Fisiologia della Meditazione

Lo stato di meditazione che viene raggiunto dai praticanti yoga e da altri mistici orientali è accompagnato da variazioni fisiologiche?

Uno studio condotto su volontari negli Stati Uniti ha dato una risposta affermativa

 di Robert Keith Wallace e Herbert Benson *

In che modo l’organismo umano è in grado di adattarsi a delle variazioni ambientali psicologicamente dannose? L’era della tecnologia sta mettendo alla prova questa capacità più di quanto non sia mai stato fatto nel passato. L’effetto dei rapidi cambiamenti – senza precedenti per entità, complessità e novità – che la tecnologia sta producendo nel nostro mondo sembra essere deleterio per la salute mentale e fisica dell’uomo moderno. Alcuni dei disturbi comuni del nostro tempo, in modo particolare « la nevrosi gastrica » e l’alta pressione sanguigna si possono in parte attribuire al clima di incertezza che caratterizza il nostro ambiente e la vita quotidiana. Poiché è improbabile che l’ambiente si sviluppi in modo meno complesso o più prevedibile, la sola cosa da fare è portare avanti le ricerche sulle risorse che il corpo umano ha per far fronte a ciò che avviene nell’ambiente.

Ci sono intatti molti modi mediante i quali un individuo può controllare le sue reazioni fisiologiche di fronte a eventi psicologici. Tra questi, i più importanti per un simile controllo provengono da certe pratiche di meditazione orientali: lo yoga e il buddismo Zen.

Da lungo tempo in India si ritiene che coloro che praticano lo yoga siano in grado di fornire prestazioni al di fuori della norma, come arresto volontario del battito cardiaco o sopravvivenza per lunghi periodi in un ambiente molto ristretto, chiuso e a tenuta d’aria, o al freddo molto intenso senza cibo o con il corpo in una posizione contorta. Uno dei primi ricercatori che studiò questi fatti in modo oggettivo fu la cardiologa francese Thérèse Brosse, che andò in India nel 1935 munita di un elettrocardiografo portatile in modo da poter registrare l’attività cardiaca di alcuni soggetti. La Brosse concluse, dalle sue prove, che uno dei soggetti esaminati era veramente in grado di arrestare il proprio cuore. Nel 1957 due fisiologi americani, M. A. Wenger dell’Università della California a Los Angeles e B. K. Bagchi della Facoltà di medicina dell’Università del Michigan, condussero una più vasta ricerca in collaborazione con B. K. Anand dell’All-India Institute di scienze mediche di New Delhi. Nessuno dei praticanti yoga da essi presi in osservazione con apparecchiature molto più elaborate di quelle usate dalla Brosse, si mostrò in grado di arrestare il proprio cuore. Wenger e Bagchi conclusero che la scomparsa del segnale dell’attività cardiaca nell’elettrocardiogramma della Brosse era probabilmente un artefatto, in quanto l’impulso cardiaco può essere talvolta coperto da segnali elettrici dovuti a una contrazione dei muscoli del torace. (Nel tentativo di arrestare il cuore, i praticanti yoga di solito compiono la cosiddetta manovra di Valsalva che fa aumentare la pressione intratoracica e può essere eseguita trattenendo il respiro e piegandosi in basso con sforzo). Wenger, Bagchi e Anand trovarono tuttavia che alcuni praticanti yoga potevano rallentare sia la velocità del battito cardiaco che quella della respirazione.

I rapporti di numerose altre ricerche condotte negli anni 1959 e 1960 indicano che la meditazione, così come viene praticata nello yoga o nello Zen, potrebbe produrre una serie di effetti fisiologici. Uno degli effetti dimostrati era la riduzione della velocità del metabolismo. Esaminando, in, Giappone, dei monaci Zen che avevano molti anni di esperienza nella pratica della meditazione profonda, Y. Sugi e K. Akutsu trovarono che, durante la meditazione, in questi soggetti il consumo di ossigeno diminuiva di circa il 20% e diminuiva anche la produzione di anidride carbonica. Questi segni naturalmente provano un rallentamento del metabolismo. A New. Delhi, Anand e due suoi collaboratori, G. S. Chhina e Baldeu Singh, fecero una scoperta analoga esaminando un praticante yoga; rinchiuso in una cassa di metallo sigillata, il soggetto riduceva notevolmente il suo consumo di ossigeno e l’eliminazione di anidride carbonica.

