Физиологический механизм медитативно-дыхательных упражнений цигун описываются заслуженным врачом России и специалистом по восточной медицине Гаваа Лувсаном. «Функция внешнего дыхания находится в прямой зависимости от состояния центральной нервной системы. Импульсы из дыхательного центра оказывают влияние на тонус коры головного мозга, динамику корковых потенциалов и периодику α-ритмов, возникающих при переходе организма от покоя к физической активности и наоборот, т.е. влияют на психическую деятельность человека», – пишет Г. Лувсан, ссылаясь на нейрофизиологические исследования, и отмечает, что медитативно-дыхательные упражнения, таким образом, снижают возбудимость многих нервных центров, в том числе двигательного анализатора, и оказывают тормозящее воздействие на нервную систему, способствуя стабилизации психоэмоционального состояния человека, расслаблению мышечного корсета, общему успокоению и отвлечению. [23]
Чжан Минву и Сунь Синъюань также ссылаются на исследования, проведенные в США д-ром Бенсоном, и показавшие, что упражнения цигун вводят человеческое тело в состояние т.н. «слабой реакции», которое выражается в понижении активности симпатической нервной системы, скорости обмена веществ, активности ренина, содержания молочной кислоты в артериях. Артериальное давление, частота сердечных сокращений и дыхания понижаются. Все перечисленное противоположно проявлениям стрессового ответа организма, которые рано или поздно приводят к истощению жизненных сил и возникновению психогений.
Д-р Воллэйс, анализируя данные энцефалограмм, обратил внимание на то, что энцефалограмма обычного человека показывает много отрицательных волн высокой частоты с плохой синхронизацией, в то время как энцефалограмма человека, практикующего цигун, показывает большое количество хорошо синхронизированных положительных волн низкой частоты, при чем они в три раза выше, чем у обычного человека. Таким образом, упражнения цигун влияют на электрическую активность мозга, способствуя росту его функциональных возможностей. [27]
Сообщается также, что упражнения цигун могут вызывать изменения количества медиаторов ЦНС и эндокринной системы. Отмечается, что после тренировок цигун в плазме крови увеличивается содержание пролактина, что указывает на уменьшение активности дофамина, ведущее к чувству расслабленности и спокойствия. Кроме того, секреция кортикостероидов падает на 50%, что приводит к замедлению процесса старения и усилению работы иммунной системы. [27]

Марютина Т.М. приводит подробные психофизиологические исследования медитаций, которые проводились физиологом из США Робертом Кейтом в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе на примере других т.н. трансцендентальных медитаций. Анализ биотоков мозга перед трансцендентальной медитацией, в состоянии медитации и после нее показывает, что спектр частот биопотенциалов мозга во время медитации напоминает промежуточное состояние между частотными спектрами, характерными для бодрствования и дремоты. По другим данным, во время трансцендентальной медитации регистрируется более регулярный и высокоамплитудный альфа-ритм по сравнению с бодрствованием и дремотой, без выраженной межполушарной асимметрии. Также при трансцендентальной медитации увеличивается когерентность альфа-ритма, особенно в лобных отделах, а на более поздних этапах медитации альфа ритм переходит в тета-ритм. Последнее связано с длительностью медитационной практики. (24)
В результате исследования электрической активности мозга в процессе трансцендентальной медитации была выявлена следующая последовательность событий:
1. В начале медитации возрастает амплитуда альфа-ритма, однако на этом фоне нередко возникает депрессия альфа-ритма.
2. По мере углубления состояния возникают тета-разряды, часто перемежающиеся с альфа, особенно у индивидов с ярким медитативным опытом.
3. В глубокой медитации (самадхи) наблюдаются высокочастотные бета-разряды 20-40 Гц.
4. В конце медитации даже при открытых глазах доминирует альфа-ритм.
Приведенные данные можно охарактеризовать как более низкий уровень бодрствования по сравнению с состоянием релаксации. Согласно принятым в психофизиологии представлениям, высокоамплитудный альфа-ритм с тенденцией к урежению должен отражать состояние релаксации и пониженный уровень бдительности. Однако, для медитации характерен, напротив, высокий уровень бдительности. Такое несоответствие, вероятно, может быть объяснено расхождениями в терминологии: то состояние, которое сопровождается высокоамплитудным альфа-ритмом с тенденцией к урежению, может восприниматься как снижение бдительности обычным человеком, и способствовать бдительности в представлении медитирующего.
По некоторым предположениям, альфа-ритм, наиболее часто регистрируемый при медитации, по своему функциональному значению не аналогичен альфа-ритму спокойного бодрствования. Данный ритм, как считает В.С. Ротенберг, отражает высокую вариативность и неупорядоченность образного мышления, доминирующего во время медитации. Благодаря этому, после сеанса медитации отмечается чувство отдыха, уменьшение физического и психического напряжения и утомления, повышается психическая активность и общий жизненный тонус. [24]
Исследования медитации с помошью электроэнцефалографии проводились и в отношении межполушарной асимметрии, что привело к появлению т.н. "правополушарной теории медитации". Согласно этой теории, процесс медитации изменяет состояния сознания тем, что затормаживает познавательные функции, связанные с доминантным (левым) полушарием, открывая большие возможности для правополушарных функций. Так, было показано, что начальная стадия медитации связана с большей дезактивацией левого полушария, чем правого, что предположительно связано с тем, что медитация "выключает" вербальные, логические мыслительные функции и чувство времени, присущие левому полушарию, а взамен начинает доминировать правое полушарие, ответственное за целостное восприятие окружающего, находящееся за пределами языка и логики.
Наиболее важной и яркой ЭЭГ-характеристикой медитации является тенденция к внутри- и межполушарной синхронизации ЭЭГ. Более того, высокая степень согласованности билатеральной активности наблюдалась у медитирующих не только в течение самой медитации, но и как медитационный послеэффект. Причем ЭЭГ синхронизация в медитации существенно выше, чем в состоянии сна или дремоты, но в фазе быстрого сна ЭЭГ синхронизация столь же высока, как и при медитации. Последнее позволяет предположить наличие психофизиологического сходства между БДГ сном и медитацией. [24]