Den plastiske hjerne (5) - og meditationens velsignelser

Jeg har i de tidligere indlæg om den plastiske hjerne refereret en stor del af den forskning som har ført neurovidenskabsmanden Richard J. Davidson til teorien om den enkelte hjernes "emotionelle stilart" - sammensat af 6 destinkte dimenstioner  - som i høj grad er med til at bestemme forskellige personlighedstyper.
    Hjernen er, ifølge hans egne undersøgelse og de kilder han refererer til, så plastisk at personlighedstypen kan ændre sig markant under indtryk af omskiftelige sociale livsomstændigheder og input, men også under påvirkning af mentale teknikker:

In short, the revelution of neuroplasticity has shown that the brain can change as a result of two destinct inputs. It can change as a result of experiences we can have in the world - how we move ande behav and what sensory signals arrive in our cortex. The brain can also change in response to purely mental activity, ranging from meditation to cognitive-behavior therapy, with the result that activity in specific circuits can increase or decrease.

Et særligt resultat af hans forskning var hans konstatering af at relativt stærkere aktivitet i venstre del af den præfrontale cortex hang sammen med positive følelser, mens relativt stærkere aktivitet i den højre del var forbundet med negative emotioner.

Sidste del af Davidsons bog "The Emotional Life of Your Brain" handler om hans personlige erfaringer med i en relativt ung alder - mens han stadig studerede - at lære og begynde at praktisere en form for buddhistisk meditation, en variant der kaldes "vipassana":

... meditation designed to allow the practioner "to see things as they really are".

I 20 år holdt Davidson sin meditative praksis og erfaringer - 45 minutter dagligt - og sin neurovidenskablige forskning adskilt i to forskellige mentale og konceptuelle rum. Menn i 1992 "kom han ud af skabet" og kontaktede Dalai Lama for at bede om lov til videnskabeligt at studere nogle af de munke Dalai Lama var overhoved for, munke som havde mediteret intensivt i mange år,

... to determine whether and how thousands of hours meditation might change the brain´s structure or function.

Davidson fortæller at han ikke var interesseret i at måle hjernens aktivitet mens munkene mediterede, selv om det også kunne være interessant, men...

... I hoped to see how thousands of hours of meditation alter brain cicuity in a sufficiently enduring ways as to be perceptible when the brain is not meditating.

Ændrer mange års tidsrøvende meditation hjernen så kraftigt at det laver om på hjernens måde at fungere på permanent - også når den ikke er i meditations "mode".
   Han bruger en analogi - det han ønsker, svarer til at ville måle en budybuilders muskler når hans krop ikke er i aktion:

All that exercise enlarges the muscles, and you can measure that even when the bodybuilder is doing nothing more strenuous than lifting a latte.

Det ender så med at Davidson med forskellige teknikker får hjerneskannet nogle af disse munke - både når de ikke mediterer - og med tiden også under meditation. Det vender jeg tilbage til senere.

Sideløbende begynder han så også en række eksperimenter hvor han skanner hjernen hos almindelige mennesker der har lært at meditere - men kun har praktiseret det i kort tid - en meditationsteknik som kaldes Mindfulldness-Based Stress Reduction (MBSR), og som indøves i løbet af et 8 ugers kursus.

   Davidson konkluderer at mindfullness-meditation selv på den korte tid kurset varer, påvirker hjernen og dermed forsøgspersonernes emotionelle stil markant:

Mindfullnes retrains thes habit of minds by tapping into the plasticity oft the brain´s connections, creating new ones, strengthening som old ones, and weakening others.

   That is why we found the brain changes we dit. Our MBSR students showed greater activity in the circuits in the left prefrontal cortex compared to the right, reflecting the fact that people practicing this form of mental training learn to redirect their thoughts and feelings (the physical manifestation of which is nothing but electrical impulses racing down the brain´s neurons) reducing activity  in the negative-emotion right prefrontal cortex and ramping it up in the resilience- and well-being left side.

   This new streambed carries more and more of your thoughts and feelings, creating a virtuous cirkle: The more your thoughts travel along the path of less anxiety, the greater your Reselience and the more positive your Outlook, which makes it easyer for thoughts and feeling to continue takeing this news route.

