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禅修与认知神经科学
来源:智悲佛网 作者:原军超 发表时间:2014-11-17 22:21:03
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禅修时,大脑里大量散在的神经细胞集团进行了高频率的、时间精度非常高的同步化,大脑中的两个情绪回路发生了改变——代表快乐情绪的左前额叶的活化和对代表负面情绪的右前额叶的去活化。通过心智的训练可以影响脑的物理变化,明显激发出神经同步现象,改变大脑。

      

      今天主要跟大家分享的是,西方关于禅修与认知神经科学的一些研究现况。


      1.佛教与科学的对话

      

      藏传佛教在西方传播的过程中,有很多人加入进来,其中不乏科学家的身影。科学家总会不自觉地把自己以前的学识,用在对佛教或者对禅修体验的理解上。所以说佛教也需要有一个途径,更好地让现代人理解佛法到底是什么。沈家祯先生说过:“科学知识的辅助,就像坐在一个汽船里驶往汪洋的彼岸,远比乘几千年前的帆船要容易得多。”


      引用爱因斯坦的一段话,大体意思是说:未来宗教将是一种宇宙宗教,它应超越人格上的上帝与避免神学的教条。它包括自然界和精神两个方面,应该建立在一种宗教感的基础之上。这种宗教感更多的是一种统一性的体验。他认为佛教符合这种描述。爱因斯坦还说过,如果有一个能够应付现代科学需求,又能与科学共依共存的宗教,那必定是佛教。

      

      其实这种交流在20世纪80年代时就已经开始了,每年会议都会有一些论文集,在台湾有翻译的版本。


      第一届交流会议在1987年举行,议题是佛教与认知科学的对话,成果为《优雅的桥梁,关于佛教与科学》。第二届是1989年举行的,主题是佛教与神经科学的对话,也发表了论文。第三届在1990年举行,是关于情绪和健康的讨论。这几届都是藏传佛教与现代科学的交流。


      1992年主题是关于睡眠、做梦与死亡,1995年主要是利他伦理学还有慈悲的讨论,1997年就开始讨论新物理学与宇宙论。


      1998年之后,是关于量子物理学的认识论和东方冥想,2000年讨论消极情绪,开始考虑心理健康的问题。


      2001年主题是关于心脑与情绪之间的转化,它奠定了藏传佛教与西方认知神经科学家亲密合作的基础。科学家们请了一些高僧到美国实验室去做具体的禅修实验。议题重点是科学家和佛教徒应该怎样来合作,怎样运用现代脑科学的一些仪器(比如FMRI——功能性磁共振成像,EEG——测量脑电波,它们均在心理学以及认知神经科学应用较多),来研究禅修对我们的知觉、情绪、大脑的影响。


      现在神经科学的一个重要研究领域,就是关于神经的可塑性问题,是有关记忆、注意力以及心理的作用,到底能不能让脑神经发生变化的问题。会议成果《训练你的心灵,改变你的大脑》(台湾译)。


      2002年是讨论物质和生命的本质,2003年进行身、心、智研究。


      2004年是以夏令营的形式讨论神经可塑性,2005年是关于禅修的科学性和临床应用,2006年主题是慈悲与科学,2007年开始讨论单一原子的宇宙。2007年后半期开始讨论一个重要的问题,请一些直接受禅修影响的心理疗法(比如正念认知疗法)的创始人到印度,一起来讨论关于正念、慈悲与抑郁症的治疗。


     2.从认知神经科学看禅修


      现代宗教心理学、宗教认知神经科学有个基本假设,就是宗教经验都是大脑活动的产物,是一种神经化学的作用。其中有三种比喻,第一,God-poison,就是认为宗教经验是一种毒药,是上帝的毒药,认为基督教是一种上帝在脑袋里的毒药。第二,A cognitive virus,它也是一种毒,就是认知的病毒。第三种观点比较流行,即God spot,就是上帝之点(或上帝之脑),就是认为产生认知一个事件,就会在大脑某个特定的区域找到一个定位。