Queste prove indicavano chiaramente che la meditazione produce i suoi effetti mediante il controllo di un meccanismo «involontario» del corpo, probabilmente del sistema nervoso autonomo. La riduzione dell’eliminazione di anidride carbonica si sarebbe potuta spiegare come un’azione chiaramente volontaria del soggetto – rallentamento della respirazione – ma tale azione non dovrebbe influenzare notevolmente l’assunzione di ossigeno da parte dei tessuti corporei. Di conseguenza era ragionevole supporre che la caduta del consumo di ossigeno, che rispecchia una diminuzione della necessità di ossigeno inspirato, deve essere dovuta alla modificazione di un processo che non è soggetto a una manipolazione intesa nel senso corrente. Le ricerche con l’elettroencefalografo mostrano che la mediazione causa delle variazioni nell’attività elettrica del cervello. In studi condotti su monaci Zen, A. Kasamatsu e T. Hiraj dell’Università di Tokyo trovarono che durante la meditazione a occhi socchiusi, nei monaci si sviluppavano in predominanza onde alfa – le onde che ordinariamente predominano quando una persona è completamente rilassata con gli occhi chiusi. Durante la meditazione nei monaci le onde alfa aumentavano in ampiezza e regolarità, particolarmente nelle regioni frontali e centrali del cervello. Nei soggetti che avevano una maggiore esperienza di meditazione si verificavano altri cambiamenti: le onde alfa diminuivano da una frequenza normale di 9-12 cicli al secondo a 7-8 cicli al secondo e comparivano onde ritmicheteta con una frequenza di 6-7 cicli al secondo. In India, Anand e altri ricercatori trovarono che anche nei praticanti yoga come nei monaci Zen si osservava un aumento dell’attività alfa durante la meditazione. N. N. Das e H. Gastaut, in esami elettroencefalografici di sette praticanti yoga, osservarono che man mano che la meditazione progrediva le onde alfa cedevano il passo a una attività di onde rapide con una velocità di 40-45 cicli al secondo e queste onde a loro volta diminuivano e c’era un ritorno alle onde alfa e teta.

Un’altra risposta fisiologica analizzata dai primi ricercatori era la resistenza della pelle a una corrente elettrica. Si pensa che questa misura rispecchi il livello di « ansietà»: mentre una diminuzione della resistenza cutanea rappresenta una maggiore ansietà, un aumento, un maggiore rilassamento. Ne risulta che la meditazione aumenta la resistenza nei praticanti yoga e in qualche modo stabilizza tale resistenza nei meditatori Zen.

Abbiamo deciso di intraprendere uno studio sistematico sugli effetti fisiologici, o per meglio dire, sulle correlazioni fisiologiche della meditazione. Nello studio della letteratura, abbiamo trovato una sconcertante variazione nei casi e nei risultati dei diversi studi. I soggetti si differenziavano molto per le tecniche di meditazione, per la loro esperienza e per le loro prestazioni. Questo non è tanto vero per i praticanti Zen, poiché tutti usano la stessa tecnica, ma è caratteristico della pratica yoga che ha molti più cultori. Lo stato chiamato yoga (che significa «unione») ha una definizione generalmente accettata: uno stato di coscienza «superiore» raggiunto con il corpo completamente a riposo e rilassato e con la mente sveglia al massimo grado e rilassata. Tuttavia, nel tentativo di raggiungere questo stato, i praticanti indiani usano modi diversi. Alcuni tentano di raggiungere lo scopo, attraverso uno strenuo esercizio fisico; altri si concentrano sul controllo di una funzione ben definita, come il ritmo respiratorio; altri si concentrano su processi esclusivamente mentali, basati su alcuni espedienti per la concentrazione e la contemplazione. La differenza delle tecniche può produrre una dicotomia di eventi fisiologici, peresempio, mentre in quelli che si servono della contemplazione si osserva una diminuzione del consumo di ossigeno, in quelli che per raggiungere lo yoga praticano esercizi fisici si osserva un aumento del consumo di ossigeno. Inoltre, poiché la maggior parte delle tecniche richiede una disciplina rigorosa e un lungo addestramento, l’ambito delle capacità è ampio ed è difficile riconoscere chi è un «esperto» e quanto esperto egli possa essere. Tutte queste complicazioni resero ovviamente estremamente difficile il problema di scegliere dei soggetti adatti al nostro studio sistematico.

