În timpul meditației au loc mai multe schimbări în creier. Oamenii de știință au folosit imagistica prin rezonanță magnetică sau RMN pentru a determina exact modul în care meditația afectează creierul. Caracteristicile undelor cerebrale sunt modificate, părți ale cortexului se îngroașă fizic, amigdala este mai puțin activă, iar hipocampul devine mai activ. Cu practica regulată de mediere, unele dintre aceste schimbări rămân chiar și după ce starea meditativă este părăsită.
Activitatea electrică se modifică radical în creier în timpul meditației. Undele beta, cu aproximativ 15 până la 30 de cicluri pe secundă, scad considerabil în timpul meditației. Ei sunt implicați în gândirea logică, dialogul și multe, dacă nu majoritatea activităților zilnice ale vieții. Undele Theta, cu o viteză cuprinsă între 4 și 7 cicluri pe secundă, sunt asociate cu visarea cu ochii deschiși, creativitatea ridicată și stările meditative. Ele cresc în timpul meditației.
Ciclând cu 7 până la 13 cicluri pe secundă, undele cerebrale alfa sunt prezente în timpul stărilor de relaxare și semnalează absența stresului sau a anxietății. Undele alfa cresc în creier în timpul meditației. Deoarece aceste valuri contribuie la capacitatea de a învăța noi informații, meditația pe o perioadă de săptămâni sau luni va crește capacitatea practicantului de a absorbi noi informații.
O persoană care meditează se află într-o stare foarte concentrată, alertă și profund pașnică. Respirația și bătăile inimii sunt lente, iar tensiunea arterială scade. Concentrarea practicianului se întoarce spre interior și există schimbări foarte specifice care au ca rezultat creierul în timpul meditației. Cortexul, care este centrul de raționament al creierului în care trăiesc conștiința de sine, emoția și logica, se închide în mare parte. În schimb, părțile cortexului prefrontal și ale insulei anterioare drepte care sunt implicate în procesarea informațiilor senzoriale și detaliile notării se îngroașă fizic din cauza lărgirii vaselor de sânge.
Stresul nu este doar neplăcut; modifică fizic creierul determinând reducerea dimensiunii neuronilor din hipocamp. Hipocampul este acea parte a creierului care permite memoria, contribuie la un sentiment de bunăstare și sprijină învățarea. Prin meditație pe termen lung, reducerea stresului are ca rezultat reconstrucția hipocampului în sine. Nu numai că hipocampul câștigă materie din creier, dar amigdala, partea a creierului care se ocupă de furia, tristețea și anxietatea, se reduce în timpul meditației. Acest lucru dă stresului și emoțiilor neplăcute un dublu zgomot.
Meditația are literalmente puterea de a reconecta creierul. Oamenii care se luptă cu depresia, au probleme de furie sau suferă de atacuri de anxietate pot, prin practica meditativă concentrată, să creeze obiceiuri noi și mai sănătoase de gândire și sentiment și să formeze noi căi în creier. Un creier sănătos contribuie, de asemenea, la un corp sănătos. Cercetătorii au observat că persoanele care participă la meditații regulate pe o perioadă lungă de timp sunt mai puțin susceptibile de a suferi de tulburări cronice. Pentru cei care o fac, disconfortul este minimizat prin meditație.