Bei so vielen positiven Wirkungen der Meditation, die sich in den ganzen oben zitierten Studien gezeigt haben, stellt sich natürlich unwillkürlich die Frage, wie es sein kann, dass eine solch simple Technik wie die Meditation eine derart komplexe Umstrukturierung im menschlichen Gehirn auslösen kann.
Bezieht man Kenntnisse mit ein, die sich aus dem Studium künstlicher neuronaler Netze (KNN) ergeben, kann man erkennen, dass gerade die komplexen Informationsverarbeitungsmechanismen in den neuronalen Netzwerken unseres Gehirns sehr gut geeignet sind, um Erklärungsmodelle für Meditation zu finden.
Wichtiger Schlüssel zum Verständnis dieser Zusammenhänge ist die Organisation der Neuronen unseres Gehirns in so genannten Aktivierungsmustern. Gruppen von Neuronen reagieren mit "erlernten" zeitlichen Aktivierungsmustern auf Reize und verarbeiten diese so. Jedes erlernte Gesicht, jeder Name, den wir kennen und jedes Muster, welches wir identifizieren, ist charakterisiert durch eine ganz spezielle Kombination aus gemeinsam aktivierten (d.h. "feuernden") Neuronen, die bei entsprechenden Reizen durch gegenseitige Aktivierung für einen ganz kurzen Moment gemeinsam "aufblitzen" und uns die "Erinnerung" daran bringen, dass wir einen ähnlichen Reiz schon einmal wahrgenommen haben. Jede Erinnerung ist durch ein spezielles neuronales Ensemble repräsentiert.
Unser Bewusstsein ist durch eine Folge solcher neuronalen Cluster-Aktivierungen charakterisiert: Verschiedene Erregungszustände wechseln sich ab, wobei es durchaus oft dazu kommt, dass einzelne Neuronen an mehreren dieser Cluster beteiligt sind - nur eben phasenverschoben.
Reduziert betrachtet, kann man sagen, dass unser Bewusstsein und unser inneres Abbild der Realität weitgehend durch die Beschaffenheit der möglichen neuronalen Aktivierungsmuster unseres Gehirns charakterisiert werden kann.
Um flexibel auf Umweltreize reagieren zu können, hat die Natur uns die Fähigkeit gegeben, Tageserlebnisse in Form neuer Aktivierungsmuster zu speichern. Oft stehen nun neu erlernte Inhalte in krassem Widerspruch zu bereits gespeicherten. Kommt es nun zu einer gleichzeitigen Reaktivierung dieses widersprüchlichen Wissens, gerät das Bewusstsein in eine instabile Lage, da einzelne neuronale Cluster unruhig zwischen verschiedenen möglichen Zuständen hin und her springen und Neuronen, die sowohl an dem einen, als auch an dem anderen Aktivitätsemsemble beteiligt sind, mehr zufällig als gerichtet "feuern". Im ungünstigsten Falle wird das Bewusstsein dadurch instabil und kann kein eindeutiges Aktivierungsmuster annehmen.
Obwohl solche Instabilitäten häufig vorkommen, stellt sich uns unser Bewusstsein als stabil dar, da das Gehirn Mechanismen entwickelt hat, die regelrechte "Notschaltungen" zustande bringen, welche in uns die Illusion der Kontinuität unserer Wahrnehmung erhalten.
Bei einer Häufung solcher instabiler Phasen würde jedoch die tatsächliche Kontinuität unseres Bewusstseins aufhören zu existieren und damit würden psychotische Symptome auftreten; "die" Persönlichkeit würde zerstört werden. Um aber trotz widersprüchlicher Lernerlebnisse und damit widersprüchlicher Aktivierungsmuster "psychische" Kontinuität zu wahren, räumt ein spezieller Mechanismus in unserem Kopf regelmäßig auf: Der Hypocampus reaktiviert nachts während der Traumphasen die vorhandenen alten und neuen Aktivierungsmuster mehrmals und räumt solche "Zielkonflikte" aus: Das neue Wissen wird dem alten "angepasst" - stark vom bisher erlernten abweichende Inhalte werden gelöscht und oft wird zwischen konkurrierenden Aktivierungsmustern ein Kompromiss regelrecht trainiert. Auf diese Art und Weise werden "paradoxe Informationen aus dem Gedächtnis gelöscht und das Gedächtnis funktioniert eindeutig und damit stabil.
Wird dieser Mechanismus in seiner Funktion behindert, wie es bei Schlafentzug vollständig und bei der Einnahme von Schlaftabletten zum Teil geschieht, rutscht das Gehirn in einen chaotischen Zustand und produziert immer mehr widersprüchliche Aktivierungsmuster. Nach längerem Schlafentzug stellen sich Wahnvorstellungen und Psychosen ein, da das ständig erregte Gehirn von einem Aktivierungsmuster zum nächsten geschleudert wird, ohne aber innerhalb einer stabilen Erkennungsphase verharren zu können.
Bei der Meditation wird ein ganz besonderer Zustand erreicht, den man noch nicht genau charakterisieren kann. Es gibt jedoch einige Hinweise darauf, wie dieser Zustand zu deuten sein könnte. Interessant ist hierbei der oben bereits beschriebene Hypersynchronismus-Effekt: Die Tatsache, dass eine Synchronisierung im EEG auftritt, deutet darauf hin, dass während der Meditation alle möglichen (oder viele) neuronalen Anregungsmuster im Gleichtakt aktiviert werden. Neuronen, die - aufgrund ihrer unterschiedlichen Aktivitätsclusterzugehörigkeit - normalerweise niemals gleichzeitig aktiviert werden, synchronisieren sich und das Bewusstsein löst sich für Momente einfach auf und weicht einem nicht definierten Zustand.
Neuronen, die jedoch gleichzeitig aktiviert werden, "lernen" sich gegenseitig zu erkennen und bilden Verknüpfungen. Durch diese Verknüpfungen können Bewusstseinszustände, die sich "fremd" sind, das heißt niemals gleichzeitig auftreten, sich aufeinander abstimmen. Aktivierungszustände, die sich normalerweise gegenseitig ausgeschlossen haben und zu einer "Zersplitterung" des Bewusstseins führten, treten nun gleichzeitig auf und gleichen sich aus; dem Bewusstsein werden die Extreme innerer Informationsspaltungen genommen und es wird wieder einheitlicher und aufnahmefähiger. Auch nach der Meditation bleibt dieser Zustand noch einige Zeit erhalten, da die Neuronen prinzipiell alle Zustände erlernen, die mit gemeinsamer Aktivität einhergehen.
Während im Schlaf immer nur gravierende und punktuelle Asymmetrien ausgeglichen werden können, ist es in der Meditation möglich, generelle Asymmetrien zu synchronisieren und damit das ganze Gehirn zu stabilisieren.