冥想对大脑的影响以及在临床医学中的应用研究进展

曹凯娜a,耿新玲b

首都医科大学 a.临床医学院;b.生物医学工程学院,北京 100069

[摘 要]利用脑电图、MRI技术等现代技术观察冥想活动中的脑电活动及冥想对脑结构可能产生的长期影响。冥想练习对人心理和生理状态都有良好的改善作用。近年来已成为一种主流的补充和替代疗法,在心理学和临床医学中都获得了广泛的应用,对如高血压、心血管疾病、慢性疼痛等慢性病的预防和预后均有疗效,对阿尔兹海默征、癫痫、焦虑、抑郁等神经系统和精神系统疾病也有良好的治疗效果,同时可以改善免疫系统功能,提高端粒酶活性,对大脑的可塑性也有积极的影响和改变。本文着重介绍冥想对大脑的影响以及在临床医学中的一些应用进展。

[关键词]脑电图;磁共振成像技术;冥想;临床医学;脑结构

引言

冥想(Meditation)的概念最早起源于印度的吠陀经,公元前6世纪~5世纪的印度佛教和中国道教对冥想的形式有了新的发展,西方一些国家在公元3世纪发展了冥想技术。现代的冥想技术早已脱离宗教的范畴,近年来作为一种补充和替代疗法(Complementary and Alternative Therapy)在心理学和临床医学中都获得了广泛的应用。冥想的定义并不统一,在神经科学和临床科学中所指的冥想通常被认为是一套多样化的需要特异性的、明确的注意力参与的心智锻炼方法[1]。冥想的练习形式也有很多种,在这里本研究把包括正念冥想(Mindfulness Meditation)、超越冥想(Transcendental Meditation)、瑜伽、气功、太极等在内的众多心智练习方式都归为冥想的范畴。关于冥想的分类方法,Lutz等[2]依据冥想活动中练习者是否主动将注意力集中到具体物事上把冥想分为“专注式”(Focused Attention)冥想和“开放式”(Open Monitoring)冥想,Travis等[3]则提出在此基础上还应当将超越冥想单独归为一类。

由于冥想这种复杂的精神活动涉及人体多个感官与系统,包括感知觉系统、认知系统、神经内分泌系统、自主神经系统等,能对人体产生从生理到心理的各种影响,应用广泛。目前已有大量研究支持多种冥想训练对于心血管疾病、神经系统疾病、精神系统疾病、失眠等疾病的缓解作用,其作为减轻压力、调节情绪、缓解疼痛的一种替代疗法在很多临床机构中被广泛采用。Herron等[4]研究表明通过冥想练习可以节约28%的高花费(High-Cost)疾病的医疗成本,仅对普通感冒来说,有研究表明冥想练习可以降低70%的医疗支出,而中等强度的锻炼才能降低36%的医疗支出[5]。冥想在心理学方面的应用研究表明,冥想训练能很好地提高个体注意力、觉知敏感性和情绪的调节能力。目前冥想已与心理学相关理论结合产生了多种治疗方法,包括正念减压疗法、正念认知疗法,针对边缘型人格障碍患者的辩证行为疗法、创伤治疗等。关于各类疗法的具体流程和特点以及在心理学上的广泛应用,国内已有详尽的总结,在此不再赘述[6-9]。本文着重介绍冥想对大脑的影响以及在临床医学中的一些应用进展。

1 冥想对大脑的影响

冥想对人体产生的多种正面影响近年来吸引了许多学者涉足其中,研究其具体的作用机制。研究方法多利用脑电图、磁共振成像技术等现代技术观察冥 想活动中的脑电活动及冥想对脑结构可能产生的长期影响。许多研究结果显示大脑皮层在冥想过程中会产生特定的电信号,进行不同流派的冥想时脑电波信号产生位置也有差异,这些研究结果有助于比较不同冥想的功效,同时也对今后的研究在实验方法的选择上有一定参考作用。在此方面,目前国内已有较完善的中文综述[10]

