Frontiers in Neuroscience

Introduction

Práticas de meditação têm benefícios bem estabelecidos em processos afetivos e cognitivos (Tang et al., 2015). Entretanto, há uma grande variedade de práticas de meditação, que compreendem um conjunto de práticas usadas para cultivar qualidades positivas na mente e para melhorar a percepção de como a mente-corpo funciona. Além disso, a definição de meditação tem muitos significados diferentes em diferentes contextos. Enquanto as formas de meditação cristã, judaica e islâmica são geralmente devocionais ou escriturísticas, outras formas de meditação visam auto-regulamentar internamente a mente. Tem sido proposto que os efeitos cognitivos e afetivos podem diferir de acordo com o tipo de meditação realizada (Lutz et al., 2008a,b). Esta revisão enfoca quatro práticas meditativas comuns, incluindo atenção focalizada (FA), monitoramento aberto (OM), meditação transcendental (TM) e bondade amorosa (LK).

Dois tipos de práticas de treinamento de atenção comumente estudados incluem FA e OM. A atenção focalizada (FA) inclui Yoga Himalaia, Mantra e Metta; enquanto o OM inclui Zen, Isha Yoga, Shoonya Yoga e Vipassana. O FA e o OM demonstraram aumentar o controle da atenção, a regulação das emoções, a autoconsciência e melhorar o controle cognitivo do conflito (Lippelt et al., 2014; Tang et al., 2015). FA é a prática de manter uma atenção seletiva sustentada sobre um conceito ou objeto escolhido, como respiração, sensação física, ou uma imagem visual. O objeto escolhido serve como âncora para a atenção, e como resultado, FA é pensado para cultivar a acuidade mental e o foco. OM, por outro lado, implica focalizar a atenção na própria consciência. Em vez de manter a atenção selectiva num objecto escolhido e evitar pensamentos intrusivos ou distracções, o OM envolve a aceitação de sugestões internas e externas com o objectivo de não julgar a consciência. O objectivo do OM é permanecer atento a qualquer experiência que possa surgir sem se focar num objecto em particular. De notar que o OM e o AF não se excluem mutuamente e, embora as práticas do OM possam implicar alguns aspectos do AF, o contrário não é necessariamente verdade. Por exemplo, as práticas do OM começam frequentemente por focalizar-se num objecto específico, semelhante às práticas do AF. Em vez de manter esse foco como objectivo principal, como é o caso do AF, a mente no OM é treinada para mudar gradualmente o foco desse objecto e tornar-se consciente da ocorrência de pensamentos, sensações e imagens à medida que estes surgem e se dissolvem, e eventualmente começar a monitorizar o processo de consciência em si. Portanto, o OM induz um foco de atenção mais amplo do que o FA (Lippelt et al., 2014), e os praticantes de OM tendem a ter um âmbito de atenção geralmente mais amplo e a desempenhar melhor as tarefas de atenção sustentada (Ainsworth et al., 2013; Lippelt et al., 2014).

Meditação transcendental (TM) é uma meditação mantra destinada a evitar pensamentos que distraem. O objetivo é usar um som ou mantra para estar atento ao presente sem um objeto de pensamento. Nesta prática, não há contemplação, FA, ou monitoramento da experiência atual (Travis e Pearson, 2000). Em contraste, a meditação LK visa desenvolver o amor e a compaixão por si mesmo e por todos os outros seres. O meditador irá eventualmente focalizar a compaixão para com aqueles que não conhece e estendê-la para aqueles de quem não gosta. As associações negativas são substituídas por mentes sociais positivas ou empáticas (Vago e Silbersweig, 2012; Lippelt et al., 2014). Como tal, a meditação LK tem sido associada a um melhor controle cognitivo e monitoramento de conflitos (Hunsinger et al., 2013).

