脑电图派生的神经动力学在冥想:进展和挑战

文摘

冥想进步积极但如何带来这些行为和心理上的变化可以通过理解冥想的神经生理学效应来解释。本文广泛的神经机制下各种冥想风格了。整个这项研究的目的是审查现有的科学研究和未来的挑战在冥想影响基于脑电图的脑电波模式的改变。虽然现有的研究证明冥想的保持效果缓解焦虑和抑郁,产生心理健康,和更好的设计需要更严格的研究,考虑客户性格特征等变量避免负面影响,随机对照试验和大样本大小。更大的临床试验的数量集中使用冥想是必需的。同时,癫痫样的脑电图变化的有争议的话题在冥想和其他副作用也在不断提高。

1。介绍

冥想是一个广泛的各种各样的实践。冥想包括放松支持技术和各种运动来实现监管和培养的幸福。它被定义为自然过程的操纵一个人的心态和自我调节的有意注意力水平,尽管它是缺乏一个明确的操作性定义(1,2]。有经验的冥想者显示更强的监管功能。分析各种冥想状态已经完成探索艰难的神经过程。大而复杂的神经元结构转向更轻松结构在冥想中(3]。所以冥想从业者显示不同的脑电图记录模式。一开始每个冥想风格,鲁茨等人分类冥想是集中注意力(FA)和开放的监视(OM)。特拉维斯代表另一个类别自动self-transcending根据大脑模式基于EEG乐队。这些类别定义的冥想(4,5]。最小的努力必须达到FA的状态和稳定的重点是实现明显的杏仁核的激活(1]。

生理和神经关联的冥想疗法。冥想可以改变思维方式。元认知推理可以由人们预测之间的差异应该是思想和思想。在[6)、各种神经生理变化对认知、荷尔蒙和自主系统理论而沉思。证据揭示了冥想的积极作用,因为它增加了层次的类,副交感神经活动和脑区灰质密度(反映情绪调节),减少氧化的影响。这些影响导致压力介导抑郁的逆转。需要做进一步的研究探索这些变化与大样本的考虑。脑电图的光谱功率和一致性定义三角洲,θ,α频段来描述不同的冥想状态。

大量的研究已经进行了科学探索冥想期间大脑神经变化原则。但neuroelectrophysiology冥想的状态仍然是一个悬而未决的问题。冥想的数量非常小的临床应用已确定,也缺乏对照组和并发抗抑郁药物组在随访期间较短(6,7]。尽管取得了一些进展的神经生理学理论影响下冥想(4,8- - - - - -10),诱发电位和事件相关电位研究冥想(11),仍然基本原理定量表示的神经影响还不清楚。

本文回顾现有的科学研究是一个值得注意的贡献和未来挑战冥想效果基于脑电图的脑电波模式的改变。讨论脑电图的变化在冥想期间,有争议的冥想的不利影响,和信号处理的挑战与未来方向下面。

2。脑电图在冥想

一个详细的神经影响的定量分析各种冥想状态的影响下已经在下面讨论。其他研究冥想的脑电图的影响可以在表中找到1。

2.1。佛教冥想

基于开放监测、佛教冥想者的特点是高振幅伽马振荡(1]。一项研究关于佛教冥想的影响情绪处理提出了(12]。没有区别在心理测试实验和对照组(CG)。同时,随机设计应纳入研究设计。

2.1.1。禅宗冥想

禅宗冥想,一种佛教冥想,特点是缓慢增加α权力,反映更多的内化的注意,和快速θ的权力,反映出增强的正念在额区(9,13]。长期从业者显示额叶区域和βα1上升超过枕区域(14]。

调查在FmTheta。脑力劳动时,脑电图显示α和减少这种力量继续减少的任务变得更加乏味。然而,额中线θ(FmTheta)增加在精神的任务。FmTheta涉及注意力水平出现在心理任务和冥想。这是一个指标的示范,更积极和更少的恐惧活动(15]。它是定义在脑电图额中线地区独特的θ活动。执行一项研究在θ信号集中任务(冥想)和连续的心理任务(16]。它指期间注意维护精神的努力。增强θ和常数枕αFmTheta条件之间的观察和控制。进一步调查FmTheta可以添加到身心的潜在机制。