Han konkluderer at hans forskning har vist at en række forskellige meditationsteknikker i større eller mindre grad hver for sig kan ændre på en eller flere af de 6 forskellige dimensioner  som indgår i den enkeltes personlige emotionelle stil - en ændring fra en mere negativ emotionel stil til en en mere positiv emotionel stil.

THE MONK IN THE MASCHINE 

... er titlen på det kapitel hvor Davidson også specifikt fortæller om forsøgne med at måle på de hjerner - tibetmunkenes - som har mediteret dagligt og længe og i årevis. Det mest interessante synes jeg er konstateringen af at disse personers hjerne både når de mediterer og når de ikke mediterer og er i hvile-tilstand (default mode),  udseender såkaldt gamma-bølger, som er udtryk for at forskellige del af hjernens neuroner arbejder synkront. Udsendelsen af gammabølger blev forstærket under meditationen og steg i styrke jo længere meditationen varede hos disse munke.

Research from other labs had linked the neural synchrony of high frequency brain waves to mental processes such as attention, working memory, learning, and conscious perception; the suspicion is that by fireing in sync, neurons cause far-flung networks to work together, with the result that cognitive and emotional processes become more integrated and coherent.

Dette mindede mig om at jeg tidligere havde læst om undersøgelser der påviste at når en person havde en aha-oplevlse - altså en kreativ løsning på et problem som kommer frem til bevidstheden i et pludseligt "glimt" - også kaldet "moments of insight" - så var den ledsaget at et pludseligt udbrud af gamma-bølger i sekundet inden oplevelsen fyldte bevidstheden, og det udbrud kom så fra højre hjernehalvdel.

In the volunteers that experienced insight, Kounios and Beeman found a distinctive spark of high gamma activity that would spike one-third of a second before volunteers consciously arrived at an answer. Additionally, the flash of gamma waves stemmed from the brain’s right hemisphere—an area involved in handling associations and assembling parts of a problem.

   Gamma activity indicates a constellation of neurons binding together for the first time in the brain to create a new neural network pathway. This is the creation of a new idea. Immediately following that gamma spike, the new idea pops into our consciousness, which we identify as the Aha! Moment.

Skulle man koble de her resultater til dem som Davidson har gjort med sine målinger af disse supermænd inden for meditationens teknikker, så betyder det noget i retning af at disse munke går rundt i en slags permanent aha-oplevelsestilstand, som vi andre ellers kun oplever i korte oplysende øjeblik. Den tilstand kan de så forstærke og intensiverer kraftigt når de mediterer. 

      Men mere i den efterfølgende del af citatet kan også kobles sammen med betydningen af højre hjernehalvdels måde at arbejde på når nye ideer fødes og "moments of insight" opleves:

In addition, Kounios and Beeman noted a burst of slower, alpha-band activity over the right visual cortex—an area of the brain that controls our sight—occurring immediately prior to the burst of gamma waves. This unexpected finding suggests that the brain is quieting the neurons in that area to reduce the amount of distraction and visual interference taken in—similar to everyday circumstances, the way we close our eyes or look away when concentrating on a question—which then allows insight to pop into awareness.

http://brainworldmagazine.com/the-aha-moment/

I alle lærebøger om kreativitetsteknikker står der noget om hvordan man når i den kreativitetsfremmende såkaldte "åben tilstand" gennnem forskellige øvelser. Man siger vitser, man sover på det, man går en tur, man visualiserer  for sit indre blik, man spiller teater, man kommer igang med at skrive - efter at alt var gået i sort, etc. 

    Det sjove her er jo at hjernen åbenbart selv  har mekanismer til at fremme og beskytte den "åbne tilstand" - nemlig ved at lukke hjernen af for ydre synsindtryk som kan forstyrre og indkapsle tænkningen og blokere for nye ideer. 

Aha-oplevelser, the default network, dagdrømme, blending, alfabølger og den indre søgemaskine - ifølge Johan Lehrer

Bogen jeg er ved at læse har titlen "Imagine - How Creativity Works" af Johan Lehrer. 