Embora os benefícios da meditação FA, OM, MT e LK tenham sido descritos em outros lugares, os fundamentos neurobiológicos desses benefícios ainda estão em sua fase nascente. Há evidências de que essas formas de meditação resultam em mudanças tanto a longo como a curto prazo no cérebro. Mudanças anatômicas de longo prazo têm sido tradicionalmente analisadas com ressonância magnética estrutural (MR), que fornece uma excelente resolução espacial. Há evidências de que a meditação pode resultar em mudanças estruturais no cérebro, incluindo o aumento da espessura cortical de regiões como o córtex pré-frontal (PFC) e a ínsula (Lazar et al., 2005; Santarnecchi et al., 2014; Engen et al., 2017). Além disso, a RM funcional pode detectar alterações na ativação cortical e subcortical, assim como na conectividade funcional; entretanto, a resolução temporal para tais alterações é limitada. Em contraste, eletroencefalografia (EEG), magnetoencefalografia (MEG) e EEG de espaço fonte são modalidades de imagem com excelente resolução temporal que podem capturar alterações oscilatórias de curto prazo durante a meditação enquanto sacrificam a resolução espacial. A compreensão das oscilações associadas com diferentes formas de meditação ajudará no aprimoramento dessas práticas meditativas, e potencialmente permitirá a manipulação artificial no tratamento de doenças.

Nesta revisão, nós analisamos sistematicamente as semelhanças e diferenças nas oscilações neurais entre quatro práticas de meditação comumente estudadas, incluindo a meditação FA, OM, MT e LK.

Ativação neuronal durante a meditação

Estudos de RMF (fMRI) têm demonstrado que vários tipos de meditação aumentam a atividade em várias regiões do cérebro, incluindo o PFC, ínsula e córtex cingulado anterior (ACC). Curiosamente, diferentes formas de meditação podem ativar diferentes regiões do cérebro. FA resulta em aumento da atividade cerebral e conectividade no ACC em relação ao OM (Lazar et al., 2000; Botvinick et al., 2004; Manna et al., 2010). O AF também está associado ao aumento da atividade dorsolateral direita do PFC e à conectividade com a ínsula direita, o que não foi observado no OM (D’Esposito, 2007). Além disso, tanto o FA como o OM demonstram um aumento do sinal do fMRI na ínsula posterior durante as tarefas de atenção interceptiva, quando comparado com as tarefas de exterocepção (Farb et al., 2013). Como pode ser esperado, estas formas de meditação também estão associadas com o aumento da conectividade em redes cerebrais como a rede de atenção dorsal (Froeliger et al., 2012).

Em contraste, pensa-se que a maioria das práticas de meditação, incluindo FA, OM, e LK, desativam a rede de modo padrão (DMN). Este DMN é ativo durante o repouso passivo acordado ou atividades involuntárias e inclui o PFC medial ventral, lóbulo temporal medial, pré-cuno e giro cingulado posterior (Brewer et al., 2011; Garrison et al., 2015; Simon e Engstrom, 2015). De nota, a MT resulta em elevação contínua na atividade DMN (Travis e Parim, 2017).

Embora seja claro que as práticas de meditação podem ativar regiões específicas do cérebro e a conectividade funcional associada com a função executiva e o humor, como medido através da fMRI, essas práticas também afetam os padrões de oscilação neural nessas regiões. Em particular, as oscilações neurais podem ser avaliadas em uma região local ou entre várias regiões do cérebro. A força de uma determinada freqüência oscilatória em uma determinada região pode ser analisada usando uma análise de potência. A coerência é o grau de acoplamento de uma determinada freqüência entre duas regiões cerebrais diferentes e pode ser usada como um indicador de conectividade funcional. EEG e MEG podem ser ambos usados para investigar a potência e coerência dentro de uma determinada banda de frequência. Compreender como a meditação modula essas oscilações neurais pode ajudar a elucidar a relação entre as oscilações cerebrais e os processos cognitivos.

Frequência delta

As oscilações delta surgem do tálamo ou córtex e variam entre 0,5 e 3 Hz. No contexto da meditação e oscilações neurais, o papel da frequência delta não está bem descrito. Há poucas evidências sugerindo que a frequência delta seja reduzida durante o OM, como a tradição Vipassana. Em um estudo Vipassana de longo prazo, a potência do delta frontal bilateral (1-4 Hz), mas não da linha média, foi reduzida naqueles que relataram não estar sonolentos durante a meditação (Cahn et al., 2010). É de notar que o aumento da atividade delta lenta durante o sono profundo e o aumento da atividade delta durante a meditação sugerem que as mudanças no delta durante a meditação promovem um maior estado de vigília. Da mesma forma, a meditação LK tem sido associada ao aumento da atividade delta (Basar et al., 2008). Curiosamente, em um estudo separado, a meditação evidenciou uma redução na atividade delta; entretanto, quando um item distractor foi apresentado e o meditador foi encorajado a se concentrar no item distractor, a potência do delta frontal aumentou (Cahn et al., 2013). Isso sugere um papel potencial do ritmo delta no envolvimento atencional.

