるが、その他の瞑想は、心を内的に自己調整することを目的としたものである。 瞑想の種類によって、認知的効果や感情的効果が異なることが提案されている(Lutz et al., 2008a,b)。 本総説では、集中注意（FA）、開放監視（OM）、超越瞑想（TM）、愛情表現（LK）という4つの一般的な瞑想法に焦点を当てる。 集中的注意（FA）にはヒマラヤ・ヨガ、マントラ、メッタなどがあり、OMには禅、イシャ・ヨガ、シュンヤ・ヨガ、ヴィパッサナーなどがある。 FAとOMは、注意の制御、感情の調節、自己認識を高め、葛藤の認知的制御を改善することが示されている（Lippeltら、2014年、Tangら、2015年）。 FAは、呼吸、身体感覚、視覚イメージなど、選択した概念や対象に持続的に選択的な注意を維持する練習である。 選択された対象は注意のアンカーとして機能し、その結果、FAは精神的な鋭敏さと集中力を養うと考えられています。 一方、OMは、「気づき」そのものに意識を集中させるものです。 OMでは、選択した対象への注意を持続させ、侵入する思考や雑念を避ける代わりに、内外の手がかりを受け入れ、判断力のない気づきを目指します。 OMの目的は、特定の対象に集中することなく、生じるかもしれないあらゆる体験に注意を払い続けることです。 OMとFAは互いに排他的ではなく、OMの実践はFAのある側面を含むかもしれませんが、その逆は必ずしも真ではありません。 例えば、OMの実践は、FAの実践と同様に、特定の対象に集中することから始まることが多い。 しかし、FAのようにその集中を維持することが第一の目的ではなく、OMでは、その対象から徐々に焦点を移し、思考、感覚、イメージの発生と消滅に気づき、やがて気づきのプロセスそのものを監視し始めるように訓練されるのです。 そのため、OMはFAよりも広い注意の焦点を誘導し（Lippeltら、2014）、OM実践者は一般的に注意の範囲が広く、持続的注意課題においてより良いパフォーマンスを示す傾向がある（Ainsworthら、2013；Lippeltら、2014）

超越瞑想（TM）は、気が散る考えを避けることを目的としたマントラ瞑想のことです。 音やマントラを使って、思考の対象がない現在に意識を向けることが目的である。 この練習では、熟考、FA、現在の経験の監視は行われません(Travis and Pearson, 2000)。 これに対して、LK瞑想は、自分自身と他のすべての存在に対して、愛と思いやりを育むことを目的としています。 瞑想者は最終的に、自分の知らない人への思いやりに焦点を当て、自分の嫌いな人へも思いやりを広げていくことになります。 ネガティブな連想は、ポジティブな社会的マインドセットや共感的マインドセットに置き換えられます（Vago and Silbersweig, 2012; Lippelt et al.、2014）。 そのため、LK瞑想は認知制御や葛藤監視の改善と関連している（Hunsinger et al.、2013）。 FA、OM、TM、LK瞑想の利点は他でも述べられているが、これらの利点の神経生物学的基盤はまだ新段階である。 これらの瞑想は、脳内に長期的な変化と短期的な変化の両方をもたらすという証拠がある。 長期的な解剖学的変化は、従来、優れた空間分解能を持つ構造的磁気共鳴（MR）画像で解析されてきた。 瞑想は、前頭前野（PFC）や島などの領域の皮質の厚さを増加させるなど、脳の構造的変化をもたらすという証拠がある（Lazarら、2005；Santarnecchiら、2014；Engenら、2017）。 さらに、機能的MR画像は、皮質および皮質下の活性化ならびに機能的結合性の変化を検出することができるが、そのような変化に対する時間分解能は限定的である。 一方、脳波（EEG）、脳磁図（MEG）、およびソーススペース脳波は、空間分解能を犠牲にしながらも、瞑想中の短期的な振動変化を捉えることができる時間分解能に優れたイメージングモダリティである。 本総説では，FA, OM, TM, LK瞑想など，一般的に研究されている4つの瞑想法における神経振動の類似点と相違点を系統的に分析する。

瞑想中の神経細胞活性化

機能的MRI（fMRI）研究では、様々な種類の瞑想が、PFC、島、前帯状皮質（ACC）を含む脳の様々な領域の活動を高めることが実証されている。 興味深いことに、瞑想の形態が異なると、脳の異なる領域を活性化することがあります。 FAでは、OMと比較してACCの脳活動および結合性が増加する（Lazarら、2000；Botvinickら、2004；Mannaら、2010）。 また、FAは、右背外側PFCの活動と右島への結合の増加を伴うが、これはOMでは見られない（D’Esposito, 2007）。 さらに、FAもOMも、外受容課題と比較して、内受容課題時には島後部でfMRI信号の増加を示す（Farb et al.、2013）。 予想されるように、これらの瞑想は背側注意ネットワークなどの脳内ネットワークにおける結合性の増加とも関連している(Froeliger et al., 2012)