脑电图是一项通过记录头皮电信号来测量大脑皮层活动的技术,已经被广泛用于脑机制的研究。研究发现,冥想过程中可释放特定的脑信号。α波是在清醒状态下于头后部出现的频率在8~13 Hz的脑电波,一般在闭目放松时出现,在有视觉刺激和注意时消失或减弱。θ波是频率在4~8 Hz之间的脑电波。通常出现在人深度放松、浅睡眠、沉思和潜意识状态时。此时个体易受暗示,创造力、灵感突发、富于直觉,学习、记忆效率提高。γ波频率在35 Hz以上,与记忆、整体思考等有关。冥想训练者的脑电图显示多种练习方式可使大脑α波、θ波强度和相干性增强,其中α波被认为与降低焦虑水平,提升认知、记忆回溯能力有关;θ波则与短期记忆,减轻负面情绪有关[11-12]。不同类别的冥想训练其脑电波特征不同,如专注式冥想β波(与认知能力、情绪调节有关)和γ波(与感知能力、短期记忆有关)强度增强,开放式冥想特点为高强度额叶θ波,超越式冥想则主要表现为高强度额叶α波[3,10-12]

近年来,关于冥想的磁共振研究逐渐增多,它们分别从功能和结构的角度探讨了冥想的脑机制。其中,脑功能的研究发现冥想和特定脑区(如前额叶、扣带回等)的激活模式或激活模式的变化有关。脑结构的研究发现,冥想与注意、学习、记忆和情绪等相关脑区(脑岛、海马、扣带回、前额叶等)皮层厚度或灰质密度变化有关。基于fMRI或MRI技术的研究表明[13-14]冥想可使前扣带回、顶颞连接部、小脑区域脑灰质密度增加,大脑皮层增厚,产生变化的区域与学习、情感、记忆相关。Fox等[15]采用系统回顾和meta分析法显示,冥想训练者大脑的八个区域会持续发生改变,包括大脑皮质额侧(与元认知相关)、感觉皮质(与感觉和本体感知相关)、海马(与记忆强化与整理有关)、前部及中部扣带回和眶额皮质(与情感调节有关)、上纵束和胼胝体(与大脑半球间及内部联系有关)。这些改变部位提示了冥想对练习者一系列正面功效的原因和机制。

2 冥想在慢性疾病和疾病预后中的应用

冥想对于很多慢性疾病都有明显缓解作用,广泛进行的正念减压疗法创立之初的目的即为缓解慢性疼痛病人的负性情绪及精神压力。后来更多的研究表明冥想训练不仅能减轻慢性病患者的疼痛程度,对于心血管等慢性疾病的预防和预后治疗也有一定的缓解作用。Jeitler等[16]研究了正念冥想对慢性颈椎病的影响,实验中把进行冥想训练的慢性颈椎痛患者与进行针对性颈椎恢复锻炼的患者进行了比较。冥想训练的方式主要是静坐禅定、聚焦注意力等,而对照组采用的是一套针对慢性颈痛的自我保健疗法(包括肌肉的拉伸、耐受力锻炼和关节的伸展)。冥想对患者的改变主要体现在试验组患者的颈部肌肉紧张度下降,其次患者的心态和疼痛相关性焦虑较对照组相比都有明显改善。

此外,有研究显示正念冥想对于高血压也有一定的作用。Roche和Hesse[17]比较了两组原发性高血压患者在分别进行了3个月26次瑜伽冥想和不采取措施后在血压、焦虑程度上的差异。结果表明进行瑜伽冥想的试验组出现了明显的血压下降、焦虑指数下降的情况,这种正向作用与其他类似研究相符[18]。如Pavlov等[19]的一项研究中发现,冥想对于健康人心血管疾病的预防也有积极作用,他认为冥想过程将“接纳”、“不评价”归入自身认知系统中,可避免外界应激造成的情绪起伏过度,从而避免血管过度、重复收缩造成的血管内皮系统损伤,避免血管适应性改变以及动脉粥样硬化的发生,因而降低高血压、冠状动脉疾病的发生风险。