      后来科学家做实验,让一些修女向上帝祈祷,然后对她们的大脑进行相关的观测研究,试图搞明白在祈祷期间,到底大脑神经会在哪些地方发生与之对应的变化。遗憾的是这一类实验并不成功。这一过程的经验是多面的,大脑中至少有十几个区域都牵涉到各种各样的神经回路(自我意识、情感、空间、心智意象等)。所以有上帝之点存在的观点基本上被驳斥了。


       后来,东西方就有了真正的禅修认知神经科学的研究。从90年代开始,科学家已经展开了对禅修研究的实验。但是那个时候有很多困难,不仅仅是在技术上的,更多是互相沟通的困难。比如佛教禅修跟科学到底有什么关系,脑科学与禅修到底有什么关系等等。


     1.1认知心理学的实验


      下面介绍一个认知心理学里基本的实验——Stroop实验。一张图片有好多单词,一类单词的颜色与词义相符合,另一类是两者不相符。然后问你:它们什么颜色?


      结果是当这个单词的意义跟其本身的物理属性发生冲突的时候,就会让被试的反应速度发生变慢的现象。科学家用这个来测试禅修者,实验结果表明经过禅修的人注意力很强,他不受这个干扰。


      另一个实验是观察禅修者的状态,用录像机及各种方式来记录僧人的禅修状态。用声波仪,记录僧人在念咒语的时候其声波的情况,而后进行分析。用脑电仪,上面小白点就是导联数,一个小白点代表一个电极,它电极比较少,能够测量的脑电波的区域分布就比较少。


      受测试的修行人有个最大的疑问,无形的心灵怎么能够用有形的仪器进行测量呢?禅修者认为研究禅修最好是亲身经历,所以僧侣们就一直鼓励科学家们一起来禅修,一起来尝试,试过就知道了,科学家们不能只是拿那个仪器来测。


      后来,美国科学家们邀请一些高僧大德到实验室进行参观,介绍他们现在的实验仪器是什么样的,它们到底有什么作用,极力宣传这些研究对佛教来说确实很好。交流确实起了作用,从2001年开始,开始进行正式的认知神经科学试验了。


     1.2认识神经科学的实验


      CT在认知神经科学研究中基本用得不多,在医学上用得比较多。它主要是测量人的解剖状态,如大脑的解剖。磁共振成像扫描后是大脑解剖图。但是,让心理学认知神经科学,光有解剖图是没用的,它需要功能图。所以改造后又加了一个功能成像(function),也就有了现在的FMRI——功能磁共振成像。


      对于具体的认知事件,大脑会有一个反应,这个反应通过功能性磁共振成像能够测出来。它的基本假设是,认知过程在大脑发生了物理化学的变化,所以在大脑某一区域血液中的含氧量就会上升,即消耗更多的氧分子。在磁共振的作用之下,这些带负电荷的氧分子会形成一种正向排列,通过仪器就可以测出该区域。


      脑电仪的优点是时间精确度较高,而磁共振成像仪的优点是空间精确度较高,即定位较准确,但是定位的时间会有延迟。磁共振成像仪的测量结果,就是大脑的某个区域发亮,说明这个区域发生反应了,也就是说供血中的氧含量增大,说明这个区域与刚进行的认知事件有关联。


      1.2.1视觉专注力的实验


      关于视觉专注力的测验实验,要求专注于一个佛像。


      会让被试者持续注意30到40 分钟。过程之中所呈现的佛像会突然闪一下,同时要求被测试者马上按键,就是说明看到了。很多禅修者,专注力比较高,在佛像一闪时马上就注意到了,这是需要长期的禅修训练的。对照组就是我们普通人,反应时间比较长。

 

      

       2004年,威斯康星大学心理学教授戴维森研究团队在美国国家科学院院刊(PNAS)上发表了论文。这篇论文发表之后,该杂志已经发表了七八篇关于禅修的论文了。论文是关于长期禅修者的实验发现的一个现象,就是自发性的高伽马波同步的现象。