対照的に、FA、OM、LKなどほとんどの瞑想法はデフォルトモードネットワーク（DMN）を不活性化すると考えられている。 このDMNは受動的な覚醒安静時や不随意活動時に活性化し、腹内側PFC、内側側頭葉、楔前部、後部帯状回を含む（Brewerら, 2011; Garrisonら, 2015; Simon and Engstrom, 2015）。 注目すべきは、TMはDMN活動の継続的な上昇をもたらす（Travis and Parim, 2017）。

fMRIを通じて測定されるように、瞑想の実践が実行機能と気分に関連する特定の脳領域と機能的結合を活性化できることは明らかであるが、これらの実践もこれらの領域における神経振動パターンに影響を及ぼしている。 特に、神経振動は、脳の局所領域または様々な領域間で評価することができます。 特定の領域における特定の振動周波数の強さは、パワー解析を用いて分析することができる。 コヒーレンスとは、異なる2つの脳領域間の特定の周波数の結合の度合いであり、機能的結合の指標として用いることができる。 EEGとMEGは、いずれも特定の周波数帯域におけるパワーとコヒーレンスを調べるために用いることができる。 瞑想がこれらの神経振動をどのように調節するかを理解することは、脳の振動と認知過程の関係を解明するのに役立つだろう。

デルタ周波数

デルタ振動は視床または皮質から生じ、0.5～3 Hzの範囲にある。 瞑想と神経振動の文脈では、デルタ周波数の役割はよく説明されていません。 ヴィパッサナー伝統のようなOMの間、デルタ周波数が減少することを示唆する限られた証拠がある。 ある長期のヴィパッサナー研究では、瞑想中に眠くならないと報告した人において、正中線のデルタパワーではなく、両側前頭部のデルタパワー（1-4Hz）が減少していました（Cahn et al.） 注目すべきは、深い睡眠時に低速デルタ活動が増加し、瞑想時にデルタ活動が増加することから、瞑想時のデルタの変化が覚醒状態の強化を促進することが示唆される。 同様に、LK瞑想もデルタ活動の増加と関連しています（Basar et al.、2008）。 興味深いことに、別の研究では、瞑想はデルタ活動の減少を示したが、注意散漫な項目が提示され、瞑想者が注意散漫な項目に集中するよう促されると、前頭部のデルタパワーが増加した（Cahnら、2013年）。

シータ周波数

人間のシータリズムは、皮質および皮質下構造で見られる振動パターンであり、3.5～7Hzの範囲での振動によって特徴づけられる。 ヒトでは、認識（Raghavachari et al., 2001; Hsieh et al., 2011）、想起（Sederberg et al., 2003）、仮想空間ナビゲーション課題（Kahana et al., 1999; de Araujo et al., 2002; Caplan et al., 2003; Watrous et al., 2011）などの様々な学習課題時に皮質のシータ振動が増加していると記載されてきた。 局所的な振動活動に加えて、シータリズムは複雑な認知課題中に複数の脳領域にわたって同期する（水原ら、2004；Ekstromら、2005）。 また、皮質のシータ活動の増加は、ワーキングメモリ・タスク中に実証されている（Raghavachariら、2001、2006）。 頭皮脳波の研究では、記憶課題前のシータ活動の増加はエピソード記憶の検索成功と相関し、シータ活動の減少はエピソード記憶の貧困と相関することが実証されている（Addante et al.） 瞑想は注意、学習、記憶を改善することが知られているが（Chan et al., 2017; Taren et al., 2017）、瞑想の脳波変化と記憶の役割に関する因果関係の研究は行われていない。 EEGニューロフィードバックの研究では、注意、手続き記憶、認識記憶などの認知の改善が示唆されています（Gruzelier, 2014）。 ニューロフィードバックを瞑想に組み込むことで、記憶と瞑想の関係をより明確にできるかもしれません。