   Et kapitel kobler aha-oplevelser - det han kalder "insights" - sammen med the default network og conceptual blending, og det at hjernen udsender alfabølger - og aktivitet i højre hjernehalvdel.

   Med henvisning til forskellige undersøgelser konstaterer han at mennesker der har svært ved at fokusere og koncentrere sig, som fx ADHD´ere, og som nemt bliver distraheret i en opgave af irrelevante indtryk udefra, som fx HSP´ere, at de to grupper har meget nemmere ved at løse de kreativitetstests som kræver at man tænker ud af boksen. Fx denne:

Her er en aritmetikformel: III=III+III. Den er åbenlyst forkert. 

   Du må kun flytte om på en streg, for at ligningen skal blive aritmetisk korrekt. Hvordan kan det lade sig gøre?

    Svaret er: III=III=III. Du har taget den lodrette streg i plustegnet og lagt den vandret, så får du et lighedstegn - og hele formlen bliver til en såkaldt tautologi der altid er sand.

Men Lehrer bemærker også at the default network lettere bliver aktiveret når vi lukker øjnene, eller kigger ufokuseret ud i luften, eller vender øjnene mod himlen. Så vi visuelt uforstyrret kan vende "det mentale blik" indad, lade den "indre søgemaskine" få frit løb og dermed give mulighed for at forbinde ellers askilte konceptuelle rum i en blending-proces. 

Why is a relaxed state of mind so important for creative insights? When our minds ar at ease - when those alpha waves are rippling through the brain - we´re more likely to direct the spotlight of attention inward, toward tht stream of remote associations emanating frem the right hemisphere. In contrast, when we are diligently focused, our attention tends to be directed outward, toward the details of th problem we´re trying to solve.

Det Leherer jo beskriver her er skiftet mellem the task negative network og the task positive network. 

   Han referer i den forbindelse eksperimenter der viser at den farve man bliver eksponeret for inden 

man skal løse en opgave, har indflydelse på hvor god man er til  det. 

   Eksponering for rød farve fik folk til at øge opmærksomheden i forhold til detaljer og akuratesse i løsningen af en opgave. Forklaringen han kommer med et at rød associerer til fare. 

    Eksponering for blå farve fik folk til at blive væsentligt bedre til at løse kreativitetskrævende opgaver. Forklaringen er at blå associerer til himmel og hav og det forstærker alfa-bølgerne.

   

The default network (også kaldet 'the task negative network') er den del af hjernen som er aktiv når vi dagdrømmer. Men for at udnytte dagdrømme til at få nye ideer, er det vigtigt at man også mentalt set overvåger sin dagdrøm med en smule bevidsthed, så man er opmærksom på når den gode ide - the insight - dukker op blandt alle de ikke produktive associationer. 

   Han refererer en psykolog og hjerneforsker Jonathan Schooler der skelner mellem to slags "daydreaming":

However not alle daydreams are equally effective at inspiring useful news ideas. In his experiments, Schooler distinguishes between two types of daydreaming. The first type occurs when people notice they are daydreaming only when proddedt by the researcher. (...) The second type of daydreaming occurs when people catch themselves during the experiment - they notice they are daydreaming on their own. (...) "The point is that it is not enough to just daydream," Schooler says. "Letting your mind drift off is the easy part. The hard part is mantaining enough awareness so tht even when you start to daydream yo can interrupt yourself and notice at creative thought."

Derfor er det vigtigt - er min konklusion - at man er bevidst om muligheden for at skifte mellem de to neuro-netværk, og at man er opmærksom på at når man har fodret hjernen med et tilsyneladende uløseligt problem, så skal man overvåge den - men på et mentalt uforstyrrende  "vågeblus" - mens den får lov til at associere frit. Så man kan nå at fange ideen når den dukker op.

Hvorfor bliver nogle mennesker med et åbent sind psykisk syge mens andre bliver stærkt kreative?

I forrige uge skrev Lone Frank en artikel med rubrikken "Genialitet & galimatias". Overliggeren fortalte: 

Uden filter. Ja, der er en forbindelse mellem de skitzotypiske træk, som man finder i udtalt grad hos sindssyge - og så den frie kreativitet, hvor overraskende ting sættes i spil. Nogle hjerner har så at sige større masker i de mentale filtre som regulere sanseindtryk og tankeaktivitet.