      普通人伽马波一般是20赫兹以上,它是一种脑细胞的共振现象,与注意力的集中程度有关,也与情绪的控制有关,也和新洞见有关。突然想到什么解决办法的“啊哈,原来是如此”,这种新洞见在心理学上叫“顿悟”,属于思维研究中问题解决、推理与决策领域,但是跟佛教所说“顿悟”差距很大。

 

      实验组是8位资深的禅修者,年龄在34-64岁之间,一般有15-40年的禅修经验,属于宁玛派和噶举派传承。对照组是10名普通大学生,他们表示对禅修有兴趣,年龄在19-22岁之间;在正式实验之前,进行了一星期左右的禅修学习。


      15-40年的禅修训练一般来说是进行了1万个小时以上的禅修,也就是连续3-4年,基本上就是这样的。他们每个人至少要经过一次3年3个月零3天的闭关,其中有些人经过了多次这样的长期闭关。实验中用的禅修方法主要有三种:第一,是有所缘的安住;第二,是无所缘的安住;第三,是“悲心”的禅修。


      实验是专注于屏幕上的一个白点,就是在一个黑色屏幕上的一个白点。被测试者一直看着,然后测大脑的反应。结果是一般人很难维持,因为一直看着一个白点一会就模糊了,而这些佛教的修行者们看这个白点会连续看数个小时还意犹未尽。


      大脑扫描结果表明,当长时关注的时候,与注意力相关的脑区会活化。FMRI扫描显示,大脑传统专注力网络的共同区域有活化的现象,包括脑顶内沟、额叶眼动区、丘脑、脑岛、外侧枕叶与基底核。资深禅修者在额至顶叶的网络中出现更多的活化,这些增加的活化代表了他们持久的注意力以及这些能力的特殊神经关联。


     1.2.2“悲心”的禅修实验


      下面介绍“悲心”的禅修实验。


       这次活化的区域则为纹状体、前脑岛、体感觉区、前扣带回和左前额叶,并且伴随着右前顶叶去活化的现象。其中比较重要的是左前额叶的活化与右前顶叶的去活化,这是很重要的一个现象。因为这个时候禅修用的是一个利他的心,要产生的就是一种利他的心理活动,这时活化的区域与感觉状态有关,还与计划有关。额叶是管计划的,该区域还与正面的情绪有关。


      实验过程分为禅修前、禅修中、禅修后三个阶段。什么意思呢?就是在禅修之前,测试基准状态,然后过程之中测试,在禅修结束之后继续测。


      在这个测试实验中,僧人戴上电极感应器,观测伽马波的振荡。实验组的伽马波震荡非常强烈,强烈到当时把戴维森都吓到了。当时的仪器是用纸来记录伽马波,那个纸的“反常”记录情况让他以为是机器发生问题了。

 

 

      伽马波是由脑部额叶和顶部额叶的皮质区的活动引起的,这些区域是负责人类情绪、正面思考以及与快乐相关的区域。普通人的伽马波是20赫兹或者以上,但是僧人却达到80赫兹以上,已经超过当时普通仪器可以记录的水平了。


      如有兴趣,可以查阅相关资料。于禅修中间,大脑前额叶的皮质区脑电波反复震荡,反应尤其强烈。通过数据我们已经看到即便在静止期间,实验组已经超出了对照组,超出了我们普通人。喇嘛组的数值平均来讲是学生组的8倍以上,最好的能达到普通学生禅修状态的13倍。禅修结束的时候实验组数值仍然高于对照组。


      根据检测结果最后发现:禅修前,实验组僧人的伽马波基准状态已经超过对照组。禅修中,实验组僧人的大脑前额叶皮质区伽马波反复振荡,反应尤其强烈,比起对照学生组,其数值升高大约8倍以上,个别最高值能达到13倍;这些数值也是当时所有非病理研究所报道的最高数值。禅修结束后,实验组的数值仍然高于对照组。


