Мозг монахов и граница хаоса

Недавнее исследование показало: разные виды медитации вызывают совершенно разные и при этом измеримые изменения в электрической активности человеческого мозга. Учёные просканировали мозг опытных буддийских монахов и увидели, что во время медитации мозг работает гибче и меньше цепляется за прошлые паттерны. Всё это описано в журнале Neuroscience of Consciousness.

Медитация — это набор ментальных техник, направленных на концентрацию внимания и улучшение физического и психологического состояния. Много лет нейробиологи пытались понять, что именно происходит в мозге, когда человек погружается в такие состояния. Теперь исследователи приблизились к разгадке механизмов, позволяющих медитации менять сознание.

Команда под руководством Анналисы Паскареллы из Национального исследовательского совета Италии решила измерить сложные математические показатели мозговой активности: критичность и сложность. Критичность — это состояние системы на грани между полным порядком и хаосом. Мозг, находящийся близко к этой границе, работает особенно эффективно: он и стабильный, и гибкий одновременно.

Сложность отражает богатство и непредсказуемость сигналов мозга. Чем они разнообразнее, тем богаче состояние сознания. Но предыдущие исследования давали противоречивые результаты: многие смешивали разные типы медитации или использовали слишком «медленные» методы сканирования. Паскарелла решила устранить эти ошибки.

Для работы пригласили 12 профессиональных монахов из буддийского монастыря в Италии. Каждый из них провёл более 15 тысяч часов в медитативной практике. Изучали два вида медитации: Саматха и Випассана.

Саматха — медитация сосредоточенного внимания: практикующий концентрируется на одном объекте, например на дыхании. Випассана — противоположная по духу техника: открытое наблюдение за всеми возникающими ощущениями и мыслями, без оценки и без фиксации на чём-то одном.

Чтобы увидеть всё на уровне мельчайших колебаний, исследователи использовали магнитоэнцефалографию — метод, который регистрирует слабые магнитные поля, создаваемые электрической активностью мозга.

Монахи сидели с закрытыми глазами, выполняя по шесть минут каждого вида медитации, между которыми делали трёхминутные периоды отдыха. Это позволило сравнить активность мозга в покое и во время медитации.

Учёные анализировали разные типы мозговых волн. Мозг производит не только ритмические волны, но и постоянный фоновый электрический «шум», который раньше часто мешал правильно оценить данные. Паскарелла использовала современное ПО, чтобы «отделить» шум от чистых ритмов.

И тут их ждала неожиданность. До удаления фона казалось, что высокочастотные гамма-волны увеличиваются при медитации — как сообщали и старые работы. Но когда фоновый шум убрали, оказалось, что настоящие ритмические гамма-волны в обоих видах медитации наоборот снижаются. Прежний эффект оказался иллюзией, вызванной изменением общего фона.

Снижение гамма-ритмов наблюдалось в лобных и теменных областях — регионах, отвечающих за внимание и движение. Это может означать «успокоение» сетей, которые обычно отвлекают нас на внешние стимулы.

Также заметили, что во время медитации меняется активность сети, связанной с блужданием ума. Именно её перестройка помогает опытным практикам «выключать» внутренний монолог.

Когда исследовали сложность мозговой активности, выяснилось, что во время медитации сигналы становились более разнообразными и менее повторяющимися по сравнению с состоянием покоя. Кроме того, падали временные корреляции — зависимость текущей активности от недавнего прошлого. Иными словами, мозг становился менее предсказуемым и более гибким.

Интересно, что у самых опытных монахов активность во время медитации становилась похожа на их состояние покоя. Возможно, тысячи часов практики меняют базовое состояние мозга навсегда.

Учёные создали алгоритм машинного обучения, чтобы проверить, можно ли по данным мозга «угадать», медитирует человек или отдыхает. Алгоритм уверенно распознавал состояние, а лучшим «подсказчиком» для него стало снижение временных корреляций.

Ещё одно открытие: Випассана приближала мозг к критической границе между порядком и хаосом, а Саматха — нет. Это отражает суть техник: открытое наблюдение требует гибкости, а глубокая концентрация — стабильности.

Исследование имеет ограничения: мало участников и нет контрольной группы без опыта медитации. Учёные планируют расширить выборку и создать компьютерные модели таких состояний мозга.

В будущем эти знания могут помочь адаптировать виды медитации для лечения психологических состояний.

Работу выполнили: Анналиса Паскарелла, Philipp Thölke, David Meunier, Jordan O’Byrne, Tarek Lajnef, Antonino Raffone, Roberto Guidotti, Vittorio Pizzella, Laura Marzetti и Karim Jerbi.