2.1.2。陈冥想

研究人员相关闭眼放松和额枕α波上升α波(陈冥想期间代表正念)。方法探索时空属性不同的α地图使用微观状态分析(17]。它更能反映内心的关注重心。另一项研究表明,拥有更好的皮质交互在陈冥想和脉轮集中实践比CG (18]。在这项研究中,各种大脑网络之间的相互作用在α振荡已被探索,因为连续小波变换的时间。这个非线性独立分析确定主要α在左、右颞地区时代。

2.1.3。正念冥想(毫米)

冥想者减少了生理唤醒和分散模糊的想法。它可用于治疗多动症19]。MM可以从早期诱导神经可塑性在自我参照加工和增加关注内部和外部的刺激。自我参照加工与静(默认模式网络)(20.- - - - - -24]。

本研究推断各种状态和特征MM对自我参照加工的影响。卡恩等人测量的影响内观的δθ和相对增加/减少额叶区域,尽管其他常见的变化/α,β和θ乐队没有被观察到。这项研究的主要限制是不具体的冥想练习对不同频率的影响,应该很好理解(24]。

Ahani et al。25)高级冥想研究MM。他们支持的证据α和θ增加观察脑电图记录的光谱分析。虽然这使用CG随机对照试验进行了分析,研究仅限于新手冥想者只(25]。其他MM技术简称IBMT(综合健身心理训练)和TBRT (Triarchic身体放松途径)一直在探索但仍然很少的信息所需的这些技术和大规模考虑冥想专家(26,27]。

2.2。超越冥想(TM)

各种生理和神经影响长期雅各布森的渐进放松(PR)冥想放松(传统方法),TM冥想者,群初学者在公关记录(28]。罕见的θ活动(5 - 7赫兹)在所有三个观察。然后,详细研究TM解释的影响,可以用于各种临床应用(29日]。比较TM-Sidhi和TM项目显示更高的额α1和beta1相干振幅,没有变化。更高的α1和beta1反映自动self-transcending和开放的监控,分别。这对额叶和顶叶区域进行了分析。时间平均振幅,没有观察到显著变化(30.]。限制没有重心。也取得了明显,TM可以用于减压的症状和改善ADHD(注意力缺陷多动障碍)31日,32]。在一项研究中,个人和团体冥想效果分析(33]。在个人冥想闭着眼睛,强烈的δθ连贯性和一致性和没有观察到α连贯性。不同的α和θ的变化一致性在显示更多放松冥想组反映在主题和三角洲活动少。

在另一项研究中,TM对脑电图的影响α相同步研究[34]。增加同步观察额叶和occipitoparietal叶的时域方法。它占使用这种风格的冥想的神经过程更好的集中。事件相关谱扰动(ERSP)分析EEG信号在TM实践提出了分析头脑脑机交互系统的可控性(35]。没有CG用于分析。

2.3。瑜伽冥想

证据显示高度θ脑电波活动外,霎哈嘉瑜伽,但需要更多的对照组设计研究[36,37]。在霎哈嘉瑜伽,LTM(长期冥想者)显示更高的θ和α1权力和STM(短期冥想者)显示alpha2失调(38]。脑电图机制在霎哈嘉三摩地(集中)冥想反映θ增加权力和θ一致性在深度冥想期间额区(39]。再次与CG是必需的。

脑电图的昆达里尼瑜伽大师模式和Ananda河南理论反映了更多的α和θ乐队(40- - - - - -44]。还很少有研究已经进行瑜伽冥想考虑到熟练的水平。

2.4。其他的冥想

节奏呼吸(PB),这是一种Su-Soku冥想,是一种自愿的呼吸方法(45]。它导致脑电图改变参数(低频和高频增加α和θ能量下降)。PB优越与其他冥想的状态(45]。

脑电图的振荡机制在先进的呼吸冥想,探索新领域,研究了在46]。这个发现支持这一事实内化的关注不断加强,值得一提的是据θ活动,同时放松是著名的只有在深度冥想阶段α的变化活动报道(46]。

