Scientific journal

International Journal of Applied and fundamental research

ISSN 1996-3955

ИФ РИНЦ = 0,593

Настоящая работа представляет результаты лонгитюдного исследования, выполненного с целью получения ответа на вопрос о том, вызывает ли практика освоения дзадзен медитации нейропластические изменения мозга. Речь идет о макроуровне, связанном с изменением сетевой структуры мозга, обеспечивающей взаимосвязь между различными мозговыми областями. Дэвидсоном [1] было проведено исследование добровольцев, практиковавших медитацию (mindfulness meditation) каждый день по 1 часу, на протяжении 8 недель. Показано, что медитация может изменять мозговую деятельность и иммунную функцию в позитивном направлении. Многочисленные исследования Дэвидсона и его коллег показали, что мысли, упражнения и различные виды медитаций могут приводить к нейропластическим перестройкам в мозгу здорового человека [2–4]. Это в большой степени соотносится с философией тибетского буддизма. «Из всех направлений современной нейрофизиологии нейропластичность имеет самый большой потенциал для осмысленного взаимодействия с буддизмом», – говорит нейрофизиолог Ричард Дэвидсон.

Мы предположили, что наличие нейропластических изменений отразится на нелинейном показателе энтропии фоновой ЭЭГ. Как известно, энтропия ЭЭГ снижается при наркозе [5, 6] и положительно связана с адаптивностью мозга [7]. В [8] показано, что продолжительная практика медитации приводит к эндогенному увеличению энтропии колебательной активности мозга. Наиболее заметные эффекты наблюдались в структурах мозга, критически вовлеченных в процессы осознания и внимания. У краткосрочно и долгосрочно медитирующих в дзен практике были найдены постоянные структурные изменения в медитирующем мозге [9].

Для вычисления показателей энтропии ЭЭГ использовался метод рекуррентного количественного анализа, основанного на количественной оценке рекуррентных диаграмм. Этот метод, разработанный Сбилутом и Вебером [10], стал весьма популярным в последние годы. Его важное преимущество, в частности, состоит в возможности использования для анализа коротких временных рядов с шумом. К тому же этот метод позволяет анализировать активность системы независимо от числа и динамической природы индивидуальных источников [11].

Материалы и методы исследования

В опытах исследовались 4 человека (три женщины и один мужчина), которые добровольно изъявили желание принять участие в лонгитюдных экспериментах, посвященных обучению дзадзен медитации. Каждый испытуемый был проинструктирован о технической процедуре эксперимента. Никто из испытуемых не имел предварительного опыта практики медитации дзадзен. Исследование осуществлялось в течение полутора месяцев. Испытуемые посещали лабораторию три раза в неделю (в дневное и вечернее время) для записи ЭЭГ в процессе медитации дзадзен. До первого посещения лаборатории каждый испытуемый прошел обучение практике дзадзен в специализированном дзен-центре традиции Сото в Санкт-Петербурге под руководством монахини со стажем практики 11 лет. Во время первого посещения с каждым испытуемым проводилось краткое собеседование, он подписывал информированное согласие и прослушивал устный инструктаж по технике медитации дзадзен, во время которого объяснялась задача на время практики и давалась инструкция относительно необходимой позиции тела. Во время практики дзадзен испытуемым предлагалось сидеть на специальной подушке для медитации так, чтобы колени упирались в пол, позвоночник был прямым. Испытуемых просили сидеть с открытыми глазами, расслабленным взглядом смотреть на стену перед собой под углом 45 градусов, что соответствует теxнике медитации дзадзен, практикуемой в дзен-буддизме. Перед ними ставилась задача наблюдать свое дыxание, возвращать внимание к процессу вдоxа и выдоxа в случае, если испытуемый отвлекся на мысль или какой-либо другой фактор. Для того чтобы понять истинную сущность дзен-медитации, процитируем выдержку из работы Тайсэн Дэсимару Роси: «Истинный Дзадзен заключается в тихом сидении в правильной позиции. Это не какое-то особое состояние, это нормальное состояние человеческого существа: молчаливое и спокойное, без возбуждения. Дзадзен означает успокоить ум и сконцентрировать ум и тело. В дзадзен нет цели, нет стремления что-либо получить, нет специального усилия или воображения. Это не знание, которое нужно постичь умом. Это только практика, практика, являющаяся истинными вратами в счастье, покой и свободу» [9]. Важно подчеркнуть следующий момент. Практикуя, не надо стремиться чего-либо достичь. Не надо ставить цель, необходимо только концентрироваться на позиции дзадзен, на дыхании и состоянии ума. Учитывая это, следует подчеркнуть, что экспериментатору трудно дать объективную оценку успеха при осуществлении медитации. Это факт подчеркивается в классических трактатах о дзадзен медитации.

