- Mạng lưới cảm nhận đau: Hedy Kober, một nhà thần kinh học ở Đại học Yale (Mỹ), và cộng sự đã có so sánh khi được kích thích đau bằng cách nắm vật nóng, một nhóm được hướng dẫn thiền và nhóm không được hướng dẫn.

Các nhà nghiên cứu nhận thấy ở nhóm được hướng dẫn thiền giảm 27% mức độ cảm nhận nóng cũng như giảm 45% độ hoạt động của mạng lưới cảm nhận đau ở não. Họ kết luận thiền làm giảm sự cảm nhận đau và sự đáp ứng của hệ thần kinh với kích thích đau.

- Hạnh nhân tiểu não: Vùng hạnh nhân của não có liên quan đến các trải nghiệm tâm lý tiêu cực như stress, sẽ dày hơn khi có stress kéo dài. Ở người thực tập thiền, vùng này ít hoạt động hơn khi có stress cũng như giảm độ dày theo thời gian.

- Vùng vỏ não trán trước: Vùng này mỏng đi khi con người già đi, làm chức năng nhận thức suy giảm. Người thực tập thiền có thể đảo ngược quá trình này. Một số nghiên cứu cho thấy người thực tập thiền thời gian dài không cho thấy có hiện tượng mỏng đi của vùng vỏ não này.

Xa hơn nữa, một nghiên cứu của nhà thần kinh học Richard Davidson trên những thầy tu người Tây Tạng thực tập thiền lâu năm, ông nhận thấy có sự gia tăng hoạt động của vùng vỏ não trán trước trái, là vùng phụ trách về cảm nhận hạnh phúc, suy nghĩ và cảm xúc tích cực.

- Vùng hạ đồi: Vùng hạ đồi giúp chúng ta ghi nhớ về những trải nghiệm. Nghiên cứu của bác sĩ Rosa Lazar, Đại học Y Harvard (Mỹ), xem xét hình ảnh não bộ của 16 người trước và sau khi tham gia khóa thiền ứng dụng đối phó với stress. Bình thường vùng hạ đồi rất nhạy với cortisol, bị ảnh hưởng xấu dưới tác động của hormone stress này và trở nên nhỏ đi.

Trong nghiên cứu, người tham gia khóa thiền có hình ảnh gia tăng lớp chất xám ở vùng hạ đồi bên trái.

- Vỏ não vành sau: Bác sĩ Lazar nhận thấy người thiền định sẽ có hiện tượng gia tăng độ dày của chất xám vùng vỏ não vành sau - nơi phụ trách về suy nghĩ, sự sáng tạo, quá trình tự phản ánh. Cũng như vậy, có sự gia tăng chất xám ở vùng nối thái dương bên. Vùng này cho phép thấu hiểu và yêu thương người khác.

- Tim: Thiền giúp bảo vệ tim khỏi bị bệnh.

- Hệ thống miễn dịch: Trong một nghiên cứu của Đại học California ở một nhóm người già, các nhà nghiên cứu thấy có sự giảm biểu lộ rõ rệt các gen kích hoạt hệ thống viêm, vốn là một bộ phận của quá trình đáp ứng miễn dịch.

- Huyết áp: Một nghiên cứu của Viện Benson - Henry ở Boston ở nhóm bệnh nhân tăng huyết áp được thực hành các bài tập thả lỏng, sau ba tháng tập luyện, 40/60 bệnh nhân có thể giảm liều thuốc tăng huyết áp do huyết áp đã hạ đáng kể.

*** Tế bào và neuron thần kinh trong não thường xuyên tạo kết nối mới và phá huỷ kết nối cũ dựa trên sự đáp ứng của não bộ đối với những kích thích. Qúa trình này tác động đến những vòng nối thần kinh của não, ảnh hưởg đến sự đáp ứng của con người với môi trường bên ngoài. Thiền có thể làm thay đổi cách các tế bào thần kinh lien kết với nhau, tạo nên vòng nối mới và thay đổi cấu trúc não bộ.