Die Neurowissenschaft der Meditation

Grafikerin: Meike Ufer

Von der Dichte der grauen Substanz bis zu den Neurotransmittern: Meditation verändert das Gehirn. Emotionen, Aufmerksamkeit und Introspektion, selbst Mitgefühl können mit ihrer Hilfe trainiert werden, wie Weitsprung oder Radfahren.

Wissenschaftliche Betreuung: Susanne Leiberg

Veröffentlicht: 29.04.2014

Das Wichtigste in Kürze
  • Regelmäßiges Meditieren beeinflusst das Gehirn nachhaltig.
  • Emotionskontrolle, Aufmerksamkeit, Introspektion, selbst Mitgefühl können mit geeigneten Meditationspraktiken trainiert, das Schmerzempfinden beeinflusst werden.
  • Meditationseffekte lassen sich auch in der Konzentration von Neurotransmittern nachweisen: Yoga-Übungen erhöhen den Gehalt des entspannend wirkenden Botenstoffs GABA im Gehirn.

GABA

GABA/-/GABA

GABA ist eine Aminosäure und der wichtigste inhibitorische, also hemmende Neurotransmitter, der bei der Informationsübertragung zwischen Neuronen an deren Synapsen als Botenstoff dient.

Im Waisman Laboratory for Brain Imaging and Behavior in Wisconsin-​Madison bietet sich ein ungewöhnliches Bild: Ein buddhistischer Mönch sitzt auf der Liege eines Hirnscanners (MRT) und rafft sein orange-​rotes Gewand zusammen. Er wird Richard J. Davidson und sein Team mit modernstem Gerät zusehen lassen, was in seinem Gehirn geschieht, während er eine uralte Meditationstechnik praktiziert. Aus der Esoterik-​Ecke ist die Meditation längst heraus. Nicht nur im Rahmen der kognitiven, affektiven und sozialen Neurowissenschaften gilt sie als seriöser Forschungsgegenstand. Auch immer mehr Ärzte und Psychologen setzen Meditationspraktiken ein, um ganz unterschiedliche Krankheiten zu therapieren oder ihre Therapie zu unterstützten, von chronischem Schmerz über stressbedingte Entzündungsreaktionen bis zu Depressionen. Wahrnehmen und annehmen – wie Meditieren heilt

„Mit der Meditation haben wir selbst die Möglichkeit, den Geist zu trainieren und unsere Gesundheit zu fördern“, sagt die Psychologin Britta Hölzel, die sich mit den neuronalen Korrelaten der Meditation befasst. Die Regulation von Emotionen, Aufmerksamkeit und Introspektion, selbst Mitgefühl und Zugewandtheit sind demnach Fähigkeiten, die trainiert werden können, wie Weitsprung oder Radfahren.

Magnetresonanztomographie

Magnetresonanztomographie/-/magnetic resonance imaging

Ein bildgebendes Verfahren, das Mediziner zur Diagnose von Fehlbildungen in unterschiedlichen Geweben oder Organen des Körpers einsetzen. Die Methode wird umgangssprachlich auch Kernspin genannt. Sie beruht darauf, dass die Kerne mancher Atome einen Eigendrehimpuls besitzen, der im Magnetfeld seine Richtung ändern kann. Diese Eigenschaft trifft unter anderem auf Wasserstoff zu. Deshalb können Gewebe, die viel Wasser enthalten, besonders gut dargestellt werden. Abkürzung: MRT.

Depression

Depression/-/depression

Phasenhaft auftretende psychische Erkrankung, deren Hauptsymptome die traurige Verstimmung sowie der Verlust von Freude, Antrieb und Interesse sind.

Aufmerksamkeit

Aufmerksamkeit/-/attention

Aufmerksamkeit dient uns als Werkzeug, innere und äußere Reize bewusst wahrzunehmen. Dies gelingt uns, indem wir unsere mentalen Ressourcen auf eine begrenzte Anzahl von Bewusstseinsinhalten konzentrieren. Während manche Stimuli automatisch unsere Aufmerksamkeit auf sich ziehen, können wir andere kontrolliert auswählen. Unbewusst verarbeitet das Gehirn immer auch Reize, die gerade nicht im Zentrum unserer Aufmerksamkeit stehen.

Keine fest verdrahtete Maschine

Dies ist möglich, weil das Gehirn keine starr verdrahtete Maschine ist. Es verändert sich mit den Erfahrungen, die wir machen. So ist etwa bei Musikern und sogar bei Menschen, die viele SMS schreiben, der Bereich der Gehirns, in dem die stark gebrauchten Finger repräsentiert sind, vergrößert. Neuronale Plastizität nennen Forscher dieses Phänomen.

