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冥想的生理效应 ——脑电波a波的变化及其意义

2011-05-02
生理效应,脑电波a波
冥想的生理效应 ——脑电波a波的变化及其意义
北京大学 褚德萤 北京 100871
瑜伽和气功的锻炼本质上是相通的,都是通过调身调心调息使身心松弛,经脉畅通,健身开智。历来各种功法的效果都是通过练功人自己的体验和自身健康状况的改变来证实的,“想知道梨子的滋味你就亲口尝一尝”,“实践是检验真理的唯一标准”。

除了通过练功人的亲身感受了解各种松弛训练的效果外,科学家们对未知领域的好奇心加上近代科学技术的进步,国内外已经或正在进行各种科学实验和测量,使得对瑜伽和气功锻炼效果的验证和评价离开了人的主观体验,实验数据不但为我们提供了训练效果的客观说明,同时对于揭示人体奥秘特别是人脑的开发和训练提供了实验根据。

练功中用主观意志抑制日常生活中的复杂思维,所谓以一念代万念、排除杂念,同时配合调身调息,即一定的身体姿态,一定的呼吸方法,达到入静的状态,即身心松弛,与此同时大脑不但得到深度休息,而且被诱导进入迸发创造性思维火化的智能态,这种锻炼也是冥想法(meditation)的内涵。现代科学对人脑的研究已形成一门脑科学,对人们研究思维科学给出物质基础。

近代科学研究表明人脑是高度复杂的开放系统,就其结构来说[1],人脑由100亿个神经元(即脑细胞)和1000亿个神经胶质细胞以及联系神经元的10000亿个神经突触组成,100亿的概念相当于目前地球人口总数的2倍,相当于银河系中的星星数,仅此数目就可以说明重量仅有1.6公斤的人脑可能是世界上最复杂的系统; 就其功能来说,它不间断地与环境进行物质、能量和信息的交换尤显复杂。对这样复杂系统的活动如何进行调控、训练和测量呢?我们知道瑜伽和气功以及其他许多有益的活动都能对大脑起到调控的作用。近代技术的进步,可以通过测定脑电波和正电子断层扫描仪成像等技术来研究脑的活动并考察各种训练方法的效果。

人们已经发现当人处于不同状态时,比如思考问题、休息、睡眠等状态的脑电波不同[2],当大脑处于松弛状态时脑电呈现a波为主,即每秒钟脑波动约为8-13次,每秒钟波动次数即Hz(赫兹)数。 而当人脑进行积极思考,识别判断、逻辑推理等复杂活动时脑波以b波(13-30Hz或高达500Hz)为主,睡眠状态以d波(0.5-4Hz)为主,而处于深度思维突然顿悟或灵感状态时往往为q波(5-8Hz)。 人们还发现脑的不同部位的功能也是有分工的,可以粗略地把脑域分为左脑、右脑和前部、后部,其功能大致如图1所示[1]。脑的不同部位可能执行不同功能,并呈现不同脑电波,如在进行逻辑思维时左脑以b波为主,同时右脑以a波为主,工作状态下前脑以b波为主,后脑以a波为主。 为了评价各种松弛法的效果日本医科大学的河野贵美子[3],作了一系列的脑电波实验,用a波的变化来观察不同松弛法的效果。

实验中测试对象闭着眼睛,参比电极置于双耳部,用16个单电极同时测定不同部位的脑电波。主要考察了与松弛效应有关的训练方法:气功、冥想、催眠、气味治疗、音乐鉴赏、水族鉴赏(如饲养热带鱼,安静态时想自己养鱼缸的情形)。 每种测量包括各松弛法实施前的安静态,训练中、和停止训练后一段时间内的脑电波。 以训练之前安静态的数值为基准,用实测值对基准值的比值来标识训练前后的变化,用傅利叶解析法(FFT)给出时间平均和不同样本的平均值。 着重考察三个指标(1)把后脑部a波平均振幅的大小作为松弛程度的标志;(2)脑电波频率即每秒波数的变化标志脑部活动状态的变化;(3)后脑和前脑a波的位相差意味对事物专注程度的变化。实验结果如图2,3,4,5所示。

a波的平均振幅值 图2给出各种松弛法实施中及训练后安静态下的a波振幅值与训练前安静态的数值之比。 由图可见,气功和冥想结束后的安静态下a波平均振幅增加值最大其它情况下,训练期间a波振幅值还不如练习前静态时大(比值小于1),所以训练结束,收功后最好再静静的坐一会儿,可体会和增强训练的效果。 这种后效应在其他类型的实验中也经常可以观察到,持久地训练可以使结果巩固强化。

a波周波数(频率)的变化 图3所示是训练期间和训练后安静时每秒钟波数与训练开始前安静态的变化值。 除了冥想之外,其他所有方法都使脑电波数增加0.1-0.4Hz,有趣的是只有冥想法使脑电波减少,可达-1.2Hz。 这个现象说明什么问题呢? 说明通过冥想训练脑电波变慢了,原来测定的a波每秒钟振动次数为8-13Hz,冥想中如果波数减少1.2Hz, 其下限可以落到5-8Hz的q波范围,是大脑处于顿悟出现灵感的智能状态,表明如果持之以恒的训练,对于开发智慧,调动大脑的潜能大有裨益。

a波的后脑与前脑间的相位差

通常后脑的a波较大,图4表明在作气功或冥想时a波迅速向前脑扩张,工作或学习时前脑以b波为主,a波增强表明前脑从工作态中解脱出来,得到休息。实验结果表明冥想法效果尤为突出。

后脑a波的左右比 松弛训练的目的之一是使疲劳的左脑得到休息,同时调动右脑的活动力。图5给出后脑右侧a波振幅对左侧的比值,以a波振幅大小作为松弛的标志,在训练前安静态时该比值大于1,表明右脑的a波振幅值较大,相对较为松弛。在训练中和后安静期比值下降,如对冥想训练,由1.25 降到1.05, 表明右脑半球的a波强度下降,因而比训练前更加活跃,而左半球的a波有相对增强的趋势,得到休息。 在各种松弛训练中冥想训练引起的比值下降还是最明显的。

脑电波实验结果给了我们启示,即各种松弛训练不单纯是为了休息,睡眠时d波(0.5-4Hz)应该是脑休息最好的方式,但是冥想等各种训练人体松弛的方法不仅是使大脑的各部分得到调整休息,同时使大脑保持最佳活动状态,以便更好的继续从事其它脑力活动,通过训练,诱导脑的活动部位发生转换,激活右脑,改变人们偏重使用左脑的习惯,促成脑力活动的总体平衡。

这个过程不但有利于人的健康,而且达到训练和开发大脑智慧的目的。 我们还特别注意到在训练后的安静态往往产生更加显著的变化,这个结果提示我们应该持之以恒地坚持训练。 由各种松弛方法的脑电波测定结果,可以了解到冥想法是最有效的休息、训练、开发大脑的方法之一。

致谢:本文写作过程得到北京大学李挺举教授帮助,特此致谢。

参考文献
1. 彼德•罗塞尔[英] 大脑的功能与潜力, 中国人民大学出版社,北京,1988
2. 马蔼乃,大脑脑能与创造力的探索,系统辩证学学报,Vol.12No.1 2004,1, pp6-12
3. 河野贵美子,从脑波看各种松弛法,日本替代互补传统医学联合会会志, Vol.1 No.2, 1999.8. pp 53-57

图1. 左右半脑的功能

图2. 后头部a波的平均振幅值对最初安静态的比值

图3. 后头部与前头部a波之间的相位差对最初安静态的比值

图4. 后头部左右脑a波振幅之比值
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