Her er jeg lidt stolt. Det tema har jeg nemlig selv taget op i to blogindlæg tidligere:

http://petersudsigt.blogspot.com/2011/02/er-kreativitet-genetisk-bestemt.html

http://petersudsigt.blogspot.com/2011/03/hj-iq-smelter-kaos-om-til-kreativitet.html

Når jeg er lidt stolt er det fordi jeg er en stor beundrer af Lone Frank som videnskabsjournalist. Og når jeg læser Weekendavisen i sommerperioden, så er det i høj grad tillægget "Ideer", som hun bidrager med front-artikler til, som jeg kaster mig over, mens en stor del af resten er mig for konservativt og elitært. 

Pointen i denne artikel er at vi som "hjerne" får stimuli gennem et bombardement af ydre sansninger og af indre "sansninger". Og nogle er mere sårbare og kan blive overvældet af informationspresset både indefra og udefra. Og så bryder hjernen sammen og bliver "syg".

   Hvis den vel at mærke ikke er så intelligente at den har mentalt overskud til at sortere, prioritere og fokuserer. 

  

De særligt kreative er mere opmærksomme på stimuli der kommer indefra - og "modtager muligvis mere input fra det indre fjernlager", som der står.

   De særligt kreative har ifølge artiklen et på en gang stormasket og alligevel robust filter til at sortere alle de sanseindtryk de modtager så de ikke overvældes men er i stand til at fokusere og jonglere. 

   For skitzofrene er dette filter svækket, så de bliver forstyrret af alle mulige for så vidt ligegyldig indtryk som de så overfortolker og har hallucinationer ud fra. 

Den faglige terminilogi som dække kernen i artiklen er kognitiv disinhibition, og det betyder at man er særlig åben over for nye indtryk (indre som ydre), samtidig med at man er så intelligent at man kan sortere dem fra som er irrelevante og forstyrrende.

   En særlig vægt i den sammenhæng har det der kaldes "latent inhibition", og som indebærer at man er i stand til straks at glemme informationer og stimuli som ikke tidligere har haft betydning, så de ikke optager "lagerplads" i hjernen. 

   Tilsyneladende har de særligt kreative det sådan at flere "irrelevante informationer" får lov at sive ind i hjernen, og de er dårligere til at ignorere diverse stimuli end de mindre kreative. Det giver hjernen mere at "lege" med. 

En hjernens kognitive gatekeeper er bla. den del der har navnet thalmus, som er en slags fordelingscentral af impulser og signaler som kommer fra forskellige kilder, og som sendes videre til de højere centrer i hjernebarken. Den funktion er svækket hos skizofrene. 

   Et forskningsprojekt i Stockholm viste at der var en negativ sammenhæng mellem såkaldte D2 dopamin-recptorer i thalmus og kreativitet, så jo færre der var af dem, jo mere kreativ var personen på en testskala. Og pointen skulle så være at når der er færre af dem, så er porten gennem thalmus mere åben for ny information og overraskende impulser.

   

Den sidste pointe i artiklen er alfa-bølgernes betydning i forbindelse med kreative processer. Man ved at fx nogle former for meditation og særlige former for musik ("Mozart-effekten") stimulerer til flere alfabølger. 

   Mere kreative mennesker har en forøget alfa-bølge-aktivitet i hjernen end mindre kreative, har man målt. Og hypotesen er at disse bølger hjælper sindet med at fokuserer indad - på de neurologiske og kognitive input som skabes i hjernen selv. Og derigennem lette vejen for nye informationer og nye sammenhæng til hjernebarken.

  En forsker siger at det i den forbindelse er interessant hvad der sker når folk få en aha-oplevelse - det såkaldt eureka-øjeblik. Lige inden erkendelsen bliver bevidst, kan man måle et "udbrud" af alfa-bølger - efterfulgt af gamma-bølger som af nogle forskere forbindes med en høj grad af koncentreret bevidsthed og indsigt.