     1.2.3神经同步化实验


      下面介绍第三项检测,即神经同步化的检测。


      神经同步化是大脑完成专注、记忆、学习和认知等功能所必须的。而这次实验结果发现,实验组僧人大脑里神经细胞的长距离同步化能力远远超过了对照组。说明在禅修时,大脑里大量的神经细胞进行了功能协调作用,也说明僧人的神经细胞的协调能力远远超过了对照组的学生。


      总之,这些实验数据说明,在禅修时,大脑里大量散在的神经细胞集团进行了高频率的、时间精度非常高的同步化。而实验中发现伽马波振荡幅度是逐渐增加的,这种现象也符合现在学术界的一种观点,即:神经细胞的同步化是一个复杂的相互交联过程,因此需要一定时间来完成,而且其同步化程度与参与的神经细胞集团数量成正比。


     3.认知神经科学实验带来的启示


      实验证实,禅修的神经学作用体现在伽马波基线值的改变,这些改变意味着禅修可以改变我们的情绪,可能让我们更快乐。


      因为禅修主要改变了两个情绪回路。第一个改变是左前额叶的活化以及右前顶叶的去活化。前额叶活化不对称代表了不同情绪:通常右侧活化代表负面情绪,左侧活化代表快乐情绪。若右侧活化程度大于左侧,表示产生了担忧、焦虑、悲伤、对生命不满意等情绪,最极端的情况就是忧郁症。若左侧活化程度大于右侧,则表示感觉机敏、有活力、热心、喜悦、更有安全感,也就是说有更快乐的感觉。


      戴维森教授的实验结果显示,资深禅修者的左不对称数值,即左侧活化程度,大大地超过右侧的值,是有史以来最高的。在实验者中,最有代表性的是明就仁波切在“无缘悲心”的禅修实验中,其左侧神经区域的活化强度是最高的,增加了700%以上(对照组只提升了10%-15%)!因此,明就仁波切被《时代周刊》评为是世界上最快乐的人,他自己也写了一本很有影响力的书——《世界上最快乐的人》。


      第二个改变是强化了神经元从前额叶到杏仁核的连结。杏仁核与情绪有关。这种改变是负面情绪的一种“去活化”现象,就是让你的负面情绪减少,让你的正面情绪很高。产生快乐不完全是左前额叶高度活化的直接结果,还要强化神经元从前额叶到杏仁体的连结大脑认知部位的讯号,让它传达至情绪的部位,从而造成前额叶基本活化样式的改变。


      实验时给测试者一张凄惨的图。看到这类图一般人的反应是会生起恶心的感觉,并促使杏仁体的活化,其活化与烦恼性情绪有关。而禅修者的内心则是期望图中受苦者能够复原、脱离苦海。


      明就仁波切在采访中诉说了实验的一些细节情况,科学家给他戴上一个头套,把头送进一个黑洞里(也就是FMRI之中)。然后是突然听见儿童的惨叫声或者是看到一幅悲惨的画面,让他去禅修,用慈悲心来摄持。他调侃说当时突然把他吓到了。普通人看到会有很负面的情绪生出来,一种烦恼性的情绪。但是禅修者在这个过程中,却是希望图片上的孩子早日脱离苦海,早日恢复健康,而这改变了杏仁核的信号强度,降低了它的活化。


      慈悲心能使人对他人的痛苦感觉感同身受,对他人作观察与观想后而生起特殊的情绪心态,能够自动地激发观察者的情感状态,特别是前脑岛和顶内扣带皮质的活化。换言之,愈能够感受到他人的痛苦,就愈能够进入更大的慈悲状态。


      因此,可以得出如下结论:首先,通过心智的训练可以影响脑的物理变化,明显激发出神经同步现象,这是一种很重要的物理现象。其次,正向的心灵训练,确实可以改变大脑。


      这些发现震惊了科学界!从这之后,科学家们开始大量地研究佛教禅修。所以,为了自他的安乐,让我们的伽马波震荡起来吧!

【责任编辑:东木】

标签:禅修 训练 大脑 认知神经科学

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