由腦α波所定義的兩種氣功態
作者/李嗣涔 國立台灣大學工學院電機系
張楊全 國立台灣大學醫學院神經科
我們測量了氣功師父在練氣時腦α波振幅之變化,由此
發現了兩種不同的氣功態。第一種狀態腦α波之尖峰功率
大幅降低,我們定義為「入定態」。第二種狀態剛好相反
,腦α波之尖峰功率大幅增加,定義為「共振態」。另外
從實驗數據推論:中國傳統道家在開始練功時是處在「共
振態」,但是在練到高深境界以後,進入「入定態」,而
佛教禪宗的「坐禪」則從修練開始就在練「入定態」。
關鍵詞:腦波、α波、氣功。
前言
氣功科學化的重要課題之一,就是去了解一個人在練氣
功的過程中,身體到底發生了什麼變化,比如心跳與呼吸
的次數、血壓、血流量、身體的溫度、腦電波、心電圖等
等,是不是與平時不練功時有著相當大的而且是系統化的
不同。若能藉由這些生理指標的測試,而能確實證明人體
是處於一種既非「清醒」,也非「睡眠」的狀態,則我們
就可以如同錢學森所建議的一樣[1],定義練氣功時身體
的狀態為「氣功態」。當然氣功態可能有很多種,它所表
達的意義只是說人體可能有很多可以存活的狀態,「清醒
」與「睡眠」只是兩種一般人天天都會經歷的境界,而其
他狀態則要靠一些修練的方法才能達到。
練氣功的方法有千百種,但粗分下來可約略分為兩大類
,一種為道家及佛教密宗的練氣[2],也就是練習「氣集
丹田」、「氣走任督二脈」以及「氣行大小週天」等境界
,比較著重於打通人體的經絡系統。另一種為佛教禪宗的
靜坐,也就是「入定」的工夫,在靜坐中利用數息、觀想
等方法逐漸摒除腦中雜念,而達到「空」的境界,另外在
印度及西方也有瑜珈(yoga)及超覺靜坐(transcendental
meditation)類似氣功的修練方法。
近年來,中國大陸、台灣以及西方的研究者已成功地把
腦電波分析功率頻譜的方法運用到氣功,瑜珈和超覺靜坐
[3-13]。根據這些文獻的記載[3-8],當氣功師父練氣時,
大腦枕部及頂部之「α波」(8到13 Hz的腦波)振幅會大
幅的增加,並由腦枕部逐漸擴散到腦的其他部位,它是腦
內電氣活動在生理狀況改變時所出現的一種現象。但是在
眾多的練功法之間其α波到底有什麼相同或相異之點,是
本論文所要探討的主題。
材料與方法
一、研究對象
我們一共邀請11位氣功師父參與研究,其中道家文始派
者有1人,一般練氣者5人,梅花門者有3人,龍門丹道者
有1人及佛教密宗者1人。
為探求修練程度是否為大腦α波變化之重要因素,我們
亦邀請在同一位禪宗師父門下修練之7位同修接受測試,
作為比較,這些同修之修練時間為4個月到4年。對照組則
為21位完全沒有修練過任何氣功之普通人。
二、記錄方法
所使用的腦波儀為日本光電公司製OEE-7102型,可將每
10秒取得之腦波信號做傅立葉轉換,並直接將其功率頻譜
以印表機印出。由於此機型只有兩個頻道,共五個電極(
一個為接地),因此我們選擇將傳統腦波測試中腦右半球
的O2及C4兩點信號送入第一頻道,腦左半球的O1及C3兩點
信號送入第二頻道,接地電極則貼在前額上端。所印出的
腦波頻譜則右左並列,每一條線代表10秒鐘之數據。
在實驗過程中,練過氣功的師父均先閉眼靜坐3到5分鐘
,不練功,以取得其閉眼後兩分鐘內,腦波頻譜尖峰功率
的平均值P0-2,然後再開始以本門功法練功5到10分鐘。
我們則各取練功後0至2分鐘及2至4分鐘內腦波頻譜尖峰功
率的平均值(P2-4及P4-6)與沒有練功前之P0-2比較,取
得百分率的變化,即(P2-4-P0-4)/P0-2×100%,(P4
-6-P0-2)/P0-2×100%,再做統計分析看腦波功率之增
加或降低是否有統計上的顯著性。而一般沒有練過氣功的