2.5。其他组合研究

已经显示在一项研究中,电动功能连通性在五个不同的传统冥想(47]。这些都是藏传佛教(TB),气功,霎哈嘉瑜伽(SY) Ananda河南瑜伽(喂),和禅47]。结果已为三角洲和beta2乐队因为所有五个冥想显示这两个乐队将发生重大变革。δ乐队的结核病组,移动冥想显示从左到右后侧连接时显示前左到右后侧连接AY组(47]。这种类型的猜测显然成为可能,例如,气功,因为它包含大量的连接。这项研究显示了在五个传统冥想的共同的特征,但没有重心,它没有探索的区别。分析主要功能连接性在三角洲乐队之间相互依存的反映不同的功能是降低练习冥想无论冥想风格和抑制和兴奋性(δ和beta2乐队活动)的大脑区域连接性显示减少(47,48]。

在另一项研究中,状态两种冥想风格的影响,正念的呼吸和慈爱(或metta)冥想,进行了调查(49]。讨论了影响前额叶α不对称。低的人沉思的显示响应慈爱冥想而相反的观察与高的学科。比较其他组显示有用的风格的冥想的状态的影响。占其临床使用前抑郁症患者,尽管各种局限性如非特定的因素,小样本大小和新手受试者观察研究(49]。

3所示。有争议的研究

还报道说,冥想的不利影响诱发epileptogenesis恐慌症,兴奋中枢神经系统,焦虑,矛盾上升越来越吹毛求疵的,迷失方向,高BP (10]。关于冥想高英国石油的使用,可能会有更多的随机临床试验要求提供特定的结果(50]。一些积极影响可能会变得消极,如果在那些个人宪法神经生理学性质[脑电图引导地中海。]。深度冥想产生高频伽马带破裂(51]。一般癫痫患者显示增加伽玛乐队活动特别是休息30 - 50 Hz发作脑电图(52,53]。癫痫样的脑电图变化的理论在TM冥想者。所以一些研究占冥想导致癫痫但有些人拒绝这样的声明(51- - - - - -57]。冥想诱发癫痫是一个有争议的话题,需要科学研究。

在Bhramari调息(BhPr)阵发性γ(产气井)被观察到58]。使用复杂Morlet小波与傅里叶分析,特征提取作为β(15 35)和高频伽马(> 35)和θ活动增加。BhPr可以表示癫痫癫痫活动因为更高的频率也展览等在颞叶的形状和活动中看到BhPr [58]。另一项研究带来了光TM加重或治疗癫痫(59]。

4所示。信号处理的挑战

信号处理可以添加到这个领域的研究(60]。头皮上的电极,它包含了大脑活动的电动电位,给信号可以使用SP算法处理来衡量不同的心理活动和揭示认知任务。心灵的内部语言使用不同的脑电图可以理解从电磁场活动模式(61年,62年]。脑电图信号与意识相关联,包括鼓励和认知负荷和影响负载的状态63年- - - - - -65年]。

脑电图数据的特点是δθ,α,β和γ(66年]。分配的详细描述脑电图乐队已在表2。

明显的试图描述脑电图签名为不同类型的冥想已经由特拉维斯和剪切4]。他们没有分配的评级,但价值冥想风格的本质。冥想是优越的研究仍然需要分类相对应的脑电图特征不同的冥想4,5]。

直接观察时域的非线性和非平稳的脑电图原始数据是一个非常乏味的任务(67年]。所以各种线性和非线性信号处理技术,提出了生理的相关性。特征提取算法获得的光谱信息预处理的原始信号。

时间频率分析是有利于澄清有节奏的EEG信号的信息。相干技术也可以使用。光谱协方差或一致性涉及测量信号之间的相位规律对每个频带。高alpha-theta相干已被确认为冥想能力特征出现内部和interhemispherical在冥想68年]。作为相干不能单独的振幅和相位信息相关的两个信号,测量的相位锁定。使用同步技术而不是光谱或一致性分析。这是量化的程度不同的窄带信号之间的相位锁定69年]。

线性方法使用ICA(独立分量分析),CSP(常见的空间模式)、LD(线性鉴别器)和线性预测方法(70年]。换句话说,一个广泛的算法在EEG信号中提取信息基于快速傅里叶变换算法,简要地变换,小波变换,基于规则的专家系统,和许多其他算法定义时间范围(70年- - - - - -72年]。方法基于PBFT(基于时间频率跟踪器)提出了跟踪α频率(有节奏的变化73年]。尽管STFT(短时傅里叶变换)可以分析这种光谱变化,这种方法被证明是更好的更公平的频率分辨率(73年]。同时,脑电图不对称的周期性的问题已经解决了可靠和有效的。

