Meditation, Stress og HjernenUngekonference: De Ulykkelige Unge, 8-9. Maj, 2012, Slagelse Misbrugscenter
Michael Stubberup, SynerGaia
Peter Vestergaard-Poulsen
Center for Funktionelt Integrativ Neurovidenskab
MINDLab
Aarhus UniversitetTuesday, June 12, 2012
Center for Funktionelt Integrativ Neurovidenskab/MINDLab
Dansk Neuroforskningscenter, Aarhus Universitet, Aarhus Univ. Hospital
Tuesday, June 12, 2012
Mindfulness i Hjernen
Hjerneplasticitet som effekt af mindfulness træning (el. lign) Kognitiv funktion som følge af mindfulness træning Kardiovaskulære, immunologiske effekter som følge af mindfulness træning Lidt om hjerneplasticitet som følge af mental stress
Tuesday, June 12, 2012
Storehjernen, lille-hjernen og hjernestammen
Tuesday, June 12, 2012
Hjerne områder
Tuesday, June 12, 2012
Grå og hvid substansnerveceller og nervebaner
Tuesday, June 12, 2012
Grå & Hvid substansnerveceller og nervebaner
Ca 25 milliarder nerveceller…
Hver med ca 10.000 forbindelser til andre nerveceller – et gigantisk neuralt netværk!
Tuesday, June 12, 2012
HjerneaktivitetATP til ionpumpen
Tuesday, June 12, 2012
Meget lille lager af ilt og ATP i hjernecellerne
Øget forbrug giver øget blodtilførsel (hæmoglobin bærer ilt)
(hjernen er ca 2% af totalvægten – bruger ca 20% af totalenergien)
Tuesday, June 12, 2012
Frenologi: lokalisering af “hjernefunktioner”Gall 1796
Dr. Gall (eller måske nærmere Dr. Gal ) mente bl.a., at destruktiv adfærd var lokaliseret over ørerne, mens kærlighed til børn fandtes i baghovedet, lige under det område, hvor fædrelandskærligheden befandt sig…
Tuesday, June 12, 2012
1860s
Lokalisering af funktioner – mere moderne Broca 1861
Tuesday, June 12, 2012
Motor, Sanse, Hørelse, Syn
Tuesday, June 12, 2012
Motor-kontrol og sansning
Tuesday, June 12, 2012
Medial Præfrontal kortex (ventromedial)
Processering af angst/frygt, risiko, beslutninger, ”humørregulation”
Tuesday, June 12, 2012
Anterior Cingulum
Emotionel bevidsthed, beslutninger, empati,
Tuesday, June 12, 2012
Limbiske system
Amygdala: Angst, belønning
Hippocampus: Hukommelse, regulation af stresshormon, kontekstafhængig angst
Hypothalamus: Regulation af blodtryk, stresshormoner, hjerte frekvens, sult, tørst, sex lyst og søvn
Tuesday, June 12, 2012
Hjerne stammennok lille - men uhyre vigtig
• Relæstation for alle sanse og motor-nerver fra/til kroppen
• Regulerer hjerterytme og åndedræt, temperatur o.m.a.
• Regulerer smerte, søvn og bevarelse af bevidstheden (arousal)
Tuesday, June 12, 2012
Hjerne-Plasticitet
Tuesday, June 12, 2012
Opmærksomhedstræning forandrer hjernen
Taxi kørsel (Maguire 2000):
Størrelse af Hippocampus afhænger af kørselserfaring (50-400 måneder) i London!
Hippocampus lagrer den rumlige viden vi tillærer os gennem f.eks navigation
Tuesday, June 12, 2012
Opmærksomhedstræning forandrer hjernen
Eksamenslæsning (Draganski 2006):
Parietal cortex og Hippocampus får højere tæthed af grå substans efter 3 måneders eksamenslæsning
Parietal cortex er involveret i visuel hukommelse, rumlig opmærksomhed, genkaldelse af hukommelse mm.
Tuesday, June 12, 2012
Opmærksomhedstræning forandrer hjernen
Jonglering (Draganski 2006):
Temporal-lappen ændrer sig efter 3 måneders intensiv jonglering og træningsstop
Temporal lappen er involveret i hukommelse af den visuelle del af bevægelser
3 md 6 md
Tuesday, June 12, 2012
Jonglering – igen!
Strukturelle ændringer kan detekteres med MRI efter kun 7 dage!
