Osobe koje praktikuju meditaciju ili molitve imaju veću moždanu masu i pokazuju jaču aktivnost frontalnog režnja, djela mozga zaduženog za pažnju i nagradu.
Najnovija studija otkriva da oni koju su doživjeli „drugo rođenje“ imaju manji hipotalamus koji se povezuje sa emocijama i pamćenjem.
Ipak, ove tvrdnje je teško predstaviti jer nije sasvim jasno da li veći frontalni režan i manji hipotalamus utiču da osoba bude religiozna ili upravo ta pobožnost podstiče razvoj određenih moždanih regija.
Razlilitim eksperimentima je pokušano da se utvrdi da li vjera u Boga uzrokuje iste moždane promjene kao vjera u nešto drugo. Za sada se smatra da razmišljanje o Bogu može da aktivira iste dijelove mozga kao i razmišljanje o, na primjer, avionu, prijatelju ili svjetiljci.
Jedno istraživanje je pokazalo da kada se religiozni ljudi mole Bogu, angažuju iste dijelove mozga kao i da razgovaraju sa nepoznatom osobom. Drugim riječima, u njihovom mozgu Bog je podjednako realan kao i bilo koja druga osoba ili predmet.
Naučnici napominju i da religiozni mozgovi luče više dopamina, hormona povezanog sa pažnjom i motivacijom. Vjernici su skloniji sposobnosti da vide lica ili riječi na ekranu čak i kada nisu prikazani, za razliku od skeptika koji često ne vide stvari čak i kada su jasno pred njima.
Trenutno ne postoji dovoljno dokaza da bi se sve tvrdnje povezale. Sigurno je da postoji jasna razlika između mozga vjernika i ateista, ali razlozi za to tek treba da budu istraženi.