人,則請其閉眼靜坐6分鐘以上,量其腦波之變化。以閉
眼後0至2分鐘內腦波頻譜尖峰功率的平均值P0-2當做基準
,而計算在閉眼後2至4分鐘及4至6分鐘之平均值P2-4及P4
-6之變化的百分率,並與練功者做一比較。
三、統計分析
由於練功者大腦α波振幅變化之分佈多非高斯分佈,所
以我們採用Mann-Whitney法來檢驗有關相對數據之異同關
係[14]。
結果
普通人之α波尖峰功率的變化
表一列出21位未練功之普通人,閉眼後6分鐘內,大腦
左右兩半球α波尖峰功率之變化平均值及範圍。表中數字
之α波功率雖有變動,但經Mann-Whitney法檢後發現此項
變動不具統計學上有意義之差異。相對時段內左右兩半球
之功率變動亦無有意義之差異。
根據α波功率增減情形,我們將練功時之氣功態分為兩
大類,功率明顯減少者,稱為「入定態」,而增加者為「
共振態」。
入定態
屬於這一類之練功者有11人,來自道家文始派、龍門丹
道、道家某派、佛教密宗及禪宗同一門派學生7人。前三
位高段師父練功時,α波振幅呈現明顯之下降,其程度可
達70%以上。但下降程度並不一致,為56%至76%之間,
即使同一門派亦不盡相同。圖一到圖四顯示的就是前四種
門派師父練功時,腦波之變化。圖一A及B顯示的是道家文
始派的高段師父在練「內金丹功」前後腦波的變化情形,
在圖A中師父閉眼後一直在說話以避免進入練功的狀態,
此時腦α波頻率在10 Hz附近振幅佷大,最高時約在75μV
左右。但在停止連續的說話,並閉眼後,如圖一B所示,
腦α波振幅僅有20μV左右,並在不到一分鐘後完全消失
不見。在整個10分鐘的練功過程中,α波受到明顯的抑制
,只有在少數幾個瞬間會有α波反彈而出的現象,但振幅
不大並且很快的又受到抑制而消失。在整個練功過程中,
師父並間歇性的告訴我們,「氣」在他身體內之運行位置
。
圖二顯示的是道家龍門丹道的師父練功時,腦α波功率
頻譜的變化,很明顯的是在練功以前,師父的腦α波非常
複雜,有很多個波峰,但是一開始練功,則α波明顯受到
抑制,但偶然會有一個單一的波峰出現,其振幅並不比練
功前要高,但顯示大腦電氣活動進入比較有秩序的狀態。
尤其在師父將氣提到頭頂「氣轉百會穴」時,一個單一的
α波突然衝出,表示大腦電氣活動有秩序的程度更為提高
。但是等到師父停止運功的瞬間,腦波又回到練功前的混
亂狀態。
圖三顯示的是另一位道家師父以「放空」的方法,即摒
除腦中雜念的方法來練功時,腦中α波功率頻譜的變化,
很明顯的是整個閉眼練功的過程中α波振幅都很小,甚至
到消失的地步與圖一B很相似,在4分鐘的練功過程中,也
觀察到有α波反彈而出的現象。
圖四顯示的是另一位佛教密宗的師父,在打坐過程中,
腦α波功率頻譜的變化情形。很顯然的是當師父剛剛閉眼
的時候,腦α波功率很小,振幅約在10μV左右,頻譜也
不單純,但在開始練功約2分40秒後,腦右半球α波平均
功率突然增加4倍以上,但腦左半球α波變化不大。約在3
分半鐘以後,腦左半球α波消失不見進入「入定態」。在
同時腦右半球α波的數據上,雖然顯示仍有α波存在,但
事實上α波也已被抑制。這是由於腦波機OEE-7102型在展
示數據時,若下一個10秒之α波功率小於前一個10秒之功
率,則它完全重覆展示前10秒之波型,只是基準線(零振
幅線)向上位移1毫米(mm)而已。因此當我們看到α波
功率頻譜波形不變,而只是基準線向上移,則知道α波振
幅很小,甚至已消失。大約在4分鐘時,腦左右半球α波
均出現反彈現象,左半球的很小,右半球的很大,但瞬間
又消失了。這種特徵與道家高段師父(圖一B及二)練功
過程幾乎一樣。由於密宗師父練功過程腦波之變化比較特