Before 1w 2w 3w 2 mo 4 mo
Driemeyer, PLoS One 2008
Tuesday, June 12, 2012
Hvor hurtig er den strukturelle plasticitet i hjernen så?
Strukturelle ændringer kan detekteres efter kun 7 dage!
Before 1w 2w 3w 2 mo 4 mo
Tuesday, June 12, 2012
Hvilke effekter er der i hjernen som følge af meditationstræning?
?
Tuesday, June 12, 2012
Generelle fysiologiske effekter ved meditation
• Hjertefrekvens og blodtryk sænkes• Åndedrætsfrekvens sænkes• Iltoptagelse sænkes m.fl.
Tyder på ændringer i den fundamentale kontrol og regulering
(Åndedrætsøvelse)
Wallace et al. 1970
Tuesday, June 12, 2012
Emotion
Daglig meditationspraksis
• reducerer angst/nervøsitet ( fra 5 dage x 20 min!)
• reducerer vrede
• reducerer depression
• reducerer træthed
• øger følelsen af ro
Jha AP, Krompinger J, Baime MJ. Mindfulness training modifies subsystems of attention. Cogn Affect Behav Neurosci 2007; 7:109–119.Brefczynski-Lewis JA, Lutz A, Schaefer HS, Levinson DB, Davidson RJ.Neural correlates of attentional expertise in long-term meditation practitioners. Proc Natl Acad Sci U S A 2007; 104:11483–11488.Cahn BR, Polich J. Meditation states and traits: EEG, ERP, and neuroimaging studies. Psychol Bull 2006; 132:180–211.Tang YY, Ma Y, Wang J, Fan Y, Feng S, Lu Q, et al. Short-term meditation training improves attention and self-regulation. Proc Natl Acad Sci U S A 2007; 104:17152–17156.
Tuesday, June 12, 2012
Klinisk
• Reduktion af kronisk stress i bryst- og prostata-cancer patienter, reduktion af angst-niveau i flere angst-lidelser samt nedsat afhængighed af alkohol og euforiserende stoffer (MBSR)
• Reduktion af kronisk stress, depression og epilepsi (MBSR & MBCT) – måske også ADHD
MBSR: mindfulness stress reductionMBCT: mindfulness based cognitive therapy
L.E. Carlson et al. 2003, J. Kabat-Zinn et al. (1992), K. Witkiewitz et al. 2005
Tuesday, June 12, 2012
Kognitivt: Informations Processing
Attentional blink:
(Hjernens ”flaskehals”)
Processing af to stimuli der kommer med mindre end ca. ½ sekund efter hinanden
Tuesday, June 12, 2012
Informations Processing
VIPASSANA meditation
Novice: 20 min dagl. 1 uge
Practioners: 3 måneders retreat
Retreat mediterende har ca. 10% bedre detektion af stimuli end mediterende med én uges praksis
Bedre kontrol af begrænsede hjerne -resourcer
Slagter et al. Plos One Biology, 2007
336 ms 672 ms
Tuesday, June 12, 2012
Sig farverne så hurtigt du kan!
Tuesday, June 12, 2012
Rød Blå Grøn Gul
Gul Grøn Blå Rød
Grøn Rød Gul Blå
Sig farverne så hurtigt du kan!
Tuesday, June 12, 2012
Sig farverne så hurtigt du kan!
Rød Blå Grøn Gul
Gul Grøn Blå Rød
Grøn Rød Gul Blå
Tuesday, June 12, 2012
Mediterende har ca. det halve antal fejl i gennemsnit!
Koncentration i Stroop test6 ugers Mindfulness træning
Tuesday, June 12, 2012
Koncentration i Stroop test6 ugers Mindfulness træning
HVORFOR?
Kognitive processer der før har været automatiseret kan hurtigere bringes tilbage under
kognitiv kontrol
~
Tidligere automatiske reaktioner kan afbrydes eller undertrykkes (selvobservation)
Tuesday, June 12, 2012
Koncentrationsevne & Alder
Guys,
I’ve got some good news
and
some bad news…
.. ..eller mere end I nogensinde gerne ville vide om hvordan hjernen kan forandre sig!
Tuesday, June 12, 2012
Koncentrationsevne & Alder
The Bad News is:
Putamen (og i øvrigt hele hjernen) skrumper med alderen
Hjerne volumen Koncentrationsevne (att blink)
Tuesday, June 12, 2012
Koncentrationsevne & Alder
The Good news is:
Pagnoni et al., Neurobiol. Aging. 2007
Zen mediterende > 3 års erfaring
Hjerne volumen Koncentrationsevne (att blink)
Tuesday, June 12, 2012
Hvor man går i skoven bliver der en sti ....