Freqüência téta

O ritmo teta humano é um padrão oscilatório encontrado em estruturas corticais e subcorticais, caracterizado por oscilações na faixa de 3,5-7 Hz. Em humanos, o aumento das oscilações da teta cortical tem sido descrito durante uma variedade de tarefas de aprendizagem, incluindo reconhecimento (Raghavachari et al., 2001; Hsieh et al., 2011), recall (Sederberg et al., 2003), e tarefas de navegação espacial virtual (Kahana et al., 1999; de Araujo et al., 2002; Caplan et al., 2003; Watrous et al., 2011). Além da atividade oscilatória local, os ritmos teta são sincronizados entre múltiplas regiões cerebrais durante tarefas cognitivas complexas (Mizuhara et al., 2004; Ekstrom et al., 2005). O aumento da atividade teta cortical também tem sido demonstrado durante tarefas de memória de trabalho (Raghavachari et al., 2001, 2006). Estudos do EEG do escalpo demonstraram que o aumento da atividade teta antes de uma tarefa de memória está correlacionado com a recuperação bem sucedida da memória episódica, enquanto a diminuição da atividade teta tem sido associada à memória episódica pobre (Addante et al., 2011). Enquanto a meditação é conhecida por melhorar a atenção, aprendizagem e memória (Chan et al., 2017; Taren et al., 2017), não tem havido estudos causais sobre o papel das mudanças EEG de meditação e memória. Estudos de neurofeedback do EEG sugerem melhorias na cognição, incluindo atenção, memória processual e memória de reconhecimento (Gruzelier, 2014). A integração do neurofeedback na meditação pode ajudar a definir melhor a relação entre memória e meditação.

Aumento da atividade teta tem sido observado em várias práticas de meditação, incluindo FA, OM, TM e LK (Baijal e Srinivasan, 2010; Cahn et al., 2010; Pasquini et al., 2015). Curiosamente, o aumento do poder teta foi positivamente correlacionado com a quantidade de treinamento e experiência em cada prática de meditação, o que pode ajudar a explicar as melhorias na memória e na atenção. As oscilações teta durante a vigília ocorrem em regiões da linha média frontal, como o PFC (Asada et al., 1999) e ACC (Onton et al., 2005) (Figura 1). Essa atividade da linha média frontal teta (Fm theta) tem sido associada ao engajamento atencional concentrado (Basar et al., 2001; Mitchell et al., 2008), bem como à ativação do sistema autônomo (Kubota et al., 2001; Takahashi et al., 2005). Em particular, há evidências de aumentos em Fm theta tanto em FA quanto em OM (Takahashi et al., 2005; Dentico et al., 2016; Braboszcz et al., 2017). Pensa-se que Fm theta está associado à atenção internalizada. Como tal, há um aumento de Fm theta durante a prática de OM (Lippelt et al., 2014). A atividade de Fm theta nos meditadores Zen foi correlacionada com o aumento da atividade parassimpática e correlacionada com a diminuição da ativação simpática, apoiando a idéia do ACC como fonte de Fm theta dado o seu papel na função cognitiva e controle autonômico.

Além da amplitude da freqüência theta, há também mudanças na coerência theta (ou seja, sincronia dos padrões de disparo neural) durante a meditação OM. Enquanto a coerência teta frontal e parietal está associada a tarefas de função executiva como a memória de trabalho (Sauseng et al., 2005), resultados semelhantes foram mostrados durante a meditação de OM (Cahn et al., 2013). Há também evidências de maior coerência theta entre as áreas central, temporal e occipital durante a MT (Tomljenovic et al., 2016). Entretanto, isso não foi investigado na meditação FA.