シータ活動の増加は、FA、OM、TM、LKなどの様々な瞑想実践で見られます（Baijal and Srinivasan, 2010; Cahn et al, 2010; Pasquini et al.、2015）。 興味深いことに、シータパワーの増加は、各瞑想の訓練量や経験値と正の相関があり、記憶と注意の改善を説明するのに役立つと考えられます。 覚醒時のシータ振動は、PFC（Asada et al., 1999）やACC（Onton et al., 2005）などの前頭部正中線領域で発生します（図1）。 この前頭正中線シータ（Fmシータ）活動は、集中的な注意の働き（Basalら, 2001; Mitchellら, 2008）や自律神経系の活性化（Kubotaら, 2001; Takahashiら, 2005）に関連している。 特に、FAとOMの両方でFmシータが増加する証拠がある（Takahashi et al.、2005；Dentico et al.、2016；Braboszcz et al.、2017）。 Fmシータは、内面化された注意と関連していると考えられている。 そのため、OM練習中はFmシータが増加する（Lippeltら、2014）。 禅瞑想者のFmシータ活動は、副交感神経活動の増加と相関し、交感神経活動の減少と相関し、認知機能および自律神経制御におけるその役割を考えると、Fmシータの源としてのACCの考えを支持する

シータ周波数の振幅に加え、シータコヒーレンス（すなわち、神経発射パターンの同期性）にもOM瞑想中の変化が見られる。 前頭部や頭頂部のシータコヒーレンスはワーキングメモリーなどの実行機能タスクと関連しているが（Sausengら、2005）、OM中にも同様の知見が示されている（Cahnら、2013）。 また、TM中に中枢、側頭、後頭部の間でシータコヒーレンシが増加するというエビデンスもある（Tomljenovic et al.、2016）。 しかし、これはFA瞑想では調査されていない。

アルファ周波数

アルファ周波数帯は8～13Hzで、後頭部皮質に多く、睡眠の様々な段階で最も顕著に見られる。 FA瞑想とOM瞑想は共に、NREM睡眠サイクル中の前頭前野と左頭頂部のアルファ活動の増加と関連している。 この増加は、瞑想トレーニングの量と正の相関がありました（Dentico et al.、2016）。 また、瞑想中に前頭部、頭頂部、後頭部のアルファパワーと同調が増加するというエビデンスもあります（Travis, 2001; Cahn et al.） OMとFAの両方が前頭部アルファ振幅と同調性の増加を示すことが示されているが（Travis, 2001）、覚醒患者における最近の研究では、OM伝統（Vipassana）が、アクティブ瞑想とマインドワンダリング中に瞑想ナイーブコントロールとFA（Himalayan Yoga）実践者に比べてアルファパワーが増加することが示された（Braboszcz et al.、2017年）。 また、瞑想経験者は睡眠中に前頭葉と頭頂葉のアルファパワーが増加するというエビデンスもあります（Dentico et al.、2016）。 瞑想実践者における頭頂-後頭葉のアルファの存在についてはコンセンサスがないようで、後頭部のアルファパワーが増加するとする研究もあれば、FAやOM瞑想がアルファを減少させるとする研究もある（Dentico et al, 2016; Braboszcz et al., 2017）。

TMと同様にFAやOMの伝統でも前頭部と頭頂部のアルファコヒーレンスが増加する証拠がある（Travis, 2001; Cahn et al., 2013; Travis and Parim, 2017）。 また、FAやOMとは対照的に、TM中の優勢な振動は、シータリズムに対して前頭部のアルファリズムである。 超越瞑想の実践は、後部帯状回、楔前部、内側および下側頭皮質の間でアルファパワーの増加と関連している（Travis and Parim, 2017; van Lutterveld et al, 2017）。

ベータ周波数

ヒトのベータ振動（13-30 Hz）は一般的に感覚運動処理と関連しているが（Symonsら、2016）、最近では注意、感情、認知制御と関連している（Guntekinら、2013；Symonsら、2016）。 瞑想がベータ振動に及ぼす影響については、相反するエビデンスが存在します。 OM中のベータ活動に変化がないことを示唆するエビデンスがある一方（Pasquini et al.、2015）、他の研究では、角回と後帯状皮質および頭頂皮質におけるベータ活動の減少を示唆している（Dor-Ziderman et al.、2013。 Faber et al., 2015）。 また、TM中に後頭部β振動が減少したという報告もある（Tomljenovic et al.、2016）。 逆に、マインドフルネス瞑想中には島皮質、下前頭回、前側頭葉でベータ活性が上昇するというエビデンスもある（Thomas et al., 2014; Schoenberg et al., 2017）。