Tuesday, June 12, 2012
Har mediterende anderledes hjerne-anatomi?
20 personer med langvarig meditationspraksis (9 år i gennemsnit)Insight Meditation&15 personer uden meditationspraksis
MR scanning
Spørgsmål: Hvor i hjernen er de to grupper forskellige?
Områder i Insula/Præfrontal kortex tykkere end kontrol: opmærksomhed/introspektion/sensorisk processering
Ups! Igen, tykkelsen mindre med alderen i personer der IKKE mediterer!
Lazar et al. Neuroreport 2005
Tuesday, June 12, 2012
Har mediterende anderledes hjerne-anatomi?
10 personer med langvarig meditationspraksis (8000-35000 timer)Mindfulness & Dzogchen
&
10 personer uden meditationspraksis
MR scanning
Spørgsmål: Hvor i hjernen er de to grupper forskellige?
Center for Funktionelt Integrativ Neurovidenskab, Anatomisk Institut, Institut for Antropologi, Arkæologi og Lingvistik Aarhus Universitet samt Vækstcenteret, Nr. Snede.
Tuesday, June 12, 2012
Anatomiske forskelle i den grå substans mellem mediterende og ikke-mediterende
Venstre frontallap (sup. frontal gyrus)
Hjernestammen(den forlængede rygmarv)
NeuroReport jan. 2009: “Long-term meditation is associated with increased gray matter density in the brain stem” af Peter Vestergaard-Poulsen, Martijn van Beek, Joshua Skewes, Carsten R. Bjarkam, Michael Stubberup, Jes Bertelsen and Andreas Roepstorff
Tuesday, June 12, 2012
Anatomiske forskelle i den grå substans mellem mediterende og ikke-mediterende
Venstre frontallap (sup. frontal gyrus)
Hjernestammen(den forlængede rygmarv)
NeuroReport jan. 2009: “Long-term meditation is associated with increased gray matter density in the brain stem” af Peter Vestergaard-Poulsen, Martijn van Beek, Joshua Skewes, Carsten R. Bjarkam, Michael Stubberup, Jes Bertelsen and Andreas Roepstorff
Tuesday, June 12, 2012
Introspektion (self-awareness)
Goldberg et al. Neuron, 2006
Venstre frontal lap aktiveres ved introspektion: hvordan har jeg det lige nu?
~
Samme område deaktiveres ved stressfuldt arbejde!!!
Tuesday, June 12, 2012
Anatomiske forskelle i den grå substans mellem mediterende og ikke-mediterende
Venstre frontallap (sup. frontal gyrus)
Hjernestammen(den forlængede rygmarv)
NeuroReport jan. 2009: “Long-term meditation is associated with increased gray matter density in the brain stem” af Peter Vestergaard-Poulsen, Martijn van Beek, Joshua Skewes, Carsten R. Bjarkam, Michael Stubberup, Jes Bertelsen and Andreas Roepstorff
Tuesday, June 12, 2012
Regionen i hjernestammen er interessant !
Den forlængede rygmarv regulerer åndedræts- og hjerterytme, muskler og kirtler i bronkier og tarm system o.m.a. (Autonome system: parasympatisk/sympatisk)
Vagusnervens aktivitet: parasympaticus
Kontrollerer Heart rate Variabiliteten ♥
Tuesday, June 12, 2012
Generelle fysiologiske effekter ved øget vagus aktivitet
• Hjertefrekvens og blodtryk, åndedrætsfrekvens, iltoptagelse sænkes• lavere kortisol (mindre stress)• vice versa: reduceret vagal tone ved stress!• Bedre koncentrationsevne ved stressfulde stimuli• Forbedret immunsystem
og
• Meditation øger vagus aktiviteten
Souza et al. 2000
Tuesday, June 12, 2012
Generelle immunologiske effekter ved meditation
• Meditation giver generelt mindre stresshormon i blodet (kortisol) (Walton, Ann NY acad Science, 2004)
• Højere niveau af antistoffer (influenza vaccination) efter 8 ugers mindfulness træning(Davidson, Psychosom med, 2004)
• Meditation reducerer hypersensitivitets respons (Black, S. Br. Med. J. ,1963; Zachariae, R. in Psychoneuroimmunology (eds Ader R., Felten, D. L. & Cohen, N.) 133–160 Academic, San Diego, 2001).