殊,我們只取前三位高段師父練功前後腦α波之變化百分
比,與21位沒有練過氣功的人比較,如表二所示。從表中
可以發現,師父不論左右半球α波振幅在練功後4分鐘內
均呈現有意義的下降。
圖五顯示禪宗同修7位學生中一位修練得較好的受試者,
在閉眼後及入定過程中腦α波功率頻譜的變化。很顯然的
是與前面幾位高段師父相比較,他對α波的抑制能力還不
夠好,在整個入定的12分鐘內,只有約1分鐘的時間可以
把α波整個去掉。我們把這7位同修,閉眼後0至2分鐘內
的功率尖峰平均做為基準P0-2,再用開始入定後0到2分鐘
及2到4分鐘內的功率尖峰平均值(P2-4及P4-6)求變化的
百分率,來與沒有練過功的人做統計性的比較,如表三所
示。其練功時,大腦α波變動情形。從表中可發現同修者
練功開始後兩分鐘內,不論左右半球之α波功率皆呈現有
意義之下降(P<0.0005),但2分鐘後則與普通人無明顯
差異。
共振態
道家與佛教密宗的練功,一開始是要練氣的,也就是「
打通任督二脈」,「氣走大小週天」的功夫。屬於這一類
之練功者有7人,來自一般練氣者、道家梅花門及佛教密
宗。練功時α波振幅呈現明顯之上升,其程度可達100%
以上。圖六至圖八是道家師父練氣時,腦α波功率頻譜變
化情形。圖六顯示的是道家師父以「放鬆」方式來練功的
情形。在開始練功2分鐘後,腦左右半球之α波功率均突
然增加到2.5倍以上,並在整個練功過程中,振幅均遠大
於不練功前閉眼靜坐之情形。這種情形尤以腦右半球為明
顯。
圖七顯示的是道家師父「氣行大週天」之情形,很顯然
的是在開始練功不到1分鐘,腦左半球α波功率大幅增加2
倍,並在整個練功過程中均保持持續增加的狀態。腦右半
球α波也有大幅增加,但不若左半球那樣明顯。
圖八顯示的是道家梅花門的師父練功時,腦α波功率頻
譜的變化,在開始練功不到1分鐘,不論左右半球腦α波
的功率就突然增加到2倍以上,進入α波的「共振態」。
我們也選7位練氣的師父與前面所述一樣,量其練功前後
腦α波功率變化的百分比,再與21位沒有練過氣的人做比
較,如表四所示。在開始練氣前兩分鐘內,練氣的師父腦
右半球α波之功率增加有意義之(P<0.0005),但左半
球尚未明顯差異。但在2到4分鐘內,練氣師父腦左右半球
α波功率之增加均呈現出統計上的顯著性(P<0.001)。
討論
普通人大腦α波之真正來源,仍未有定論。最有可能的
說法是來自大腦後區皮質,但接受視丘的調節,而有所改
變。普通人在靜止放鬆閉眼時,α波最為明顯;張眼、心
算、思考、聽覺或體覺刺激之下,α波則會被抑制,振幅
大為減少。高度警覺時,α波會遭受壓抑,振幅及出現機
率降低,甚至可能被低幅之β波所取代。
近三十年來,有一些學者投入如何控制α波的研究。所
謂以α波生物回饋法(alpha biofeedback method)[11]
達到放鬆自己的目的,即是其中一種臨床應用。超覺靜坐
修練者練功時[12,13],其α波振幅有的增強,有的減弱,
甚至消失,而代之以θ波。Kasamatsa及Hirai兩人,則報
告佛教禪宗練功時,有α波振幅增高之現象。事實上,這
些α波振幅變化,只是反映著一個人警醒程度而已,並不
能說那一種α波變動對人的健康較有好處。
普通人嗜睡時,α波出現時段會減少,振幅會下降,因
此我們無法全面否定屬於大腦α波尖峰功率降低之入定型
氣功態只是練功者昏昏嗜睡狀態所引起的α波變化而已。
但是從圖一及圖二道家兩位師父一邊練內丹功法,一邊間
歇性的說話告訴我們「氣」走到了身體那一部位的事實來
看,至少他們是處於清醒狀態,而腦α波仍然受到強烈的
抑制,並有反彈而出之現象。另外從本研究中,對21位普
通α波振幅變動之觀察中可得知,6分鐘α波內平均振幅