Die ersten EEG-​Studien mit Yoga-​Meistern in Indien und Zen-​Buddhisten in Japan stammen aus den 1950er-​Jahren. In den 1970ern suchten amerikanische Forscher nach den Effekten der Transzendentalen Meditation, die damals in den USA en vogue war. Heute steht den Forschern neben dem EEG die Magnetresonanztomografie, der „Hirnscanner“, zur Verfügung. Seit der Jahrtausendwende erlebt die Neurowissenschaft der Meditation nun einen regelrechten Boom. „Das ist mir schon fast unheimlich“, gesteht Britta Hölzel.

Die Psychologin, die im Labor von Sara Lazar an der Harvard Medical School forschte – heute arbeitet sie an der Charité in Berlin –, konnte mit ihrer Arbeitsgruppe zeigen, dass schon ein achtwöchiges Trainingsprogramm in Mindfulness-​Based Stress Reduction (MBSR) deutliche Spuren im Gehirn hinterlässt. MBSR ist ein Meditationsprogramm, das Elemente aus Yoga und Buddhistischer Meditation aufgreift. Es lehrt, sich auf den gegenwärtigen Moment zu konzentrieren und ihm mit einer Haltung der Offenheit und des Nicht-​Urteilens zu begegnen. Nach dem Trainingsprogramm hatte bei den Versuchspersonen die Dichte der grauen Substanz unter anderem im Hippocampus zugenommen. „Das ist ein Teil des limbischen Systems und wichtig für das Gedächtnis und die Regulation der Erregung in emotionalen Situationen“, erklärt Hölzel.

Plastizität

Plastizität/-/neuroplasticity

Der Begriff beschreibt die Fähigkeit von Synapsen, Nervenzellen und ganzen Hirnarealen, sich abhängig vom Grad ihrer Nutzung zu verändern. Mit synaptischer Plastizität ist die Eigenschaft von Synapsen gemeint, ihre Erregbarkeit auf die Intensität der Reize einzustellen, die sie erreichen. Daneben unterliegen auch Größe und Vernetzungsgrad unterschiedlicher Hirnbereiche einem Wandel, der von ihrer jeweiligen Aktivität abhängt. Dieses Phänomen bezeichnen Neurowissenschaftler als corticale Plastizität.

EEG

Elektroencephalogramm/-/electroencephalography

Bei dem Elektroencephalogramm, kurz EEG handelt es sich um eine Aufzeichnung der elektrischen Aktivität des Gehirns (Hirnströme). Die Hirnströme werden an der Kopfoberfläche oder mittels implantierter Elektroden im Gehirn selbst gemessen. Die Zeitauflösung liegt im Millisekundenbereich, die räumliche Auflösung ist hingegen sehr schlecht. Entdecker der elektrischen Hirnwellen bzw. des EEG ist der Neurologe Hans Berger (1873−1941) aus Jena.

Graue Substanz

Graue Substanz/-/gray matter

Als graue Substanz wird eine Ansammlung von Nervenzellkörpern bezeichnet, wie sie in Kerngebieten oder im Cortex (Großhirnrinde) vorkommt.

Hippocampus

Hippocampus/Hippocampus/hippocampual formatio

Der Hippocampus ist der größte Teil des Archicortex und ein Areal im Temporallappen. Er ist zudem ein wichtiger Teil des limbischen Systems. Funktional ist er an Gedächtnisprozessen, aber auch an räumlicher Orientierung beteiligt. Er umfasst das Subiculum, den Gyrus dentatus und das Ammonshorn mit seinen vier Feldern CA1-​CA4.

Veränderungen in der Struktur des Hippocampus durch Stress werden mit Schmerzchronifizierung in Zusammenhang gebracht. Der Hippocampus spielt auch eine wichtige Rolle bei der Verstärkung von Schmerz durch Angst.

Gedächtnis

Gedächtnis/-/memory

Gedächtnis ist ein Oberbegriff für alle Arten von Informationsspeicherung im Organismus. Dazu gehören neben dem reinen Behalten auch die Aufnahme der Information, deren Ordnung und der Abruf.

Emotionen

Emotionen/-/emotions

Unter „Emotionen“ verstehen Neurowissenschaftler psychische Prozesse, die durch äußere Reize ausgelöst werden und eine Handlungsbereitschaft zur Folge haben. Emotionen entstehen im limbischen System, einem stammesgeschichtlich alten Teil des Gehirns. Der Psychologe Paul Ekman hat sechs kulturübergreifende Basisemotionen definiert, die sich in charakteristischen Gesichtsausdrücken widerspiegeln: Freude, Ärger, Angst, Überraschung, Trauer und Ekel.