• Meditation praksis (5 dage x 20 min) forbedrer immunsystemet (højere immunoglobulin) og lavere kortisol (Tan et al. PNAS, 2007)
Tuesday, June 12, 2012
Immunsystem
Den inflammatoriske effekt er vigtig i en lang række autoimmunsygdomme:reumatologiske sygdomme (gigt etc), mange hjerte-kar lidelser, Alzheimers, multiple sklerose, diabetes II og cancer m.fl.
Anti-inflammatory pathway:Acetyl-cholin sørger for at Tumor Necrosis Factor (TNF) ikke dræber vævet (Tracey, Nature 2002)
Organ compartment of the reticuloendothelial system
Kontrol ?
Tuesday, June 12, 2012
Immunsystem
Vagus aktivitet fra den forlængede rygmarv styrer den!
OBS!Ved injektion af cellegift (endotoxin) døde rotterne – undtagen dem der fik vagal stimulation! Borovikova et al, Nature 2000
Tuesday, June 12, 2012
Regionen i hjernestammen er MØJ interessant !
Relæstation for de sensoriske signaler fra hele kroppen og op til det meste af hjernen
Tuesday, June 12, 2012
Meditation som ”anti-stress”-behandling?
?
Tuesday, June 12, 2012
Mekanisme ved meditation?
Anti-stress mekanisme?
Meditation øger vagus nerve aktivitet
Meditation øger opmærksomheden ved stressfulde stimuli
Meditation reducerer stresshormon i blodet
Højere intro-spektions niveau? Hvordan har jeg det lige nu?
Relæstation mellem krop og hjerne er måske forandret – kan vi så bedre føle vores krop og dermed følelser?
Øget vagus aktivitet øger opmærksomheden ved stressfulde situationer
Automatiske reaktioner kan bedre kontrolleres – meta-bevidsthed? (Stroop)
Bedre immunsystem
Tuesday, June 12, 2012
Men, hvad sker der med hjernen ved mental stress?
Tuesday, June 12, 2012
STRESSHippocampus er meget følsom overfor cirkulerende
stresshormoner
Hippocampus
Tuesday, June 12, 2012
Hoved effekt af mental stress i Hippocampus
Tab af dendritter i Hippocampus CA3 (tab af hukommelse og rumlig læring)
CA3
CA1
DG
Tuesday, June 12, 2012
21 day restraint stress
control
Basale dendrites
0%
Apical dendrites
≈27 % reduction
Reducerer det neurale netværk:Hippocampus skrumper med stress
+Korttidshukommelsen og indlæringsevne nedsættes
+En lang række patofysiologiske effekter – specielt hjerte-kar sygdomme
Stress ændrer hippocampus
Tuesday, June 12, 2012
Tæthed af dendritter med MR-scanning21 d. Stress Controls
Vestergaard-Poulsen, Wegener, Nielsen, Bjarkam, Hansen, Blackband and Jespersen. Quantification of dendritic remodeling in the stressed hippocampus by MRI.
PLoS One, 2011
Stress ændrer hippocampus
Tuesday, June 12, 2012
MRI:
-24 %
Dendrit tæthed efter 21 dage
CA3 Hippocampus
Histology:
-27% Conrad et al., 1999;Galea et al., 1997;Magarinos and McEwen, 1995;McLaughlin et al., 2005;McLaughlin et al., 2007;Watanabe et al., 1992a;Watanabe et al., 1992c;Watanabe et al., 1992b
Tuesday, June 12, 2012
Amygdala forstørres ved stress! (+ depression)
Tuesday, June 12, 2012
Amygdala forstørres ved stress! (+ depression)
Roozendaal, Nature Neuroscience 2009
Tuesday, June 12, 2012
Roozendaal, Nature, 2009
Stress-relaterede strukturelle ændringer sker i forbundne hjerne regioner
Tuesday, June 12, 2012
Men, hvad sker der med hjernen ved PTSD?
Tuesday, June 12, 2012
Vietnam veteraner under visning af fotos med krigshandlinger samt lyd
• Lavt blod flow i medial præfrontal kortex
• Ingen aktivitet i Anterior Cingulum!