Запись ЭЭГ осуществлялась с помощью электроэнцефалографа фирмы Нейровизор в программе Неокортекс, фильтр высокой частоты устанавливался на 0,53 Гц, а фильтр низкой частоты – на 30 Гц. Частота квантования равнялась 1000 Гц.

Расположение электродов осуществлялось по международной 10–20 системе. ЭЭГ регистрировалась монополярно в следующих 22 отведениях: Fp1, Fp2, F3, F4, F7, F8, Fz, C3, C4, Cz, T3, T4, T5, T6, P3, P4, Po3, Po4, Pz, O1, O2, Oz. Кроме того были поставлены два электрода, расположенные между Р3 и О1 (Ро3) и Р4 и О2 (Ро4). Референтным электродом служил электрод, объединяющий мочки ушей. С целью контроля движений глаз велась запись ЭОГ с двух электродов, расположенных по диагонали вокруг правого глаза.

В начале каждого опыта записывалась фоновая ЭЭГ при закрытых и открытых глазах (по 1 мин), затем производилась запись ЭЭГ во время осуществления практики дзадзен в течение 20 мин, после чего снова записывалась фоновая ЭЭГ при закрытых и открытых глазах (по 1 мин). Рекуррентный анализ был реализован с помощью программы «IM Recurrence Analyst».

Для каждой фоновой серии в условиях с открытыми глазами для каждого из 22 отведений ЭЭГ вычислялись значения показателя энтропии (ENTR) до медитации и после медитации. Наряду с этим вычислялись показатели энтропии для последовательных серий медитации в процессе обучения. Длительность эпохи анализа составляла 50000 точек, что соответствовало 50 с. Статистический анализ данных осуществлялся с помощью пакета программ SPSS (ANOVA), при этом у каждого испытуемого все последовательные фоновые серии до медитации сопоставлялись с фоновыми сериями после медитации. Полагалось, что, если процесс обучения дзадзен медитации сопровождается нейропластичными изменениями, то фоновые показатели ЭЭГ до и после медитации будут значимо различаться.

Мера энтропии соотносится с энтропией Шеннона частотного распределения длин диагональных линий на рекуррентных диаграммах. Вычисление энтропии осуществлялось с помощью формулы

где P^ε(l) – частотные распределения длин l диагональных линий.

Результаты исследования и их обсуждение

Для каждого из четырех испытуемых были вычислены показатели энтропии фоновых ЭЭГ и ЭЭГ во время медитации. При этом рассматривались последовательные серии, начиная с первой и кончая последней. В случае медитации анализировались, как правило, четыре последовательные серии (первая, две в середине и заключительная серия). Рассмотрим последовательно результаты всех испытуемых.

У испытуемого 1 выявлена значимая динамика (Р<0,001) значений энтропии в ходе выполнения последовательных медитаций (таблица).

Усредненные по всем отведениям значения энтропии ЭЭГ в последовательных сериях медитации для испытуемых 1, 3 и 4

Сопоставление энтропии ЭЭГ в фоне после медитации с фоном до медитации (рис.1) также выявило значимое увеличение энтропии после медитации. Различия высоко достоверны (Р<0,0001). У испытуемого 2 значения энтропии ЭЭГ при последовательных сериях медитации не выявили значимых различий (рис.2 (слева)).

Для испытуемого 3 (таблица и рис.3 (справа)) в процессе медитации значения энтропии возрастают, однако к последней серии происходит уменьшение энтропии, эта динамика высоко достоверна (P<0,001). Однако никаких значимых изменений в фоновой ЭЭГ не наблюдается.

У испытуемого 4 (таблица и рис.3) наблюдалось высоко достоверное увеличение энтропии на всем протяжении процесса обучения медитации от первой серии к последней (P<0,0001). Следует подчеркнуть, что этот процесс сопровождался значимым уменьшением энтропии фоновой ЭЭГ после медитации (значимость различий (Р<0,001).

Рис. 1. Энтропия фоновой ЭЭГ до медитации (квадратные маркеры) и после медитации (круглые маркеры) для испытуемого 1

Рис. 2. Показатели энтропии фоновой ЭЭГ до (квадратные маркеры) и после (круглые маркеры) медитации для испытуемого 2 (слева) и испытуемого 3 (справа)

Рис. 3. Показатели энтропии фоновой ЭЭГ до медитации (квадратные маркеры) и после (круглые маркеры) для испытуемого 4