並未明顯下降,可見本研究中為時不長之記錄過程,並未
使受測者進入嗜睡狀態。因之,推斷修練者亦未進入嗜睡
狀態。再者,即使這一類修練者確因嗜睡,導致α波振幅
下降,也能代表他們之氣功態與共振型氣功態完全不同。
在對入定型氣功態師父所做的實驗中,禪宗同修七位學
生的腦α波振幅在練功後2分鐘內呈有意義之下降,但2分
鐘後則與一普通人無明顯差異,這種現象可以解釋如下:
7位練坐禪的同修,由於功夫還不夠深,因此雖然在一開
始時,對腦α波可以達到稍微抑制之地步,而顯出比一般
強,但時間一久,α波反彈而就顯不出優越性了。當然對
圖一到圖三所顯示的三位高段師父而言,其對α波功率之
抑制,在入定4分鐘內是極為顯著的。
入定型修練者運功時講究思路放空,摒棄雜念,以達到
「入定」狀態。為摒棄雜念則使用所謂的「法門」來壓到
隨時興起的「隨機念頭」。例如默念「阿彌陀佛」來壓制
腦海中之其他念頭。練到最高境界,連「法門」也無需使
用,也無雜念產生。若以精神生理學觀點來看,這種摒棄
雜念需集中精神於「法門」,所以並非真正地停止所有的
有意識性思考,亦非完全放鬆,因此α波振幅自應下降。
修練到最高境界,連「法門」也不需要,完全「入定」,
毫無雜念。修練到此種境界時,回衝所得之α波是否與清
醒期之α波,在神經生理上之實質意義相同,尚待日後更
進一步的鑑別區分。至於α波之壓抑現象之真正生理意義
,亦需進一步之研究。
大腦皮質之電氣活動會因內在或外來之各型各類別刺激
,引起電位改變。臨床上常用間歇性閃光刺激作為腦電圖
檢查之一種特殊手段。當閃光刺激頻率接近或等於原有之
α波頻率時,則最容易引起高振幅的閃光跟隨反應。此時
在一般頻譜分析上,並無法分辨清楚α波及此種閃光跟隨
反應,但見原有之α波波頻段之振幅功率大幅增加而已。
在以前的刺激法實驗中[9],我們以接近或等於原有α波
頻率的重複性、閃光、誦念、或默念作為刺激方法,有一
些未曾練過氣功的一般人身上,誘導出氣的產生,並證實
出此時頻譜分析儀上的α波功率大為增加,這種循環刺激
過程引起α波功率增加,我們定義為共振態。我們推測:
共振態之氣功修練者於運功時能使體內組織脈管發生適當
的協調,產生有規律性、循環性、且接近α波頻率的內在
性刺激,進而誘導出大腦皮質α波的共振。
道家及佛教密宗在練功過程中都是先練氣,打通任督二
脈,氣行大小週天,氣在體內運行,似乎就是在培養體內
組織脈管間的適當協調能力,而誘導α波之共振態。如果
練氣修練能進入更高深之「採藥結丹」階段,則體內之氣
不再運行,會自動停止[15],而「共振態」也隨之消失。
圖四就是一位佛教密宗師父練功時,左側大腦半球先進入
「共振態」α波振幅大為增加,一段時間後共振態消失,
α波振幅明顯下降,轉為被壓抑之狀態,此時與入定態之
氣功修練並無兩樣。我們因之推測:兩種氣功態之修練者
,修練過程中α波振幅變化雖有不同,但這段皆以α波壓
抑為主之「入定態」為終極境界,兩者殊途同歸。
當然氣功態應該不只是「共振態」及「入定態」兩種,
還應該有其他狀態,只是我們所用的生理指標只有腦α波
之振幅變化,因此只能做這兩種粗略的分類。若能加入其
他生理指標如血流量、血壓、呼吸、肌電等參數,我們相
信可以把氣功態分類得更為完整。
誌謝
我們要感謝台大醫院神經科洪滿惠、謝碧璇兩位在腦波
實驗上的協助。另外我也要感謝氣功師父李鳳山、賴鎮遠
、黃英哲、湛湘泉四位先生,財政部關政司王德槐司長及
中國禪學會的同修,以及方中傑、葉金砡及阮曉萍三位同
學之協助,使我們能順利測量氣功態腦波之變化及分析其
數據。
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