固有的非齐次特征和multinature处理使用非线性信号处理技术各种参数的基础上,例如CD(关联维数),米歇尔(最大李雅普诺夫指数)和H(赫斯特指数)70年]。四通道脑电图的分析给出了压缩谱阵(CSA),分形维数,并运行吸引子维数(74年]。CSA收益率有趣的特性。正在运行的吸引子是神经动力学分析更有效。多尺度分形维数(MSFD)技术是研究的另一个领域来解释的多尺度时间模式脑电图(75年]。非线性方法比时域,频域,线性方法。

5。未来的工作和挑战

清晰和一致的观察特定脑电图组件及其改变方向是增加或减少仍然需要为不同的冥想。众多研究进行了科学探索底层大脑neuroelectrical效应在冥想但仍神经生理学效应的冥想是一个悬而未决的问题。虽然一直认为典型的脑电图签名冥想可以增加θ,α和频带能量,减少至少α频率,并传播α连贯性的皮层,它的实现需要进一步研究[4]。也找到一个类似nonmeditating组作为对照组是非常困难的11]。主要的限制是缺乏对照组。EEG信号的变化是否分类是克制的意识状态有可疑之处,尽管明显的澄清了特拉维斯和剪切。进一步的调查需要定量表示活动FmTheta有关静息和活动在不同风格的冥想。脑电图在静息,提出的方法可以交叉功率谱技术,部分相干函数计算技术和运营结构设计技术。已经提出进一步的研究需要考虑额外的频率范围和脑电图信号之间的互相关75年]。很少的结论已经得到关于瑜伽冥想的专业知识水平。神经生物学的研究各种类型的佛教徒,瑜伽,和其他冥想风格仍有待探讨。同时,冥想诱发癫痫发作,以及一些其他的负面影响是一个有争议的话题,需要的技术讨论。

信号处理可以添加到这个领域的研究。脑电图是最好的诊断工具提供公司信息与这些活动相关的大脑活动和时间动态毫秒范围内但如果分析技术很差可能导致误解,可能会忽略某些神经关联(67年]。所以可以说,脑电图是误判。更多的处理工具和工程方法需要追究探索脑电图信息(76年]。

冥想也对大脑活动的影响来衡量脑电图可能污染electromuscular工件。EEG节律显示小6倍力量在25 - 30 Hz乐队和少100倍40 - 100赫兹电力瘫痪学科(77年]。所以肌肉污染是一个重要的问题在定义伽马脑电图在冥想中。

6。结论

如今,补充疗法如冥想开始用于临床实践。理解neuroelectrical冥想的影响是一个重要的研究领域,尤其是考虑到冥想技巧在临床实践中的应用和治疗。研究基于脑电图的脑电波信号可以帮助医护人员检查大脑的活动水平和健康状态的基础上,可以应用于不同的冥想训练进步精神健康。本文广泛的神经机制下各种冥想风格了。详细定量分析各种冥想状态,像禅宗CHAN正念,TM,内观,昆达里尼瑜伽,冥想和其他样式被描述通过脑电图乐队和一致性。已经得出结论,增加独立的大脑处理观察任务状态相比,在冥想中休息。更严格的研究需要有更好的设计,考虑到客户性格特征等变量避免风险,随机对照试验,长期影响,大样本大小。更严格的临床试验,专注于冥想的使用也是必需的。在进一步调查活动可以增加神经解剖学探索心灵和身体的机制。信号处理领域的认知神经可塑性方面也进行了讨论。 A superior research is still required to categorize the EEG signatures corresponding to different practices.

总之,高度发达的冥想的研究方法将科学探索潜在的脑功能可能是有益的社会福利。大规模研究探索冥想的神经生理的影响,但仍是要做探索这一领域所提出的各种研究。

利益冲突

作者宣称没有利益冲突方面综述论文的出版。

承认

作者要感谢他们的教师们有给他们伟大的建议和支持。

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