注意力可能转瞬即逝,可以通过集中注意力来增强,也可以被抓住或被给予。有些人普遍擅长集中注意力,而有些人则在特定领域内擅长超聚焦。但是什么在我们大脑中引发注意力的最初的神经级联反应,这对每个人都一样吗?
加州大学戴维斯分校的思维与大脑中心的科学家们测量了参与者仅观察屏幕上彩色跳动点的脑活动。他们发表在《神经科学杂志》(The Journal of Neuroscience) 上的研究显示了一个清晰的模式:大脑的注意力首先锁定在更广泛的特征上,然后缩小到具体的特征,这揭示了一个非常高效的注意力处理系统。
该研究的合著者、加州大学戴维斯分校思维与大脑中心联合主任 George Mangun 在一份新闻稿中说:“这意味着大脑的注意力机制是分层组织的,它通过随着时间的推移缩小我们的注意力范围来为感知刺激做准备。”
这有助于我们更好地理解注意力差异,例如在注意力缺陷多动障碍 (ADHD) 和自闭症中看到的。
测量“预期注意力”
我们的大脑究竟如何将注意力引导到外部世界,这一点仍未完全了解。我们是先抓住一个特定特征,还是先注意到简单的特征?以一辆朝你驶来的自行车为例:你大脑首先处理的是什么?
为了弄清楚这一点,加州大学戴维斯分校的研究团队邀请了 25 名成年人完成简单的注意力任务。参与者接受了脑电图 (EEG) 测试来测量脑活动,以及眼动追踪,同时关注屏幕上移动的彩色圆点。研究人员重点关注大脑准备好支付注意力所需的时间,也称为“预期注意力”。
然后,利用机器学习软件分析收集到的数据,以确定大脑是先为大类(如颜色或运动)做准备,然后再关注具体细节(如特定颜色或运动方向)。
注意力从宽泛开始,然后在毫秒内收窄
在软件的帮助下,该团队追踪了大脑处理不同特征所花费的时间。平均而言,聚焦于圆点的通用特征需要 240 毫秒,而深入研究具体特征需要 400 毫秒。
首席作者、思维与大脑中心科学家 Sreenivasan Meyyappan 在声明中说:“当注意力集中在移动圆点的颜色上时,它会抑制对运动方向的注意力,反之亦然。然后,这种广泛的注意力焦点会进一步收窄,以抑制不相关的颜色,从而支持处理感兴趣的特定颜色或运动。”
Mangun 将这个过程比作驾驶飞机:“注意力相关的控制系统首先广泛地调整大脑,然后将其收窄。这就像一名飞行员驾驶飞机飞往欧洲,然后在最后阶段聚焦于鹿特丹而不是柏林。”
为 ADHD 研究提供信息
Mangun 说:“这项研究告诉我们,我们的大脑首先通过激活代表预期物体大类别的神经元来准备集中注意力,然后迅速锐化这种注意力。”
这类研究为我们理解大脑在注意力最初时刻处理信息的方式提供了新的见解。这些见解对于研究 ADHD 和自闭症等注意力难以集中的病症尤其有价值,并可能启发未来的治疗方法。
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文章来源
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- 神经科学杂志:人类视觉特征注意力控制的分层组织
- 加州大学戴维斯分校:研究人员研究大脑如何优先处理我们看到的内容