冥想对于许多疾病预后的良好效果已经得到了很多认可。罗爱民[20]调查了冥想训练对炎症性肠病伴情绪障碍患者的干预效果。在已出院、处于恢复期的炎症性肠病患者进行四周的冥想训练后,采用焦虑和抑郁自评量表、五因素正念觉知量表、炎症性肠病生活质量专用量表及悦纳进取自评量表对患者的状态进行评估。结果表示冥想训练改善了炎症性肠病患者的抑郁情绪及有效的缓解了患者焦虑情绪。另一项实验研究了冥想训练对心脏病患儿术后疼痛的改善作用[21]。该实验将术后患儿随机分为试验组和对照组,在常规护理的基础上分别进行每日冥想训练或遵医嘱给予镇痛剂,试验组术后3 d试验组的疼痛程度、心率、血压较对照组都有明显下降。以上研究说明冥想训练对于术后恢复无论是精神上还是生理上都有一定的促进作用,其心理方面主要是通过促进患者正视负面情绪、增加积极情绪等方式缓解焦虑,生理上则是降低对不良刺激的感受性来降低了患者的痛苦。因此对于处于恢复期的患者,冥想训练将成为很好的辅助治疗方法。

3 冥想在精神系统疾病中的应用

尽管目前已有多种有效的抗抑郁类药物问世,但因其可能会出现一定的耐受性,仍然需要类似冥想的有效非药物治疗手段来改善患者的生活质量。研究表明[22-23]冥想疗法对于抑郁症急性期、亚急性期的疗效良好,也可作为辅助措施帮助那些对抗抑郁药物无有效响应的重度抑郁症患者。冥想练习可帮助练习者降低面对社交压力时产生的负面情绪[24],提高正面情绪的影响,从而帮助调节情绪,减少焦虑和抑郁的产生。冥想调节抑郁的机理有可能与提高单胺及内生性抗氧化物(谷胱甘肽)水平、提升副交感神经系统的活动水平、提高抗氧化酶(CAT、SOD、GPX)活性有关[24]。国内不乏冥想在此领域内的研究。如姜镇英等[25]研究了冥想训练对游泳选手训练后焦虑的影响,发现它能持续促进心率的恢复,降低训练者的认知焦虑水平。付文英等[26]对比了接受常规疗法和在其基础上增加冥想治疗的两组抑郁症患者的治疗效果,增加冥想治疗的实验组治疗效果明显优于对照组,提示冥想练习能对抑郁症患者产生良好效果。

4 冥想在神经系统疾病中的应用

冥想对抑郁、焦虑症状有较好的疗效,在作为一些神经系统疾病的补充疗法时对于疾病本身亦有一定程度的改善,因而其实际疗效及机制引起了人们的广泛关注。下面将概述冥想在阿尔兹海默征和癫痫这两种神经系统疾病中的效果及其可能机制。

4.1 阿尔兹海默征

阿尔兹海默征是一种慢性进行性的脑神经退变疾病,会对患者及其家属造成破坏性的恶性影响,其机制仍然学说众多,且目前还未找到合适的方法来治愈、减缓病程,也没有合适的预防手段,一直是神经系统疾病研究领域中的热点。目前已有文献表明冥想对于阿尔兹海默征患者有许多正面作用,包括减少压力、焦虑,改善抑郁症状、睡眠失调,减缓认知能力下降等,能明显改善患者及其看护者的生活质量[27-29],因而近年来十分引人注目。其可能的神经机制有以下几种:降低交感肾上腺系统、下丘脑-垂体-肾上腺轴的活性和反应性;通过刺激迷走神经加强副交感神经系统活动从而改变人体自主神经系统倾向于激动交感神经的倾向;刺激特定的与记忆、注意力相关的神经递质系统或者脑结构;提升端粒酶活动从而延长端粒寿命、缓冲压力造成的细胞衰老损伤。以上这些机制最终可调节神经内分泌、代谢、心脑血管系统异常,因而为患者带来上述正面影响[27]。有研究表明冥想可以延缓甚至逆转与阿尔兹海默发生发展相关的基因表达通路,可达到修复脑损伤结构、减缓认知衰退的效果[27]