Aktiveret PTSD reducerer aktivitet medial præfrontal kortex/anterior cingulum
Bremner et al. Biol Psychiatry 1999
Tuesday, June 12, 2012
Tokyo Sarin Terror aktion
Reduceret grå/hvid substans 9 personer med PTSD i forhold til andre 9 uden PTSD diagnose
PTSD reducerer hjernesubstans i Anterior Cingulum
Abe, Neuroimaging, 2006Tuesday, June 12, 2012
Kan MDMA (ecstasy) stø0e i angstrelaterede sygdomme?
• Oxytycin s+ger ved MDMA – bedre terapeut forhold (+llid/empa+)?
• MDMA reducerer ak+vitet i amygdala/ Ventromedial præfrontal ak+vitet s+ger – forbedre emo+onel regulering/nedsæEe angstrelateret modstand mod terapi?
•Beta Blokkere -‐ nedsæEer kardiovaskulær sympa+sk reak+on -‐ anvendelig som mild medicinsk interven+on?
Johansen, J Psychopharmacology 2009
Tuesday, June 12, 2012
Højt adrenalin niveau akFverer PTSD
Vietnam Veteraner får angst reak+on ved noradrenalin påvirkning (men ikke i normale). Meget lavere ak+vitet i medial præfrontal kortex end i normale personer
Bremner Arch Gen Psychiatry 1997
Tuesday, June 12, 2012
Jo mindre Hippocampus jo større følsomhed overfor psykisk truma!- forbindelse til prenatal stress?
Gilbertson, Nature Neuroscience 2010
Hippocampal volumen i én-æggede tvillinger med/uden PTSD
Tuesday, June 12, 2012
De Somatiske markører ligger i medial præfrontal kortex
Damasio, AR (1994). Descartes’ error emotion, reason and the human brain, New York: Grosset/Putnam. Damasio, A.R., Tranel, D. & Damasio, H. (1991). "Somatic markers and the guidance of behaviour: theory and preliminary testing" (pp. 217-229). In H.S. Levin, H.M. Eisenberg & A.L. Benton (Eds.). Frontal lobe function and dysfunction. New York: Oxford University Press Damasio.A.R. (1996) The Somatic marker hypothesis and the possible functions of the prefrontal cortex
Decision-making og ”The somatic marker theory”:
Beslutninger med høj kompleksitet, høj usikkerhed, uklarheder, og mange alternativer der konflikter kan overbelaste de kognitive processer så de ikke kan producere en entydig beslutning.
Somatiske markører fra alle erfaringer (belønning/straf) ift den relevante situation summer op (altså ubevidst) og producerer en bias på den kognitive beslutningsproces
Ventro-medial præfrontal kortex lagrer sandsynligvis de somatiske markører
Tuesday, June 12, 2012
PTSD – mulige mekanismer
I truende situationer, sker der en overaktivering af amygdala med den dertil hørende limbiske reaktion fordi de præfrontale områder med højere kognitive funktioner er dysfunktionelle/bliver deaktiveret og derved ikke kan undertrykke en amygdala respons
Tuesday, June 12, 2012
Udvikling/ behandling af PTSD?
Mindre hippocampus større
PTSD chance
Dysfunktion af medial
præfrontal kortex, anterior
cingulum
Stress reducerende
miljø og mindfulness?
Beta-Blokker nedsætter fysiologisk respons?
HjerneStamme
Plasticitet?
Større amygdala
Nedsat funktionel
konnektivitet mellem ACC og
amygdala
HPA akse: prenatal/neonatal trauma?
Mindre hippocampus i
PTSD
?
Summing upTuesday, June 12, 2012
Stress tests• Billederne på de næste sider bruges til
at finde ud af hvordan du som person kan håndtere stress....
• Jo langsommere billederne bevæger sig jo bedre er du til at håndtere stress.
• Ingen af disse billeder er animerede.
Tuesday, June 12, 2012
Tuesday, June 12, 2012
Tuesday, June 12, 2012
Tuesday, June 12, 2012
• Billedet til højre har to delfiner• Se på begge delfiner der
hopper ud af vandet• Delfinerne er ens• Et større videnskabeligt
studium viser, at selvom delfinerne er ens, så vil en person under stress se forskelle mellem de to delfiner
• Hvis man finder mange forskelle mellem delfinerne betyder det at personen oplever en voldsom grad af stress og/eller har mén efter druk
Delfin testen
Tuesday, June 12, 2012
Tak for jeres mindfulness!
30 års meditation + PTSD?
Tuesday, June 12, 2012