Fortunatamente c’è una tecnica yoga largamente praticata che è così ben standardizzata da permetterci di condurre degli studi su vasta scala in condizioni ragionevolmente uniformi. Questa tecnica, detta «meditazione trascendentale», è stata introdotta da Maharishi Mahesh Yogi e viene insegnata da un’organizzazione di istruttori che egli addestra di persona. La tecnica non richiede una concentrazione intensa o particolari forme di rigoroso controllo fisicoè mentale e si impara facilmente cosicché tutti i soggetti che si sono sottoposti a un periodo di allenamento anche relativamente breve sono «esperti». L’allenamento non implica fede in credenze o modi di vita particolari. Consiste semplicemente in due sedute al giorno di pratica, ciascuna 15-20 minuti.

Il praticante si siede in posizione comoda con gli occhi chiusi. Mediante un metodo sistematico che gli è stato insegnato egli percepisce un suono o un pensiero «adatto». Senza tentare di concentrarsi specificatamente su questo, permette alla sua mente di sperimentarlo liberamente e il suo pensiero,come i praticanti stessi riferiscono, si innalza a « un livello più bello e più creativo in modo semplice e naturale ». Si ritiene che negli Stati Uniti più di 90 000 uominie donne siano stati istruiti nella meditazione trascendentale dall’organizzazione che la insegna. Quindi avevamo a disposizione peri nostri studi un gran numero di soggetti istruiti allo stesso modo.

Quanto segue è un rapporto sui dettagliati rilievi fatti su un gruppo di 36 soggetti. Alcuni sono stati osservati al Thorndike Memorial Laboratory, una sezione dell’Harvard Medical Unit del City Hospital di Boston. Gli altri sono stati tenuti sotto osservazione all’Università della California a Irvine. 28 erano maschi e 8 donne; avevano un’età che variava dai 17 ai 41 anni. La loro esperienza nel campo della meditazione variava da meno di un mese a nove anni, ma la maggioranza aveva un’esperienza dai due ai tre anni.

Durante ciascuna prova il soggetto serviva da controllo di se stesso, in quanto passava parte della seduta in meditazione e parte in stato normale non meditativo. AI soggetto venivano applicati congegni per registrare continuamente la pressione sanguigna, il ritmo cardiaco, la temperatura rettale, la resistenza cutanea e gli eventi elettroencefalografici e durante questo periodo venivano prelevati dei campioni a intervalli di 10 minuti per analizzare il consumo di ossigeno, l’eliminazione dell’anidride carbonica e altri parametri. Il soggetto sedeva su una sedia. Dopo un periodo di adattamento di 30 minuti avevano inizio le analisi e continuavano per tre periodi: 20-30 minuti di stato tranquillo premeditativo, poi 20-30 minuti di meditazione, e infine 20-30 minuti dal momento in cui al soggetto veniva, chiesto di sospendere la meditazione.

Le misure del consumo di ossigeno e dell’eliminazione di anidride carbonica confermarono esattamente ciò che era stato riportato in lavori precedenti. Il consumo di ossigeno diminuiva bruscamente da 251 centimetri cubi al minuto nel periodo di pre-meditazione, a 211 centimetri cubi durante la meditazione; nel periodo di post-meditazione aumentava di nuovo gradualmente a 242 centimetri cubi. Analogamente, l’eliminazione di anidride carbonica diminuiva da 219 centimetri cubi al minuto nel periodo precedente l’inizio della meditazione a 187 centimetri cubi nel periodo meditativo per ritornare ai valori normali nel periodo di post-meditazione. Il rapporto tra eliminazione di anidride carbonica e consumo di ossigeno (in volume) rimaneva essenzialmente invariato durante i tre periodi, il che sta a indicare che per entrambi il fattore di controllo era la velocità del metabolismo. La riduzione della velocità del metabolismo (e quindi del fabbisogno di ossigeno) durante la meditazione era rispecchiata da una diminuzione, pressoché involontaria, della velocità di respirazione (due respiri in meno al minuto) e del volume dell’aria respirata (un litro in meno al minuto).

