Nghiên cứu về thiền, các khoa học gia não bộ thuộc các trường đại học Hoa Kỳ đã khẳng định: Thiền của Phật giáo (thiền Zen và thiền Chánh niệm) đều có tác dụng rất lớn trong việc điều trị một số căn bệnh như căng thẳng, hồi hộp, nhức đầu, tim mạch, cao huyết áp…mà có thể không cần dùng đến thuốc. Qua sự quan sát từ những hoạt động của não bộ, Michael Posner, một khoa học gia thần kinh cùng với các cộng sự của mình tại Đại học Oregon đã đưa ra nhiều nguyên lý đặc thù trong thiền học.
Một thí nghiệm khác gần đây của nhóm khoa học gia thuộc Đại học Wisconsin ở
Tại Đại học Organe, giáo sư Posner và giáo sư Tang đã sử dụng máy scan MRI, loại máy dùng để dò tìm sự thay đổi, luân chuyển trong máu để theo dõi thiền làm thay đổi hoạt động của não bộ như thế nào khi hành giả hành thiền. Posner kết luận: "thiền giúp cho con người chuyển đổi hành vi, đặc biệt là thanh thiếu niên giảm thiểu bạo lực, hung hăng và tính hay bắt nạt." Kết quả này cũng được nhóm Lutz và các khoa học gia báo cáo trong tạp chí chuyên đề hồi tháng 3 năm 2008.
Cũng sử dụng máy ghi điện não (EEG) và máy scan MRI, các nhà nghiên cứu của Đại học San Francisco, Đại học California ở Irvine và Đại học Maharishi ở Inowa đã đo các hoạt động của não trên những người luyện tập Yoga và thiền của Phật giáo Tây Tạng, họ phát hiện rằng khi tập trung cao độ, hành giả không hề bị đau đớn vì các cấu trúc hoạt động của não bộ sản xuất ra một loại đề kháng giống như thuốc tê dùng trong y học hiện đại. Nhưng kết quả chịu đựng sự đau đớn này tùy thuộc vào thời gian hành trì và sự tập trung cao độ của hành giả.