Mitgefühl kann man lernen

Mithilfe eines Spiels aus dem Repertoire der Spieltheorie konnten Helen Y. Wang und Kollegen aus dem Labor von Richard J. Davidson zeigen, dass ein lediglich zweiwöchiges Training auf Mitgefühl für andere Menschen die Probanden altruistischer handeln ließ. Die Versuchspersonen trainierten 30 Minuten pro Tag ihr Mitgefühl für eine nahestehende Person, einen Fremden, eine schwierige Person und für sich selbst. Vor und nach dem Übungsprogramm wurde ihre Hirnaktivität mit funktioneller Magnetresonanztomografie gemessen. Verglichen wurde mit einer Kontrollgruppe, die statt des Mitgefühlstrainings Übungen zur Neubewertung von persönlichen Stresssituationen durchlief. Im Anschluss an das zweiwöchige Training mussten die Probanden beider Gruppen ein Verteilungsspiel spielen, bei dem ihre Bereitschaft getestet wurde, mit dem eigenen Geld auszugleichen, wenn ein anderer Geld unfair verteilte. Dabei zeigte sich, dass die Probanden der Mitgefühlsgruppe signifikant mehr Geld für andere einsetzten. Dies ging mit einer im Vergleich zu der Zeit vor dem Mitgefühlstraining stärkeren Aktivität im inferioren parietalen Cortex und im dorsolateralen präfrontalen Cortex einher. Beide Hirnregionen werden mit sozialer Kognition und Emotionsregulation in Verbindung gebracht. Mitgefühl und Altruismus sind also keine Eigenschaften, die eine Person hat oder nicht hat, man kann sie einüben, so die Autoren der Studie. Zudem berichteten die Probanden von größerem Wohlbefinden, geringeren Stressreaktionen und besserer allgemeiner Stimmung. Vom Mitgefühlstraining profitieren also nicht nur die Mitmenschen.

Die Effekte der Meditation lassen sich auch in der Konzentration der Neurotransmitter nachweisen. Chris C. Streeter, Perry Renshaw und Kollegen ließen eine Gruppe von erfahrenen Yoga-​Meditierenden eine Stunde lang Yoga-​Übungen machen, einer Kontrollgruppe verordneten sie eine einstündige Ruhephase. Sie fanden in der Yoga-​Gruppe nach den Übungen eine um 27 Prozent erhöhte Konzentration des Neurotransmitters GABA. Dieser wirkt entspannend und vermindert Angstgefühle. Bei der Kontrollgruppe konnten sie keine Veränderung messen.

Antoine Lutz, der ebenfalls im Labor von Richard J. Davidson arbeitete – heute ist er am Lyon Neuroscience Research Center –, interessiert sich besonders für die neuronalen Korrelate des Zustands geistiger Klarheit, von dem erfahrene Meditierende berichten. Er fand, dass diese Meditationsexperten während der Meditation kräftige Oszillationen im Bereich der Gamma-​Wellen hervorrufen können. Diese Hirnfrequenzen haben mit Lernen und der Synchronisation verschiedener Hirnbereiche zu tun. Die Forscher stellten nicht nur fest, dass sich die Oszillationen bei den Experten während der Meditation stark von denen von Anfängern unterschieden, sondern auch, dass die Grundaktivität vor Beginn der Meditation bei den Experten höher ist als bei den Anfängern.

Magnetresonanztomographie

Magnetresonanztomographie/-/magnetic resonance imaging

Ein bildgebendes Verfahren, das Mediziner zur Diagnose von Fehlbildungen in unterschiedlichen Geweben oder Organen des Körpers einsetzen. Die Methode wird umgangssprachlich auch Kernspin genannt. Sie beruht darauf, dass die Kerne mancher Atome einen Eigendrehimpuls besitzen, der im Magnetfeld seine Richtung ändern kann. Diese Eigenschaft trifft unter anderem auf Wasserstoff zu. Deshalb können Gewebe, die viel Wasser enthalten, besonders gut dargestellt werden. Abkürzung: MRT.

Cortex

Großhirnrinde/Cortex cerebri/cerebral cortex

Der Cortex cerebri, kurz Cortex genannt, bezeichnet die äußerste Schicht des Großhirns. Sie ist 2,5 mm bis 5 mm dick und reich an Nervenzellen. Die Großhirnrinde ist stark gefaltet, vergleichbar einem Taschentuch in einem Becher. So entstehen zahlreiche Windungen (Gyri), Spalten (Fissurae) und Furchen (Sulci). Ausgefaltet beträgt die Oberfläche des Cortex ca 1.800 cm2.