4.2 癫痫

癫痫是一种慢性反复发作的精神系统疾病,特征为脑神经元的异常放电。冥想对于癫痫的作用是否为正面目前仍存疑。有研究报道冥想训练能减少病人异常脑电并以正常α波代替,降低癫痫病人的发作频率和强度,同时先验冥想训练者神经类疾病发病率明显低于正常水平,其中包括癫痫[30]。但值得争议的是也有无癫痫家族史及先兆的冥想训练者产生癫痫的案例产生[31],因而有学者认为冥想(先验冥想)对于有癫痫家族遗传史及出现癫痫前兆症状的人群可能有诱发作用,理由是癫痫发病时的高同步化脑电活动与冥想训练中所激发的脑电活动极为相似;且冥想训练可使脑内谷氨酸盐、5-羟色胺的含量上升,其中谷氨酸盐在癫痫患者脑部含量较健康人有明显提高,谷氨酸盐作为一种神经递质在NMDA受体产生的阵发性膜超极化也被认为与癫痫有关;而5-羟色胺可通过激动5-羟色胺2A受体释放谷氨酸盐于第5层锥体神经元引起自发性突触后电位,也与慢波睡眠中的异象脑电有关,因而与睡眠性癫痫有一定联系[32]。Louis[31]则指出目前的研究仍有许多不足,部分文献中有数据不全、过度干预的情况,甚至将肌电信号当作脑电活动分析得出了错误的结论。更重要的是,冥想与癫痫相关性研究缺乏大型的基于人群的控制性临床实验,因此缺乏足够的证据确定癫痫发病与冥想训练的关系,也难以确定冥想疗法的安全性和有效性,需要大样本、随机对照的临床实验进一步澄清以上争议。

5 冥想在睡眠障碍中的应用

冥想不仅能改善睡眠障碍,也能被用作失眠症的治疗手段。Black等[33]比较了正念觉知训练和睡眠卫生教育(Sleep Hygiene Education,SHE)对有长期睡眠障碍的老年人(平均66.3岁,7.4年病史)的睡眠质量的影响,结果显示6周培训后两组匹兹堡睡眠质量指数量表(Pittsburgh Sleep Quality Index,PSQI)得分均有下降,进行正念觉知训练的受试者得分下降更显著。Black的研究[33]还表明对于失眠造成的情绪低落、疲倦等情况,冥想训练也有更大正面提升作用。Ong等[34]横向了比较几种非药物干涉手段对慢性失眠的作用,发现经过正念减压疗法、正念失眠疗法练习的受试者较使用自我睡眠监测法的受试者其失眠严重程度指数量表指数明显降低,睡眠记录中清醒时间延长,睡前唤醒程度也明显降低。Hubbling等[35]提及冥想训练对于慢性失眠的改善并非是使入睡时间变短,而是提升睡眠质量与睡后状态,并能缓解失眠造成的不良情绪、增加患者应对睡眠障碍的信心。除了效果明显,由于冥想相关训练常为群体性练习,易于互相监督,从而一定程度上保证了训练的效果[33,35]。总之,冥想训练在改善睡眠方面具有广泛应用前景。

