Cerebro de Buda: Neuroplasticidad y Meditación
En una reciente visita a los Estados Unidos, el Dalai Lama pronunció un discurso en la sociedad para la reunión anual de Neurociencia en Washington, DC Durante los últimos años, ha ayudado a reclutar monjes budistas tibetanos para, y alentó directamente la investigación sobre el cerebro y la meditación en el Laboratorio Waisman de la Imagen del Cerebro y el Comportamiento de la Universidad de Wisconsin-Madison. Los resultados de los estudios incluidos en esta muestra inusual, así como las actividades conexas de investigación, sugieren que, en el transcurso de la meditación para decenas de miles de horas, los practicantes a largo plazo en realidad había cambiado la estructura y función del cerebro. En este artículo se discute la neuroplasticidad, que abarca alteraciones, y los resultados de estos estudios. Además, se comentan en el procesamiento de la señal asociada (SP) retos, estado actual y cómo SP puede contribuir a avanzar en estos estudios.
¿Qué es la neuroplasticidad
La neuroplasticidad es un término que se utiliza para describir los cambios cerebrales que se producen en respuesta a la experiencia. Hay muchos diferentes mecanismos de neuroplasticidad que van desde el crecimiento de nuevas conexiones a la creación de nuevas neuronas. Cuando el marco de la neuroplasticidad se aplica a la meditación, se sugiere que el entrenamiento mental de la meditación es fundamentalmente no es diferente de otras formas de adquisición de habilidades que pueden inducir cambios plásticos en el cerebro [ 1 , 2 ].
¿Qué es la Meditación
"Meditación" El término se refiere a una amplia gama de prácticas, que van desde las técnicas diseñadas para promover la relajación de los ejercicios realizados con un objetivo de mayor alcance, tales como una mayor sensación de bienestar. Por tanto, es esencial para ser específico sobre el tipo de práctica de meditación que se investiga. En [ 3 ] meditación se conceptualizó como una familia de complejas estrategias de regulación emocional y de atención desarrolladas para diversos fines, entre ellos el cultivo de bienestar y equilibrio emocional. Aquí nos centramos en la atención enfocada (FA) la meditación y la meditación abierta Monitoreo (OM).
La atención se centró (FA) meditación implica la atención voluntaria se centra en un objeto elegido de forma sostenida. El monitoreo Open (OM) meditación implica no reactiva la vigilancia del contenido de la experiencia de momento a momento, sobre todo como un medio para reconocer la naturaleza de los patrones emocionales y cognitivas.
OM meditación implica inicialmente el uso de la formación FA a calmar la mente y reducir las distracciones, pero a medida que avanza la FA, el cultivo de la habilidad de vigilancia per se convierte en el foco principal de la práctica. El objetivo es alcanzar un estado en el que se conserva ningún foco explícito en un objeto específico, sino que se permanece sólo en el estado de vigilancia, atento momento a momento a todo lo que ocurre en la experiencia.
Estos dos estilos comunes de la meditación se combinan a menudo, ya sea en una sola sesión o en el curso de formación practicante. Estos estilos se encuentran con alguna variación en los sistemas de meditación varios, entre ellos el budista Vipassana y Mahamudra y también están implicados en muchas de las intervenciones populares seculares que se basan en las prácticas budistas.
Los resultados de los cambios cerebrales en la Meditación
A continuación se resumen los cambios en el cerebro que ocurren durante cada uno de estos estilos de práctica de meditación. Tales cambios incluyen alteraciones en los patrones de la función cerebral evaluados con resonancia magnética funcional (fMRI), los cambios en la respuesta cortical evocado a los estímulos visuales que reflejan el impacto de la meditación en la atención, y alteraciones en la amplitud y la sincronía de las oscilaciones de alta frecuencia que probablemente juegan un papel importante en la conectividad entre los circuitos generalizada en el cerebro.
Arreglo experimental
Los experimentos descritos a continuación que miden los cambios hemodinámicos con la resonancia magnética funcional (fMRI) requieren un escáner de MRI de alta resistencia de campo equipado con las secuencias de pulso apropiado para adquirir datos rápidamente y con los necesarios dispositivos de fibra óptica de estímulo de entrega de modo que los estímulos visuales pueden ser presentados a el sujeto mientras que él o ella esté en la cavidad del imán. Para los estudios que miden la actividad eléctrica del cerebro, un sistema de grabación de alta densidad con entre 64 y 256 electrodos en la superficie del cuero cabelludo se utiliza.
FA Meditación
Un estudio reciente [ 4 ] utilizaron fMRI para interrogar a los correlatos neurales de la meditación FA a expertos y novatos. El estudio comparó la meditación FA en un punto visual externo a un estado de reposo durante el cual los participantes no utilizar la meditación y simplemente están instruidos para adoptar un estado de referencia neutral. La condición de la meditación se asoció con la activación en múltiples regiones del cerebro implicadas en el seguimiento (corteza prefrontal dorsolateral), captar la atención (corteza visual), y orientación de atencional (por ejemplo, el surco frontal superior, el área motora suplementaria, y el surco intraparietal).