Dorsolateraler PFC

Dorsolateraler präfrontaler Cortex/Cortex praefrontalis dorsolateralis/dorsolateral prefrontal cortex

Der dorsolaterale präfrontale Cortex ist der oben (dorsal) und seitlich (lateral) gelegene Teil des Stirnlappens. Er ist an der Planung und Regulation komplexer motorischer sowie intellektueller Handlungen beteiligt. Dazu scheint laut einem Experiment auch die Lüge zu gehören. Diese und weitere Fähigkeiten reguliert der dorsolaterale PFC in Abstimmung mit vielen weiteren Hirnbereichen, mit denen er eng verknüpft ist.

Neurotransmitter

Neurotransmitter/-/neurotransmitter

Ein Neurotransmitter ist ein chemischer Botenstoff, eine Mittlersubstanz. An den Orten der Zell-​Zellkommunikation wird er vom Senderneuron ausgeschüttet und wirkt auf das Empfängerneuron erregend oder hemmend.

GABA

GABA/-/GABA

GABA ist eine Aminosäure und der wichtigste inhibitorische, also hemmende Neurotransmitter, der bei der Informationsübertragung zwischen Neuronen an deren Synapsen als Botenstoff dient.

Meditieren gegen den Schmerz

Meditationstechniken, die darauf zielen, einen offenen Geisteszustand zu erlangen, der wahrnimmt, ohne zu bewerten, können auch bei der Schmerzbekämpfung helfen. Sie führen paradoxerweise dazu, dass der Schmerz lebhafter wahrgenommen wird und trotzdem weniger weh tut. Die Gruppe um Antoine Lutz und Richard J. Davidson verabreichte Meditationsexperten, während sie im Hirnscanner meditierten, schmerzhafte Hitzereize am Arm. Nach dem Ende des Reizes sollten die Probanden auf einer Skala bewerten, wie schmerzhaft er war. Sie bewerteten die Reize als weniger schlimm als eine Kontrollgruppe. Dabei zeigten ihre Gehirne erhöhte Aktivität in der anterioren Insula und dem anterioren cingulären Cortex Diese bilden das „salience network“, das dazu dient, die wichtigsten unter den vorhandenen Stimuli zu identifizieren. Zugleich maßen die Forscher eine geringere Grundaktivität in diesen Bereichen und in der Amygdala vor dem Einsetzen des Schmerzreizes. Dieser Effekt war umso stärker, je erfahrener die Probanden im Meditieren waren. Zugleich zeigten die meditationsgewöhnten Gehirne eine schnellere neuronale Habituation: Sie gewöhnten sich schneller an den Schmerzreiz, ihre Reaktion schwächte sich ab. Es gibt viele Möglichkeiten, wenn schon nicht den Schmerz selbst, so doch die Schmerzempfindung zu mildern. Die Meditation hat den Vorteil, dass sie jedem, der sie erlernt hat, jederzeit und überall zur Verfügung steht.

Jenseits des medizinischen Nutzens haben auch einige Philosophen längst Interesse an der Meditation angemeldet. „Ich verstehe nicht, wie die Philosophie des Geistes dieses Thema jahrzehntelang ausblenden konnte“, sagt der Mainzer Philosoph Thomas Metzinger. Er setzt auf die Fähigkeit der Meditierenden, stabile und reproduzierbare mentale Zustände hervorzurufen und sie klar zu beschreiben, um das Phänomen Bewusstsein besser zu verstehen. Und er ist überzeugt, dass Meditieren selbständiger und freier im Kopf macht: „Meditation erhöht die geistige Autonomie.“

Insellappen

Insellappen/Lobus insularis/insula

Der Insellappen ist ein eingesenkter Teil des Cortex (Großhirnrinde), der durch Frontal-​, Temporal– und Parietallappen verdeckt wird. Diese Überlagerung wird Opercula (Deckel) genannt. Die Insula hat Einfluss auf die Motorik und Sensorik der Eingeweide und gilt in der Schmerzverarbeitung als Verbindung zwischen kognitiven und emotionalen Elementen.

Anteriorer cingulärer Cortex

Anteriorer cingulärer Cortex/Cortex cingularis anterior/anterior cingulate cortex

Der vordere Bereich des cingulären Cortex (Gyrus cinguli oder cingulärer Gyrus) spielt nicht nur bei autonomen Funktionen wie Blutdruck und Herzschlag eine Rolle, sondern auch bei rationalen Vorgängen wie der Entscheidungsfindung. Zudem ist dieser Hirnbereich in emotionale Prozesse involviert, beispielweise in die Kontrolle von Impulsen. Anatomisch zeichnet sich der anteriore cinguläre Cortex (ACC) dadurch aus, dass er eine große Zahl von Spindelneuronen besitzt. Diese speziellen Nervenzellen haben eine lange, spindelförmige Struktur und wurden bisher nur bei Primaten, einigen Wal– und Delfinarten sowie bei Elefanten gefunden. Spindelneurone tragen zu der Fähigkeit dieser Arten bei, komplexe Probleme zu lösen.