Per misurare la pressione arteriosa e per prelevare dei campioni di sangue abbiamo usato un catetere inserito nell’arteria brachiale nascondendo il braccio alla vista del soggetto con una tenda in modo da non esporlo a possibili traumi psicologici provocati dalla vista del sangue prelevato. Poiché si praticava l’anestesia locale nel punto dove il catetere era inserito, il soggetto non provava alcuna sensazione quando si prelevava il sangue. La pressione sanguinea veniva misurata costantemente per mezzo di un apparecchio connesso al catetere.

Abbiamo trovato che la pressione arteriosa dei soggetti si manteneva a un livello abbastanza basso per tutta la durata dell’esame; scendeva a questo livello durante il periodo di tranquillità precedente la meditazione e non cambiava significativamente durante e dopo il periodo di meditazione. In media la pressione sistolica era uguale a 106 mm di mercurio, la pressione diastolica a 57 e la media a 75. Nel sangue arterioso, le pressioni parziali di anidride carbonica e ossigeno rimanevano essenzialmente invariate durante la meditazione. C’era un lieve aumento dell’acidità del sangue, indicante una leggera acidosi metabolica durante la meditazione, ma l’acidità rientrava nell’ambito normale di variazione.

Le misure della concentrazione di lattato nel sangue (come indice del metabolismo anaerobico, o del metabolismo in assenza di ossigeno libero) mostravano che durante la meditazione il livello del lattato diminuiva precipitosamente nei soggetti. Durante i primi 10 minuti di meditazione il livello del lattato nel sangue arterioso diminuiva a una velocità di 10,26 milligrammi per 100 centimetri cubi all’ora, quasi quattro volte più rapidamente rispetto alla velocità di diminuzione in persone in normale condizione di riposo supina o nei soggetti stessi nel periodo pre-meditativo. Dopo che i soggetti sospendevano la meditazione il livello del lattato continuava a diminuire per alcuni minuti e poi cominciava a salire, ma alla fine del periodo di post-meditazione esso era ancora considerevolmente inferiore rispetto al livello che aveva nel periodo antecedente la meditazione. Il livello medio durante la pre-meditazione era di 11,4 milligrammi per 100 centimetri cubi, durante la meditazione di 8 milligrammi e durante il periodo successivo alla meditazione di 7,3 milligrammi.

Come si può spiegare il fatto che la produzione di lattato, che è un indice del metabolismo anaerobico, sia così fortemente ridotta durante la meditazione? Nuovi esperimenti condotti fornirono una possibile risposta. Questi esperimenti riguardavano la velocità del flusso sanguigno nei soggetti in meditazione; la spiegazione che se ne può trarre è importante se si tiene conto dei benefici psicologici che si possono ottenere con la meditazione.

In studi condotti all’Università di Tubinga, H. Rieckert ha riportato che, durante la meditazione trascendentale, nei suoi soggetti si osservava un aumento del 300 per cento nel flusso sanguigno dell’avambraccio. In misure analoghe fatte sui nostri soggetti abbiamo trovato un aumento del flusso sanguineo dell’avambraccio molto minore: 32%. Nonostante ciò questo aumento era interessante e offriva una spiegazione alla diminuzione relativamente grande della concentrazione del lattato nel sangue. Il sito principale di produzione di lattato nel corpo è il tessuto del muscolo scheletrico. Probabilmente, l’osservata accelerazione del flusso sanguigno nei muscoli dell’avambraccio, accelera l’apporto di ossigeno ai muscoli. L’aumento del metabolismo ossidativo che ne risulta può sostituire il metabolismo anaerobico e questo spiegherebbe la brusca diminuzione della produzione di lattato che accompagna la meditazione.