Aunque este patrón de activación meditación relacionada fue en general más fuerte a largo plazo a la profesión frente a los novatos, la actividad en muchas áreas del cerebro involucradas en la meditación FA mostró en una forma de U invertida curva para ambas clases de sujetos. Mientras que los meditadores expertos, con un promedio de 19.000 horas de práctica mostró más fuerte activación en estas áreas que los novicios, los meditadores expertos, con un promedio de 44.000 horas de práctica mostraron una menor activación. Esta forma de U invertida función se asemeja a la curva de aprendizaje asociada con la adquisición de habilidades en otras áreas de conocimiento, como la adquisición del lenguaje. Los resultados apoyan la idea de que, después de una amplia formación meditación FA, el mínimo esfuerzo es necesario para sostener foco atencional.
Meditadores expertos también mostraron una menor activación que los novatos en la amígdala durante la meditación FA en respuesta a los sonidos emocionales. La activación de esta región afectivo negativamente correlacionada con la hora de la práctica en la vida, como se muestra en la Figura 1 (A) .Este hallazgo puede apoyar la idea de que, los niveles avanzados de concentración se asocian con una disminución significativa en los comportamientos emocionalmente reactivo que son incompatibles con la estabilidad de la concentración.
Correlatos de neuroimagen y neurodinámica de la FA y OM meditaciones.
En conjunto, estos hallazgos apoyan la idea de que la atención es una habilidad entrenable que puede ser mejorada a través de la práctica mental de la meditación FA.
OM meditación
Otro estudio [ 5 ] examinó recientemente la idea de que la OM meditación disminuye el procesamiento elaborativo estímulo en un estudio longitudinal con grabados cuero cabelludo potenciales cerebrales y el rendimiento en un parpadeo en la atención de tareas. La consecuencia de la disminución del estímulo procesamiento elaborativo es que el sujeto es capaz de atender mejor momento a momento al corriente de los estímulos a los que están expuestos y menos propensos a "atascarse" en un estímulo cualquiera.
El fenómeno de parpadeo atencional ilustra que la capacidad de procesamiento de información del cerebro es limitado. Más específicamente, cuando dos objetivos T1 y T2, incrustado en una corriente rápida de eventos, se presentan en proximidad temporal estrecha, el segundo objetivo no es frecuente.Este déficit se cree que el resultado de la competencia entre los dos objetivos de escasos recursos de atención, es decir, cuando muchos recursos se dedican a la transformación T1, muy pocos pueden estar disponibles para su procesamiento posterior T2.
El estudio [ 5 ] encontró que tres meses de entrenamiento intensivo en meditación Vipassana (un estilo común de meditación OM) redujo el cerebro de asignación de recursos a la meta en primer lugar, como se refleja en un menor T1-suscitó P3b, un índice de cerebros potencial de la asignación de recursos. Esto se ilustra en la Figura 1 (B) , que muestra la reducción en P3B amplitud (un índice de cerebro-potencial de la asignación de recursos). En esta figura, los potenciales cerebrales grabados cuero cabelludo-de electrodo Pz, tiempo-bloqueado a la aparición de T1 como una función de la precisión T2 (detectado (sin parpadeo) vs no detectado (abrir y cerrar)), tiempo (antes o después de tres meses) y grupo (profesionales vs novatos) se muestran. El mapa muestra los lugares donde electrodo del cuero cabelludo esta interacción de tres vías fue significativo entre 420 y 440 ms.
La reducción en la asignación de recursos a cerebro-T1 se asoció con una menor parpadeo atencional a T2, como se muestra en la Figura 1 (C) . Como los participantes no se dedicaban a la meditación formal durante la realización de la tarea, estos resultados apoyan la idea de que un efecto a largo plazo de OM meditación puede ser la reducción de la propensión a "atascarse" en un objetivo que se refleja en un (a) menos elaborados estímulo procesamiento y (b) el desarrollo de mecanismos eficaces para comprometer y luego retirarse de estímulos diana en respuesta a las demandas de la tarea.
En estudios anteriores [ 6 ] de gran amplitud patrón de sincronía gamma en los meditadores expertos durante una versión emocional de la OM meditación apoyan la idea de que el estado de OM puede ser mejor entendido en términos de una sucesión de estados dinámicos globales. En comparación con un grupo de aficionados, los profesionales adeptos autoinducida de mayor amplitud sostenida electroencefalografía (EEG) de la banda gamma oscilaciones y de larga distancia sincronía de fase, en particular a través de laterales fronto parietal electrodos, mientras meditaba. Es importante destacar que este patrón de oscilaciones gamma también fue significativamente más pronunciado en el estado basal de los practicantes a largo plazo en comparación con los controles, lo que sugiere una transformación en el modo por defecto de los practicantes como se muestra en la figura 1 (G) . Aunque los mecanismos exactos no están claros, tales sincronizaciones de las descargas neurales oscilatorias pueden desempeñar un papel crucial en la constitución de redes distribuidas transitorias que integran los procesos neuronales altamente ordenadas en las funciones cognitivas y afectivas.