Alpha Frequency

A banda de frequência alfa varia entre 8 e 13 Hz, está predominantemente no córtex occipital, e é mais notadamente observada em vários estágios do sono. Tanto a meditação FA como a meditação OM têm sido associadas a aumentos na actividade alfa pré-frontal e parietal esquerda durante os ciclos de sono NREM. Este aumento está positivamente correlacionado com a quantidade de treino de meditação (Dentico et al., 2016). Há também evidências de aumento da potência e sincronia alfa frontal, parietal e occipital durante a meditação (Travis, 2001; Cahn et al., 2013). Enquanto ambos OM e FA demonstraram um aumento na amplitude e sincronia alfa frontal (Travis, 2001), um estudo recente em pacientes acordados demonstrou que a tradição OM (Vipassana) resultou em um aumento na potência alfa em comparação com controles ingênuos de meditação e praticantes de FA (Himalaia Yoga) durante a meditação ativa e a vagueação mental (Braboszcz et al., 2017). Há também evidências de que meditadores experientes aumentaram o poder alfa pré-frontal e parietal durante o sono (Dentico et al., 2016). Parece não haver consenso sobre a presença de alfa parieto-occipital em praticantes de meditação, com alguns estudos sugerindo aumento do poder alfa posterior, enquanto outros estudos sugerem que a meditação FA e OM diminui alfa (Dentico et al…, 2017), 2016; Braboszcz et al., 2017).

Existem evidências de aumento da coerência alfa nas regiões frontal e parietal nas tradições FA e OM, bem como TM (Travis, 2001; Cahn et al., 2013; Travis e Parim, 2017). Além disso, ao contrário do FA e OM, a oscilação predominante durante a MT é o ritmo alfa frontal, ao contrário do ritmo teta. A prática da meditação transcendental tem sido associada ao aumento da potência alfa entre o giro cingulado posterior, o precuneus, e o córtex temporal medial e inferior (Travis e Parim, 2017; van Lutterveld et al, 2017).

Beta Frequência

Vibrações beta humanas (13-30 Hz) são tipicamente associadas ao processamento sensorimotor (Symons et al., 2016); entretanto, mais recentemente, elas têm sido ligadas à atenção, emoção e controle cognitivo (Guntekin et al., 2013; Symons et al., 2016). Há evidências conflitantes sobre os efeitos da meditação nas oscilações beta. Enquanto há algumas evidências que sugerem que não há mudança na atividade beta durante o OM (Pasquini et al., 2015), outros estudos sugerem uma diminuição na atividade beta no giro angular e nos cingulados posteriores e corticais parietais (Dor-Ziderman et al., 2013; Faber et al., 2015). Há também relatos de diminuição das oscilações beta occipitais durante a MT (Tomljenovic et al., 2016). Por outro lado, há evidências de que há um aumento da atividade beta na ínsula, giro frontal inferior e lobo temporal anterior durante a meditação da mente (Thomas et al., 2014; Schoenberg et al., 2017).

Frequência Gama

As oscilações gama em humanos adultos variam entre 30 e 100 Hz, e acredita-se que estejam envolvidas em uma série de respostas sensoriais e cognitivas (Pritchett et al., 2015; Kambara et al., 2017). Em várias formas de FA e OM tradições, os praticantes têm demonstrado uma actividade gama rápida com frequências de pico em torno de 40 Hz nos hemisférios bilaterais, observada apenas em meditadores altamente avançados (Fell et al., 2010). Há evidências de aumento da atividade gama em praticantes avançados de várias práticas de meditação, incluindo as tradições de FA, OM, LK e TM. Mais especificamente, tanto nas práticas FA (Himalaia Yoga) quanto nas práticas OM (Vipassana, Isha e Shoonya Yoga), há um aumento na gama parieto-occipital (60-110 Hz) comparado aos controles (Braboszcz et al., 2017). O aumento posterior na actividade gama pode estar relacionado com a clareza perceptiva frequentemente descrita nos processos meditativos da OM (Cahn et al., 2010). Em meditadores budistas tibetanos experientes, durante a meditação da compaixão houve um maior poder gama fronto-parietal (Lutz et al., 2004). De nota, um estudo sugeriu que durante a meditação Zen (outra forma de OM), o poder gama de alta frequência (100-245 Hz) no córtex cingulado e o córtex somatosensorial correlacionaram-se positivamente com o grau de auto-relato de atenção (Hauswald et al., 2015). Embora o papel funcional da atividade gama ainda não esteja claro, uma hipótese é que ela induz neuroplasticidade através da repetição, como continua a ser visto em meditadores mais experientes em diferentes práticas (Braboszcz et al., 2017). Estes estudos sugerem que as práticas de meditação com atenção aumentam as oscilações gama através de múltiplas, mas regiões específicas do cérebro, dependendo do tipo específico de meditação.

