Uuringud on näidanud, et meditatsioon, praktika, mis aitab meelt ja keha lõdvestada, võib muuta ajulainete mustreid ning edendada keskendumisvõimet ja mälu. Kohvist, teest või soodast saadud kofeiinil on sarnane toime, kuid tavaliselt kaasnevad sellega ka muud tervisemõjud, mida meditatsiooniga ei kogeta. Nii kofeiinil kui ka meditatsioonil on ajule lühi- ja pikaajaline mõju, kuid uuringud näitavad, et meditatsioon on parim meetod nende kasulike mõjude suurendamiseks. Kuigi mõnes mõttes sarnased, on kofeiinil ja meditatsioonil erinevusi, peamiselt seoses nende mõjuga emotsioonidele ja kesknärvisüsteemile.
Kofeiini ja meditatsiooni sarnasused keskenduvad nende võimele mõjutada ajulaineid või elektrilist sidet ja liikumist kogu ajus. Kofeiin, mis pärineb toiduainetest, nagu kohv ja tee, võib mõjutada ajulainete aktiivsust, edendades erksust ja mälu meeldejätmist. Need eelised on aga harva pikaealised. Kofeiin täidab selle ülesande, aidates ajul toota rohkem beetalaineid, mis on seotud kiire mõtlemise ja ärkvelolekuga. Seetõttu hõlmavad kohvi- või soodasõltlaste kofeiini võõrutusnähud väsimust ja aeglast reaktsiooni, kuna aju toetub tavapärasele kofeiiniallikale, et varustada seda päeva alustamiseks vajalike elektriliste liigutustega.
Kaks peamist erinevust kofeiini ja meditatsiooni vahel on nende mõju närvisüsteemile ja esialgne mõju ajulainete juhtivusele. Kofeiin stimuleerib aju sümpaatilist süsteemi, mis on seotud kiire reageerimise, mõtlemise ja liikumisega. Meditatsioon seevastu stimuleerib tavaliselt parasümpaatilist süsteemi, mis on oluline seedimiseks ja lõõgastumiseks, aga ka stressist vabanemiseks. Kuigi nii kofeiin kui ka meditatsioon näivad pakkuvat tervisele kasu, näivad mediteerimise eelised terve päeva ajulainete korralikule toimimisele püsivamad kui kofeiini omad.
Meditatsioon võib avaldada ajukeemiale sarnaseid mõjusid nagu kofeiin, peamiselt teatud ajulainete tekitamises, reaktsiooniaja pikenemises ja parema mälu edendamises. Meditatsiooni ajal muutuvad ajulained aeglasemaks, andes märku lõõgastumisest ja stimuleerides parasümpaatilist süsteemi. Uuringud on näidanud, et regulaarselt mediteerivad inimesed saavutavad testides kõrgemaid tulemusi ja on kogu päeva erksamad, nagu ka kofeiini kasutajad. Neid meditatsiooni mõjusid on aga aju skaneerimisel selgemini näha ja need on pikemaajalised kui kofeiini kasutamisel.