Mozart-effekten - fantasi eller fakta om vores musikalske hjerne

Jeg var i et indlæg for et par dage siden inde på "superlearning" og "suggestopædi" - to termer der dækker det fænomen at man ved særlige sansepåvirkninger - ikke mindst gennem musik, rytme opg bevægelse - kan påvirker indlæringen af et stof både med hensyn til omfang og tempo.

   I forbindelse med videre søgning ad det spor finder jeg udtrykket "Mozart-effekten", som Wikipedia definerer sådan her: 

A set of research results that indicate that listening to Mozart's music may induce a short-term improvement on the performance of certain kinds of mental tasks known as "spatial-temporal reasoning". (...)

   Spatial-temporal reasoning is the ability to visualize spatial patterns and mentally manipulate them over a time-ordered sequence of spatial transformations.

   This ability is important for generating and conceptualizing solutions to multi-step problems that arise in areas such as architecture, engineering, science, mathematics, art, games, and everyday life.

Oversat til menneskesprog: Mozart-musik kan forbedre et stykke kreativt arbejde her og nu - men uden garanti for langtidseffekt.

Jeg finder så en dansk artikel af Lars Heslet, overlæge, professor dr.med. – klinikchef for Rigshospitalets intensiv afsnit 4131. Titlen på artiklen er "Vores Musikalske Hjerne", og den kan findes på adressen

http://www.musicahumana.dk/documents/00010.pdf.

   Artiklen er grundig, omfattende og solid. Og der er altså meget om snakken. 

   Heslet introducerer en ny tværfaglig disciplin "biomusikvidenskab" der fokuserer på forholdet mellem musik, hjernens funktion og biologien. Han opregner nogle af de grundlæggende spørgsmål biovidenskaben forsøger at besvare: "På hvilken måde kan lyde frembringer ændringer i vores psykiske tilstand? - i hjernens elektriske svingninger, det såkaldte EEG? - i den hormonelle status?"
   I artiklens indledning sammenfatter han hvad man ud fra nyere forskning ved:

Det nye er, at videnskaben har vist i en række klinisk sikre undersøgelser, at musik påvirker vores hormonsystem, det ufrivillige nervesystem, der styrer åndedræt og hjertefrekvens, men også påvirker kroppens hormonregulering ved stresstilstande, og også har effekt på immunsystemet. Hertil kommer, at musik dæmper angst og forbedrer søvnkvaliteten. Effekterne er beskrevet både hos vågne og bedøvede patienter. Høresansen er den eneste sans der ikke er bedøvet, når et menneske sover, og selv under dyb bedøvelse registrerer øret lyd.

Noget af det jeg falder over i artiklen er omtalen af effekten i forholdet mellem de to hjernehalvdele.

   Jeg har tidligere formuleret forholdet mellem de sider af den arbejdsdelte hjerne sådan at højre hjernehalvdel er den intuitive del der kan tænke kreativt, visuelt, rumligt og i helheder - men uden ord; venstre halvdel hvorfra de sproglige operationer udgår, overtager "outputtet" fra højre hjernehalvdel og gør det bevidst og sætter det i ord der hænger logisk sammen og kan udtales.

   Hvad siger overlæge Heslet:

Fra et neurofysiologisk synspunkt kunne man sige, at hjernen med de elektriske svingninger, har en akustisk struktur som svinger som et pendul omkring et ligevægtspunkt fra kaos til orden, fra disharmoni til harmoni. Sådanne strukturer påvirker os oftest ubevidst. Det er vist at musik skaber bedre samsving, resonans og koordination eller synkronicitet imellem de 2 hjernehalvdele, højre og venstre, ved at stimulere hjernebjælken, den elektriske og nervemæssige forbindelse mellem de 2 hjernehalvdele. 

Mange af dem der skriver om hjernen og de kognitive funktioner, understreger at hjernen er opdelt i "moduler" med hver sin specifikke funktion. Og at vi normalt kun kan blive opmærksomme på disse moduler når de er ude af "sync", dvs. når de mentale og kognitive funktioner de varetager, ikke som normalt er koordinerede og arbejder sammen om en fælles opgave. Da perceptionen af skrevne ord og perceptionen af farver bearbejdes i forskellige "module", så får vi problemer når et bogstaverne i et ord der betyder én farve, selv har en anden farve:

Steven Johnson skriver i sin bog "Mind Wide Open" om den modulopdelte hjerne: 

Your brain is not a general-purpose computer with one unified central processor. It is an assemblage of competing subsystems - somtimes called "modules" - specialized for special tasks. Most of the time we only notice these modules whwn their goals are out of sync.(...)