Em contraste com a coerência teta e alfa, há evidências de maior coerência de oscilação gama nas regiões parieto-occipitais durante Vipassana e nas regiões fronto-parietais nos praticantes budistas (Lutz et al., 2004; Cahn et al., 2013). Há algumas evidências de diferenças de oscilação gama entre as tradições meditativas, pois há um aumento relatado na relação gama/alfa nos praticantes de FA em relação aos praticantes de OM (Braboszcz et al., 2017).

Conclusão

Meditação resulta em mudanças significativas na atividade cortical e subcortical. Como seria de esperar, diferentes formas de meditação provocam a ativação de diferentes regiões do cérebro. Trabalhos anteriores demonstraram que as oscilações eletrográficas são importantes na cognição. Aqui, nós revisamos os efeitos da meditação FA, OM, TM e LK na atividade oscilatória neural.

A pesquisa atual sugere que a meditação tem muitos efeitos benéficos no humor, consciência, e consciência. A meditação resulta em mudanças estruturais e funcionais no cérebro. Durante a meditação ativa, há mudanças distintas na atividade eletrográfica, tanto regional como globalmente. Também parecem existir diferenças distintas nos perfis do EEG, dependendo da experiência. Um estudo sobre praticantes de Satyananda Yoga demonstrou que praticantes intermediários (experiência média de 4 anos) tinham aumentado as oscilações de baixa frequência (teta e alfa) nos lobos frontal superior direito, frontal inferior direito e anterior direito, enquanto que, praticantes avançados (experiência média de 30 anos) tinham aumentado as oscilações de alta frequência (beta e gama) nas mesmas regiões (Thomas et al., 2014). Os praticantes avançados também parecem ter mudanças eletrográficas mais consistentes e o conceito de uma característica meditativa com correlatos oscilatórios neurais está se tornando mais claro. Embora tenha havido correlações entre atividade elétrica e comportamento, mais pesquisas precisam ser realizadas para validar essas correlações.

Implicações clínicas e direções futuras

Determinar a base neural da meditação pode ser potencialmente usado para melhorar o treinamento meditativo e entender melhor os circuitos neuronais. Mais especificamente, o neurofeedback oscilatório pode ser usado para correlacionar uma medida objetiva da atividade cerebral com a experiência subjetiva, e assim ser usado como uma ferramenta para o treinamento de meditação (van Lutterveld et al., 2017).

A compreensão da interação entre a meditação e os correlatos funcionais e anatômicos não só ajuda a informar como a meditação beneficia a cognição, mas pode potencialmente ser usada para determinar alvos para a neuromodulação terapêutica. Como muitos processos de doenças resultam em padrões oscilatórios alterados, identificando aberrações oscilatórias específicas em um estado de doença, e inversamente formas de meditação que revertem esses traços, poderiam levar a tratamentos de base eletrofisiológica. Por exemplo, as bandas de frequência alfa e delta são parte integrante do sono. Uma melhor elucidação das perturbações nas oscilações neurais poderia possivelmente ser usada para tratar os distúrbios do sono através da meditação. Além disso, há oscilações neurais alteradas em distúrbios neuropsiquiátricos como depressão, dependência, déficit de atenção, distúrbio hiperativo e distúrbio bipolar. No futuro, os tratamentos baseados na meditação podem ser potencialmente expandidos para esses distúrbios neuropsiquiátricos. Entretanto, como existem muitos tipos de tradições meditativas, estudos mais rigorosos precisam ser realizados para elucidar as nuances de imagem e mudanças eletrofisiológicas que ocorrem com cada tipo de meditação.

Contribuições dos autores

DL, EK, PG, AG, e FG: participaram da conceituação, preparação e edição do manuscrito.

Conflict of Interest Statement

Os autores declaram que a pesquisa foi realizada na ausência de quaisquer relações comerciais ou financeiras que pudessem ser interpretadas como um potencial conflito de interesses.