La conseguenza interessante di questa interpretazione è che questa dà il massimo risalto al sistema nervoso autonomo. In una situazione di pressione sanguigna costante (che è quanto si verifica durante la meditazione) la velocità del flusso sanguigno è controllata in primo luogo dalla dilatazione o dalla costrizione dei vasi sanguigni. Il sistema nervoso autonomo controlla a sua volta questo comportamento dei vasi sanguigni. In questo sistema un elemento, una parte della rete nervosa simpatica a volte dà luogo alla secrezione di acetilcolina attraverso speciali fibre e quindi stimola la dilatazione dei vasi sanguigni. Al contrario, la maggior parte della rete nervosa simpatica stimola la secrezione di noreprinefrina causando così la costrizione dei vasi sanguigni. I dati di Rieckert riguardanti un forte aumento del flusso sanguigno durante la meditazione suggeriscono che la meditazione aumentava l’attività della rete nervosa simpatica che secerne la sostanza dilatante. I nostri risultati relativi a un aumento molto più modesto del flusso ematico indicavano una diversa interpretazione: che cioè la meditazione riduce l’attività della maggior parte della rete nervosa simpatica cosicché la costrizione dei vasi a essa dovuta viene a mancare. Anche questa interpretazione permette di spiegare la forte diminuzione della produzione di lattato durante la meditazione; è noto che la norepinefrina stimola la produzione di lattato e quindi è da prevedere che una riduzione della secrezione della norepinefrina, tramite l’inibizione della maggior parte della rete simpatica, diminuisca la produzione di lattato.

Qualunque sia la spiegazione della diminuzione del livello del lattato nel sangue, è chiaro che questa ha un effetto psicologico benefico. Nei pazienti affetti da nevrosi ansiosa si è osservato un forte aumento del lattato nel sangue quando sono sottoposti a stress.

Pitts e J. N. McClure jr., un collaboratore di Pitts alla Facoltà di medicina dell’Università di Washington, hanno dimostrato sperimentalmente che una infusione di lattato potrebbe provocare attacchi di ansia in tali pazienti e potrebbe produrre sintomi di ansia anche in soggetti normali. Inoltre, è significativo il fatto che nei pazienti affetti da ipertensione (essenziale e renale) si osservano livelli di lattato ematico più alti in stato di riposo rispetto ai pazienti che non sono affetti da ipertensione, mentre invece il basso livello di lattato nei praticanti la meditazione trascendentale è associato a bassa pressione sanguigna. Tutto sommato, è ragionevole ipotizzare che il basso livello di lattato trovato nei soggetti durante e dopo la meditazione trascendentale sia responsabile dello stato di rilassamento dei meditatori.

Altre analisi condotte sui praticanti la meditazione confermavano il quadro di una condizione di profondo rilassamento in piena coscienza. Durante la meditazione la resistenza della cute aumentava notevolmente sotto lo stimolo di una corrente elettrica, in alcuni casi l’aumento era di oltre quattro volte. Il ritmo cardiaco rallentava in media di tre battiti al minuto. Le registrazioni elettroencefalografiche rivelavano una notevole intensificazione delle onde alfa in tutti i soggetti. Le onde sono state registrate su nastro magnetico da sette zone principali del cervello e il loro andamento analizzato con un calcolatore. Di solito c’era un aumento dell’intensità delle onde alfa lente a 8-9 cicli al secondo nelle regioni frontale e centrale del cervello durante la meditazione. In molti soggetti questa variazione è anche accompagnata da onde teta evidenti nella regione frontale.

Per riassumere, i nostri soggetti durante la pratica della meditazione trascendentale manifestavano quei segni fisiologici che noi descriviamo come uno stato «ipometabolico cosciente»: diminuzione del consumo di ossigeno, dell’eliminazione di anidride carbonica e del ritmo e del volume della respirazione; un leggero aumento dell’acidità del sangue arterioso; una notevole diminuzione del livello del lattato ematico; un rallentamento del battito cardiaco; un notevole aumento della resistenza cutanea; e un tracciato elettroencetalografico con intensificazione delle onde alfa lente e con attività saltuaria delle onde teta. Queste modificazioni fisiologiche, in persone che praticavano la tecnica della meditazione trascendentale, di facile apprendimento, erano molto simili a quelle che sono state osservate in esperti di yoga molto allenati e nei monaci Zen che hanno un’esperienza nel campo della meditazione di 15-20 anni.