6 冥想对免疫系统的作用

有关冥想对于免疫系统的影响的文献比较有限。但已有文章表明,不论短期还是长期的冥想训练都能降低炎性反应,尤以降低C反应蛋白的效果最为明显,并可能增强接种疫苗后的病毒特异细胞免疫反应[36]。其中C反应蛋白不仅与炎症有关,也可能参与动脉粥样硬化等心血管疾病,是心血管疾病的预示因子。可能因冥想训练可以激活神经内分泌系统,从而进一步调节免疫系统;同时通过下调交感神经系统活性,使促炎性反应水平下降从而达到疗效。还有研究表明冥想训练与其他保健方法相比,其效果可能更加显著。Rosenkranz等[37]比较了正念减压疗法与健康增强项目(Health Enhancement Program,HEP)对于情绪压力和实验诱导的炎症的作用差异。在随机分配的两组中,在压力引起的皮质醇反应基本相当的情况下,经过正念减压疗法训练的受试者其压力后炎性反应程度明显低于进行健康增强项目的受试者。Ricard等[38]研究发现,冥想者在训练后的端粒酶活性高于对照组,端粒酶可通过延长染色体末端DNA片段来保持染色体的稳定性,保证细胞活性,因此冥想训练可降低不断复制的免疫细胞的压力,维持人体免疫力。

7 结语

冥想在医学与心理学中的发展不过数十载,其训练方法简便、易于大众接受、训练效果良好的特点使得冥想有希望得到更大程度的推广,并改变提升更多病患的心理和生理状态,但冥想相关研究目前仍存在许多问题。首先,冥想训练方式众多,不同的练习方式对背景不同的练习者可能产生差异性影响,例如有研究质疑冥想对癫痫的改善效果,甚至提出冥想可能诱发癫痫。因此冥想训练首先需要细化分类,明确不同种类冥想训练的适用条件与实际效果,以利于进一步发展临床个性化方案。有文献提出基于训练前脑电差异引导的个性化冥想练习方式可能是一种比较好的研究方案。且个体化的冥想过程中大脑活动水平可提升至最佳水平,包括注意力、情绪、社交能力等。其次,多数关于冥想的研究实验样本较少,缺乏一定的说服力,也缺乏完善的随机对照和双盲对照来确定冥想作用及其产生机制。再次,冥想作为一种常用的补充替代疗法,目前已有很多基于脑电神经反馈的冥想练习工具和软件,可以帮助初学者学习如何快速进入和保持冥想状态并提醒进行日常练习,这些可以加速冥想在大众中的普及程度和它的学习进程,但仍然需要将目前的经验性方法转换为系统规范的临床治疗方法。最后,目前冥想训练的效果多体现在身心疾病上,其它临床应用还有待进一步探索和实践,相信随着研究的广泛和深入,冥想这一古老的心智练习方法必将在现代医学研究中发挥越来越重要的作用。

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本文编辑 苏欣

Effect of Meditation on the Brain and Application Progress of Meditation in Clinical Medicine

CAO Kai-naa, GENG Xin-lingb

a.School of Clinical Medicine; b.School of Biomedical Engineering, Capital Medical University, Beijing 10069, China

Abstract:Modern technology such as electroencephalogram, MRI technology have been used to observe the activity of brain electrical activity when one is under meditation condition and to predict the possible long-term effects of meditation on the brain structure. Meditation is a broad variety of mind-training practices that has benefits to people’s psychological and physiological status. Recently, it has been widely applied in psychology and clinical medicine as a main type of complementary and alternative therapy. Meditation is effective in the prevention and prognosis of chronic diseases such as hypertension, cardiovascular disease, chronic pain, postoperative depression, etc. It is also proved that meditation has a good therapeutic effect on Alzheimer’s symptoms, epilepsy, anxiety, depression and other neurological and psychiatric disorders. Meditation helps to improve the function of immune system, increase telomerase activity and also have a positive impact on brain plasticity. This article reviews the application progress of meditation in clinical medicine fi elds.

Key words:electroencephalogram; magnetic resonance imaging technology; meditation; clinical medicine; brain structure

[中图分类号]R459.9

[文献标识码]A

doi:10.3969/j.issn.1674-1633.2017.05.002

[文章编号]1674-1633(2017)05-0006-05

收稿日期:2017-02-21

基金项目:国家自然科学基金青年基金项目(61302035)。

通讯作者:耿新玲,讲师。

通讯作者邮箱:gengxl@ccmu.edu.cn