   The modern understanding of the brain shatters that earlier vision into dozens of component parts, some spcializing in core survival tasks, such as heartbeat regulation andt the fight-or-flight instinct, others focuse on more prosaic skills, such as face recognition. Your personality is, in a real sense the aggregate of the differing strengths of each of these modules - as they have been shaped both by nature and nurture, by your genes and by your lived experience. In other words: you are the sum of your modules.

Når vi hører musik, så er det forskellige dele og sider af hjernen der opfatter og bearbejder forskellig elementer af musikken. Disse dele og sider må altså arbejde sammen for at vi kan få en "hel" musikoplevelse.

   Helset forklarer samarbejdet og Mozart-effekten sådan her:

Den højre hjernehalvdel er specialiseret i opfattelsen af rumlige musikalske elementer, akkorder, altså sans for harmoni og tonehøjde, hvorimod venstre hjernehalvdel opfatter melodiforløb, der kræver musikalsk hukommelse. For at opnå en samlet musikalsk opfattelse, er forbindelsen og integrationen mellem de to hjernehalvdele ved hjælp af hjernebjælken (CorpusCallosum) nødvendig.  Dette samspil gennem hjernebjælken kan netop fremmes af musik. Denne samstemmighed eller harmoni opleves i virkeligheden kun ved et samspil mellem de 2 hjernehalvdele og de forskellige regioner i hjernen, formidlet af Corpus Callosum. (...)

   Musik ser således ud til at kunne samordne de 2 hjernehalvdele og dermed den arbejdsfordeling der er imellem højre hjernehalvdel, som primært opfatter toner, melodier, mønstergenkendelse, fantasi, intuition og billeddannelse, med venstre hjernehalvdel, som håndterer de mere logiske processer. Koncentrationen i venstre hjernehalvdel giver os evnen til at koncentrere os på en ting ad gangen, venstre hjernehalvdel forholder sig til tid medens højre hjernehalvdel til rum. Derfor har man sagt at Mozart effekten, altså evnen til at koordinere tid og rumopfattelsen netop svarer til denne koordination mellem de 2 hjernehalvdele.

Musik påvirker følelser og musik udtrykker følelser. Men hvordan set fra hjernens synspunkt? 

   Her forklarer Heslet at hørenerven går direkte til mellemhjernen, der er vores "emotionelle hjerne", og at man sagtens kan forestille sig at musikken aktiverer "koder liggende i mellemhjernens følelsesområde, det såkaldte limbiske system" - og dermed "udløser følelser".

Endelig er der spørgsmålet om sammenhængen mellem musik og hjernens elektriske bølger. De højfrekvente Beta-bølger er knyttet til den højaktive hjerne hvor bevidstheden er anspændt og rettet mod den ydre verden. Alfa-bølger har en lavere frekvens og forekommer ved afspænding, fantasier, dagdrømme, og meditative tilstande.

   Heslet fortæller her:

Der er udført mange forsøg som viser at den langsomme rytme i klassisk musik får hjernebølgerne til at skifte fra Beta- til Alfa-aktivitet. (...) Nyere undersøgelser har vist at musikalske stimuli kan øge aktiviteten i den nye hjerne (neorcortex) knyttet til indlæring og koordination - og styrke forbindelsen mellem de to hjernehalvdele. Undersøgelser tyder på at musik kan styrke evnen til at løse opgaver som stiller krav til højere mentale funktioner.

Til den slags "højere mentale funktioner" hører hjernens kreative arbejde med efterforskning i den hensigt at afslører forbrydere. Jeg minder om Sherlock Holmes violinspil, og Michael Connelys detektiv Hieronimus Bosch der satte en særlig blå jazz-musik i CD-en når han mentalt set skulle opretholde den detektiviske flow-tilstand med uhæmmet adgang til sin intuition.