Come si possono confrontare le variazioni fisiologiche che compaiono durante la meditazione con quelle che si osservano in altre condizioni di rilassamento come il sonno e l’ipnosi? C’è poca rassomiglianza. Mentre il consumo di ossigeno diminuisce rapidamente entro i primi cinque o dieci minuti di meditazione trascendentale, l’ipnosi non provoca alcune variazione di rilievo di questo indice metabolico, e durante il sonno il consumo di ossigeno diminuisce in modo apprezzabile soltanto dopo varie ore. Durante il sonno la concentrazione di anidride carbonica nel sangue aumenta significativamente, il che sta a indicare una riduzione della respirazione. C’è un lieve aumento dell’acidità del sangue; questo è chiaramente dovuto alla diminuzione di ventilazione e non a una variazione del metabolismo come invece accade durante la meditazione. La resistenza cutanea ingenere aumenta durante il sonno, ma la velocità e l’entità di questo aumento sono molto minori di quelle che si osservano durante la meditazione trascendentale. I tracciati elettroencefalografici caratteristici del sonno sono differenti; essi consistono in maniera predominante di attività ad alto voltaggio (forte) di onde lente da 12-14 cicli al secondo e di un insieme di onde più deboli a varie frequenze – un quadro che non si riscontra durante la meditazione trascendentale. I tracciati che si osservano durante l’ipnosi non hanno alcuna relazione con quelli dello stato di meditazione; in un soggetto ipnotizzato l’attività delle onde cerebrali prende la forma caratteristica dello stato mentale che è stato suggerito al soggetto. Lo stesso dicasi per i cambiamenti di ritmo cardiaco, pressione del sangue, resistenza cutanea e respirazione; in una persona ipnotizzata tutti questi parametri rispecchiano lo stato suggerito.

È interessante confrontare gli effetti ottenuti con la meditazione con quelli che si possono stabilire mediante un condizionamento efficace. Mediante tale condizionamento, gli animali e le persone sono state addestrate ad aumentare o diminuire il loro ritmo cardiaco, la pressione del sangue, la formazione di urina, e altre funzioni autonome. Mediante l’uso di ricompense che agiscono da incentivo, al soggetto viene insegnato a dare una risposta interna specifica a un certo stimolo. Questo procedimento e i risultati sono tuttavia completamente differenti da quanto accade nella meditazione trascendentale. Mentre il condizionamento si limita a produrre delle risposte specifiche e dipende da uno stimolo e dal controllo operato da un incentivo, la meditazione è indipendente da questi fattori e non produce una singola risposta specifica, ma un complesso di risposte che contrassegnano uno stato di profondo rilassamento.

Il quadro delle variazioni suggerisce che la meditazione provoca una risposta integrata, o riflesso, che è mediata dal sistema nervoso centrale. Un ben noto riflesso di tale natura è stato descritto molti anni fa dal famoso fisiologo di Harvard, Walter B. Cannon; questo è chiamato «reazione di lotta o fuga» o «allarme difensivo». Il sistema nervoso simpatico stimolato mette in moto una serie di risposte non logiche contrassegnate da aumenti della pressione sanguigna, ritmo cardiaco, flusso del sangue nei muscoli e consumo di ossigeno. Lo stato ipometabolico prodotto dalla meditazione è naturalmente opposto a questo sotto quasi tutti gli aspetti. Esso sembra molto simile all’opposto, della reazione di lotta o fuga.

Durante la preistoria dell’uomo è probabile che la reazione di allarme difensivo abbia avuto un enorme valore per la sopravvivenza e quindi che si sia radicata nel suo corredo genetico. Questa reazione continua a essere evocata in tutti i suoi aspetti interiori quando l’individuo si sente minacciato. Eppure nell’ambiente del nostro tempo la reazione è spesso anacronistica. Sebbene la reazione di allarme difensivo non sia in genere più appropriata, la risposta interiore viene evocata con notevole frequenza dai rapidi e sconvolgenti mutamenti che minacciano la moderna società. Ci sono buone ragioni per credere che i continui stimoli dell’ambiente che cambia sul sistema nervoso simpatico siano ampiamente responsabili dell’elevata incidenza dell’ipertensione e di altre gravi malattie simili che sono frequenti nella nostra società.

In questa circostanza lo stato ipometabolico, che rappresenta lo stato di riposo, piuttosto che la iperattivazione del sistema nervoso simpatico, può dare indicazioni per migliorare lo stato di salute. Sarebbe molto utile ricercare la possibilità di applicazione clinica di questo stato di riposo e rilassamento cosciente.