一系列由美國威斯康辛大學的 Antoine Lutz 和 Richard Davidson 等，和達賴喇嘛的僧團合作的研究，證明了靜心冥想 (Meditation) 可以改變大腦的結構和功能。他們在 2004 年發表了此系列的第一篇論文，其後又發表了數篇相關的文章，研討大腦神經的可塑性 (Neuroplasticity)。

大腦的神經可塑性指的是大腦的結構和功能，會因為外在的刺激而強化某些神經迴路，而導致某些腦區域的萎縮或增強。例如，失去眼睛的人，本來用來感應視覺的腦區域，會逐漸被用在其他的功能，而喪失它本來的結構和視覺功能；又例如，將食指和中指綁在一起，長期之後兩隻手指的相對腦神經區域會融合，而使得腦無法再獨立指揮其中一隻手指。

研究者想知道，神經可塑性是否能經由腦內部的運作，例如靜心冥想，而達到改變腦結構和功能的效果，在達賴喇嘛的鼓勵下，許多有一萬小時以上的修持功夫的喇嘛投入了這項合作。

第一個實驗是，研究者短期訓練了一些自願者靜心冥想，作為對照組，來觀察訓練有素的喇嘛在做慈悲心靜心 (compassion meditation, 菩提心修法) 時腦部的結構和功能的變化。

研究者在兩組受試者的頭皮上裝了 100 多個感應器來偵測靜心前、靜心時和靜心後的受試者的腦波變化，結果發現喇嘛的高頻率腦波 (伽瑪波，波頻範圍在每秒 25~42 次震盪，Gamma wave 25~42 Hz) 比對照組要強烈很多。靜心前喇嘛的伽瑪波就比對照組強；靜心開始 10 幾秒的時間後，喇嘛的伽瑪波的幅度增加更較對照組顯著；靜心之後增幅稍減，但仍較對照組顯著。修持功夫越久的喇嘛腦部伽瑪波的變化也越明顯。

伽瑪波被認為和人類的知覺意識 (consciousness) 有關。伽瑪波要增強有兩個可能，一個是以伽瑪頻率在軸突上放電的神經元增加了，另一個可能是神經元放電同步了。在這個實驗裡，研究者發現喇嘛的伽瑪波同步性 (Gamma Synchrony) 非常強；同步範圍又廣，跨足左右腦。

另外一個實驗是利用功能性核磁共振造影 (functional magnetic resonance imaging, fMRI ) 來偵測喇嘛在做慈悲心靜心時的腦部特別活躍的區域，結果發現，在左前額葉 (left prefrontal lobe) 有一個對應正面情緒 (例如快樂) 的區域的腦功能特別活躍。有一位喇嘛的快樂區域的活躍指數創下了難以置信的紀錄，被稱為 “世界上最快樂的人”。

當研究者讓喇嘛看到人們受苦的照片時，和痛苦相對應的腦區域以及和企圖行動相對應的腦區域，都變得比一般人活躍，反應也比較迅速。

這一連串的實驗說：腦波實驗證明，和一般人比較起來，修持功夫越久的喇嘛，靜心時的伽瑪波共振較強，也就是意識較清明；核磁共振實驗證明，喇嘛靜心時情緒較一般人正面，而且救苦救難的企圖心較高。

另一方面，這一連串的實驗是科學上第一次證明：靠腦部的訓練 (如靜心冥想) ，而不必靠外來的刺激 (如光線或運動) ，就可以促成神經的再塑，而改變了腦部的結構和功能。

Ref:
Meditation Alters Brain Structure
Long-term meditators self-induce high-amplitude gamma synchrony during mental practice
Regulation of the neural circuitry of emotion by compassion meditation: effects of meditative expertise