Amygdala

Amygdala/Corpus amygdaloideum/amygdala

Ein wichtiges Kerngebiet im Temporallappen, welches mit Emotionen in Verbindung gebracht wird: es bewertet den emotionalen Gehalt einer Situation und reagiert besonders auf Bedrohung. In diesem Zusammenhang wird sie auch durch Schmerzreize aktiviert und spielt eine wichtige Rolle in der emotionalen Bewertung sensorischer Reize. Die Amygdala – zu Deutsch Mandelkern – wird zum limbischen System gezählt.

Habituation

Habituation/-/habituation

Werden Reize wiederholt angeboten, ohne dass sie einen Effekt haben, findet eine Gewöhnung an diese Reize statt. Dadurch schwächt sich die Reaktion ab und bleibt mit der Zeit ganz aus. Es kann sogar zu einer Löschung, einer Extiktion von erlerntem Verhalten kommen.

Mit dem Hirnscanner gegen die Skeptiker

Doch nicht alle sind vom aktuellen Boom der Neurowissenschaft der Meditation nur begeistert. Britta Hölzel etwa fürchtet ein Strohfeuer, das rasch erlöschen könnte, wenn jetzt unrealistische Erwartungen geschürt und dann enttäuscht würden. Andere fragen, warum wir überhaupt eine neurowissenschaftliche Erklärung für ein Phänomen benötigen, das seine Wirksamkeit schon seit Jahrhunderten unter Beweis stellt. Doch diesen Einwand lässt die Meditationsforscherin nicht gelten. „Zum einen geht es darum, aus der Vielfalt der Meditationspraktiken das herauszusuchen, was für die gewünschte Anwendung am besten geeignet ist“, erklärt Hölzel. Denn die ganz unterschiedlichen Techniken vom Drehtanz der Sufis über das T’ai Chi bis zur buddhistischen Meditation sprechen vermutlich auch ganz unterschiedliche Gehirnregionen an. Zudem sind die Meditationstechniken im asiatischen Kulturkreis entstanden und eng mit diesem verwoben. Es sei nicht unbedingt sinnvoll, alle ihre Elemente in die westliche Welt zu übertragen.

„Zum anderen geht es uns darum, den Geist besser zu verstehen. Dafür kann die Meditation einen wichtigen Zugangsweg liefern“, so Hölzel. Und ein wenig geht es auch um die Reputation: „Natürlich fällt es Menschen, die Meditation für eine esoterische Angelegenheit halten, leichter, sich auf sie einzulassen, wenn es eine naturwissenschaftliche Erklärung für ihre Wirkungsweise gibt“, ist Hölzels Erfahrung. An dieser Erklärung arbeiten die Forscher zurzeit mit Hochdruck.

zum Weiterlesen:

  • Dr. Britta Hölzel Diplom-​Psychologin, Mindfulness practice leads to increases in regional brain gray matter density, Psychiatry Res, 191(1):36 – 43 2011 Jan 30, zum Text
  • Dr. Britta Hölzel Diplom-​Psychologin, Neural mechanisms of symptom improvements in generalized anxiety disorder following mindfulness training, Neuroimage: Clinical 2:448 – 458 2013, zum Text
  • Homepage von Britta Hölzel mit Links zu ihren Arbeiten, URL: https://www.brittahoelzel.de/publikationen/wissenschaftliche-publikationen/ [Stand: 06.07.2017].
  • Antoine Lutz, Meditation and the Neuroscience of Consciousness, Zelazo Philip David et al (Hg.), Cambridge Handbook of Consciousness, Cambridge 2007, zum Text
  • RJ Davidson, Antoine Lutz, Buddha’s Brain, Neuroplasticity and Meditation, Signal Processing IEEE Signal Process Mag, 25(1):176 – 174 2008 January 1, zum Text
  • Meditationsforschung im Labor von Sara Lazar,URL: http://www.nmr.mgh.harvard.edu/~lazar/ [Stand: 20.11.2013], zur Webseite
  • Waisman Laboratory for Brain Imaging and Behavior, URL: http://​brain​imag​ing​.wais​man​.wisc​.edu/ [Stand: 20.11.2013], zur Webseite






     
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