Одна из проблем, возникающих при интерпретации полученных результатов, связана с отсутствием объективных показателей, характеризующих успешность медитации. Приведем цитату из классической современной работы по практике медитации дзен «Сознание дзен, сознание начинающего»: «Строго говоря, любое прилагаемое нами усилие не способствует практике, ибо оно порождает волны в нашем сознании. Однако невозможно добиться спокойствия нашего сознания, не прилагая никаких усилий. Нам необходимо прилагать определенные усилия, но, делая это, мы должны забывать себя. В этой сфере нет ни субъективного, ни объективного. Наше сознание просто пребывает в спокойствии и даже лишено всякого самосознания. В таком отсутствии самосознания исчезает любое усилие, любая идея или мысль. Поэтому так важно ободрять себя и не прекращать усилий до самого последнего мгновения, когда исчезает всякое усилие. Следует удерживать сознание на дыхании до тех пор, пока вы не перестанете сознавать свое дыхание» [9, с.41].

Среди четырех испытуемых лишь у одного (испытуемый 4), судя по данным энтропии ЭЭГ при медитации, на протяжении всего периода обучения наблюдалось увеличение отрицательных значений энтропии. У испытуемого 1 энтропия возрастала к третьей серии, а затем начинала уменьшаться вплоть до последнего сеанса медитации. Анализ данных энтропии ЭЭГ при медитации позволяет предположить, что в случае успешной медитации происходит увеличение отрицательных значений энтропии. Справедливость положения, что медитация дзадзен должна приводить к увеличению энтропии, подтверждается представлением адептов дзадзен о том, к какому результату должна приводить медитация. «Недвижимый» или «неподвижный» ум – это не застывший и фиксированный, или непередвигаемый, как дерево или скала, ум. Напротив, неподвижный ум есть ум, который не зафиксирован нигде, который не останавливается и не остается ни в одном месте. Этот ум всегда в движении, потому что он не остановился или не ухватился за что-либо. Вот что означает иметь «неподвижный» ум.

Рис. 4. Разница энтропии фоновой ЭЭГ до (квадратные маркеры) и после (круглые маркеры) медитации, соответствующая увеличению (левые графики) и снижению (правые графики) энтропии ЭЭГ при медитации (таблица). Значимость различий слева P<0,05, справа Р<0,001. Испытуемый 1

При рассмотрении результатов испытуемых 1 и 4 возникает некий вопрос, состоящий в том, что у них после медитации энтропия фоновой ЭЭГ обнаруживает разную направленность: в первом случае она возрастает, а во втором – падает. Однако анализ динамики энтропии при медитации у испытуемого 1 показывает вначале увеличение энтропии, а затем ее падение (таблица). Мы осуществили сопоставление энтропии фоновой ЭЭГ до и после медитации раздельно для случая, соответствующего увеличению энтропии ЭЭГ при медитации и для второй половины, когда наблюдалось падение энтропии. Полученные данные приведены на рис.4. Действительно, в случае увеличения энтропии ЭЭГ при медитации наблюдается снижение энтропии в фоновых условиях. Итак, получается, что при увеличении энтропии ЭЭГ в ходе медитации энтропия фоновой ЭЭГ после медитации значимо уменьшается по сравнению с энтропией фоновой ЭЭГ до медитации. И наоборот, если энтропия в результате медитации уменьшается, то энтропия фоновой ЭЭГ после медитации возрастает. Как можно объяснить этот результат? В первую очередь мы должны сделать вывод, что показатели фоновой ЭЭГ после медитации значимо снижаются, что свидетельствует о наличии эффекта нейропластичности. Можно сделать предположение, что это происходит из-за того, что при переключении на фоновое состояние мозг возвращается к своему итоговому состоянию сниженной энтропии.

Возможно, этот факт является следствием малой продолжительности занятия медитацией и в случае опытного медитатора энтропия фоновой ЭЭГ будет иметь большие значения. Что же касается обратного эффекта, его достаточно трудно интерпретировать, за тем исключением, что у испытуемого 1 в процессе обучения медитации меняется знак энтропии в сторону уменьшения, и поэтому трудно интерпретировать такой результат как успешное обучение.

Заключение

Итак, резюмировать полученные результаты можно следующим образом.

У испытуемого 2 отсутствие изменений энтропии ЭЭГ между последовательными медитациями сопровождалось отсутствием значимых различий в показателях энтропии фоновой ЭЭГ. С другой стороны, у испытуемого 3 значимые различия в показателях энтропии ЭЭГ в последовательных сериях медитации не сопровождались наличием достоверных различий в показателях энтропии фоновых ЭЭГ. Однако результаты, полученные у двух испытуемых (1 и 4), выявили значимое влияние обучения медитации на характеристики энтропии фоновой ЭЭГ, что можно рассматривать как свидетельство нейропластических изменений.

Работа поддержана Российским Фондом Фундаментальных Исследований (РФФИ) № 19-07-00337.