Un ejemplo de la actividad gamma de alta amplitud durante una forma de OM meditación, no referencial meditación compasión, a largo plazo practicantes budistas [ 6 ] se muestra en la Figura 1 (D) y (E) .
El análisis intra-individual en la relación de gamma a oscilaciones lentas (4-13 Hz) promedio a través de todos los electrodos durante la meditación compasión en ilustrada en la Figura 1 (F) . La abscisa representa el número de sujetos, la ordenada representa la diferencia en la relación media entre el estado inicial y el estado de meditación, y las estrellas rojas y negras indican que este aumento es superior a dos y tres veces, respectivamente, la desviación estándar de línea de base.
La interacción significativa entre el grupo (practicante, control) y el estado (línea de base inicial, la línea base en curso, y estado de meditación) para esta relación se muestra en la figura 1 (G) . El aumento relativo gamma durante la meditación fue mayor en el período de sesiones posterior a la meditación. En la línea de base inicial, la gamma relativa era ya superior a los practicantes que los controles y se correlacionó con la duración de la formación de los practicantes de meditación a largo plazo "por la vida (adaptado de [ 6 ]).
SP Desafíos
Mientras que SP tiene una oportunidad única para contribuir a este esfuerzo novedoso para trazar la forma en que el cerebro puede ser transformada a través de la práctica mental de la meditación, hay varios desafíos asociados. Entre los muchos retos incluyen la caracterización de diferentes firmas de la función cerebral que distinguen entre diferentes prácticas de meditación, el análisis de la varianza en la actividad cerebral que puede ser debido a cambios en la fisiología periférico tales como la respiración, y la medición simultánea de señales eléctricas y hemodinámica a aprovechar la mejor resolución posible temporal y espacial.
Impacto en interfaces cerebro-ordenador
Una de las implicaciones interesantes de la investigación sobre la meditación y la función del cerebro es que la meditación podría ayudar a reducir el "ruido neural", y así mejorar la relación señal-ruido en determinados tipos de tareas. En contextos en interfaces cerebro-ordenador se están desarrollando que se basan en registros eléctricos de la función cerebral, el entrenamiento en meditación puede facilitar un aprendizaje más rápido. Esta idea merece evaluación sistemática en el futuro.
Trabajo Futuro
El trabajo en curso y futuros se centra en unas pocas direcciones distintas. Uno de los aspectos cruciales que requieren atención es la caracterización de los cambios en la conectividad entre los circuitos cerebrales distintos que se dedican a estas prácticas. El desarrollo de nuevos métodos para investigar diferentes aspectos de conectividad (tanto estructural como funcional) será muy valiosa en la promoción de esta línea de investigación. El objetivo de este trabajo es comprender mejor cómo se integran los diferentes circuitos durante la meditación para producir los cambios mentales y de comportamiento que se dice que se producen como consecuencia de estas prácticas, incluida la promoción de mayor bienestar.
Referencias
1. Berger A, Kofman O, Livneh U, A. Henik perspectivas multidisciplinarias sobre la atención y el desarrollo de la autorregulación. Avances en Neurobiología. 2007; 82 . :256-286 [ PubMed ]
2. Poldrack RA. Sistemas neuronales para el aprendizaje de habilidades perceptivo. conductuales y comentarios neurociencia cognitiva. 2002; 1 :76-83. [ PubMed ]
3. A Lutz, Dunne JP, RJ Davidson. La meditación y la neurociencia de la conciencia: una introducción.En: Zelazo PD, Thompson E, editores. The Cambridge Handbook of Consciousness. Cambridge University Press, 2006.
4. Brefczynski-Lewis JA, Lutz A, Schaefer HS, DB Levinson, Davidson RJ. Correlatos neurales de la experiencia de atención en los practicantes de meditación a largo plazo. Proceedings de la Academia Nacional de Ciencias. 2007; 104 :11483-11488.
5. Slagter HA, Lutz A, Greischar LL, Francis AD, Nieuwenhuis S, Davis JM, RJ Davidson.Entrenamiento mental afecta el uso de los recursos limitados del cerebro. PLoS Biology. 2007; 5 (6):. E138 [ PMC libres artículo ] [ PubMed ]
6. Lutz A, Greischar L, Rawlings NB, Ricard M, RJ Davidson. A largo plazo los meditadores auto-inducir de gran amplitud sincronía durante la práctica mental. Actas de la Academia Nacional de Ciencias. 2004; 101 :16369-16373.
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