ガンマ周波数

成人ヒトにおけるガンマ振動は30～100Hzの範囲にあり、多くの感覚・認知反応に関与していると考えられる（Pritchett et al., 2015; Kambara et al.、2017）。 様々な形式のFAやOMの伝統では、実践者は、高度な瞑想者にのみ見られる両側半球の40Hz前後のピーク周波数を持つ高速ガンマ活動を示している（Fellら、2010年）。 FA、OM、LK、TMなど様々な瞑想法の上級者において、ガンマ活動が増加している証拠がある。 より具体的には、FA（ヒマラヤヨガ）とOMの実践（ヴィパッサナー、イーシャ、シューニャヨガ）の両方において、コントロールと比較して頭頂-後頭ガンマ（60-110Hz）の増加が見られます（Braboszczら、2017年）。 ガンマ活動の後方増加は、OM瞑想プロセスでしばしば報告される知覚の明瞭性の向上に関連している可能性がある（Cahn et al.、2010）。 チベット仏教の熟練瞑想者では、慈悲の瞑想中に前頭葉-頭頂葉のガンマパワーが高くなりました（Lutz et al.、2004）。 注目すべきは、ある研究で、禅瞑想（OMの別の形態）中に、帯状皮質と体性感覚皮質の高周波ガンマパワー（100-245Hz）が、自己申告のマインドフルネスの程度と正の相関があることが示唆されました（Hauswald et al.、2015年）。 ガンマ活動の機能的役割はまだ明らかではありませんが、1つの仮説として、異なるプラクティスにおいてより経験豊富な瞑想者に見られ続けていることから、反復を通じた神経可塑性を誘導していると考えられます（Braboszcz et al.，2017）。 これらの研究は、マインドフルネス瞑想の実践が、複数の、しかし特定の瞑想の種類に応じた脳領域でガンマ振動を増加させることを示唆している。

シータとアルファコヒーレンスとは対照的に、Vipassana中の頭頂-後頭領域と仏教実践者における前頭-頭頂領域でガンマ振動コヒーレが増加したという証拠がある (Lutz et al., 2004; Cahn et al., 2013). OM実践者に比べてFA実践者ではガンマ/アルファ比の増加が報告されているように、瞑想伝統間のガンマ振動の違いについていくつかの証拠がある（Braboszczら、2017）

結論

瞑想は皮質および皮質下活動に著しい変化をもたらす。 予想されるように，瞑想の形態によって脳の異なる領域の活性化が誘発される。 これまでの研究により、電気信号の振動が認知に重要であることが示されている。 ここでは、FA、OM、TM、LK瞑想の神経振動活動への影響について概説した。

現在の研究では、瞑想が気分、意識、認識に多くの有益な効果をもたらすことが示唆されている。 瞑想は、脳の構造的、機能的な変化をもたらす。 能動的な瞑想の際には、領域的にも全体的にも、電位差の活動に明確な変化が見られる。 また、脳波プロファイルには経験による明確な違いがあるようである。 サティヤナンダヨガ実践者を対象としたある研究では、中級者（平均経験年数4年）では、右上前頭葉、右下前頭葉、右前側頭葉で低周波振動（シータとアルファ）が増加したのに対し、上級者（平均経験年数30年）では、同じ領域で高周波振動（ベータとガンマ）が増加したことが示されています（トーマスら、2014年）。 上級者は、より一貫した脳波の変化も持っているようで、神経振動の相関を持つ瞑想特性という概念が明らかになりつつあります。 電気活動と行動には相関が見られるが、これらの相関を検証するためにはさらなる研究が必要である。

臨床的意義と今後の方向性

瞑想の神経基盤を決定することは、瞑想トレーニングの改善や神経回路をより理解するために利用される可能性がある。 より具体的には、振動ニューロフィードバックは、脳活動の客観的な測定値と主観的な経験を相関させるために使用することができ、したがって瞑想トレーニングのためのツールとして使用することができる（van Lutterveldら、2017）

瞑想と機能・解剖学的相関の相互作用を理解することは、瞑想が認知にどのように役立つかに役立つだけでなく、治療のための神経調節の目標を決定するのに使用できる可能性がある。 多くの疾患プロセスで振動パターンが変化するため、疾患状態における特定の振動異常を特定し、逆にその特徴を逆転させるような瞑想を行うことで、電気生理学に基づく治療が可能になるかもしれないのである。 例えば、睡眠にはアルファ波とデルタ波の周波数帯が不可欠である。 神経振動の乱れをよりよく解明することで、瞑想による睡眠障害の治療に使える可能性がある。 さらに、うつ病、依存症、注意欠陥多動性障害、双極性障害などの精神神経疾患においても、神経振動が変化していることが分かっている。 将来的には、これらの精神神経疾患に対しても、瞑想を用いた治療法が拡大する可能性がある。 しかし、瞑想の伝統には多くの種類があるため、それぞれの瞑想で生じる微妙な画像や電気生理学的変化を解明するために、より厳密な研究を行う必要がある。

利益相反声明

著者らは、本研究が潜在的な利益相反と解釈される商業的または金銭的関係がない状態で行われたことを宣言する