注意力的認知神經機制是什麼？

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有些人天生能維持較長時間高度集中的注意力；有些鍛煉注意力的方法有效而其他的並沒有什麼效果。那麼注意力在生理上具體是怎樣的現象呢？怎麼產生人和人之間的集中注意力的差距的呢？

想像你在參加一個雞尾酒會，身邊有人低語，有人高談闊論，偶有玻璃碰杯聲音，遠處還有樂隊在演奏。在這麼嘈雜的環境中，你依舊能夠聽到身邊的朋友在說什麼。這不僅僅是因為你們離得近，更重要的是，你將注意力集中在了她身上。注意力讓你「選擇」把有效的認知資源都用於在一堆嘈雜的信息中，尋找、分析她的聲音。

這就是著名的「雞尾酒會效應」。

嚴格上來講，我從大二的就開始研究這個。然並卵，我覺得我現在也還是迷迷糊糊。諷刺的是，在我的神經科學本科三年里，我從沒有上過一節課是和注意力相關的，唯一一次提及是在選修課「意識」中。從這裡也算是「神經科學」和「認知神經科學」的區別吧。

這不是一個答案，這也不是寫給你的

你看，我抓住你的注意力了。因為你的注意力是Biased到自己身上，所以當看到「你」，而且還是否定的「不是給你的」，你就看過來了。

先說在前頭，這不是一個答案，因為我們現在還並不知道大腦是怎麼運作注意力的。

而且這個問題實在是個超大坑。認知神經科學這片新長的森林中，注意力應該算是一棵突兀的巨樹。但離通天還是很遠。也沒法把已做過的實驗、已知的模型和機制三言兩語講清楚。所以這裡只是寫了一些科學家們在探索這個問題過程中，已有的「趣聞」。希望你覺得好玩兒，忘記懶惰，自己去做更全面的閱讀。

這也不是寫給你的。

這個問題問的好嚴肅，「注意力的認知神經機制」。提問人確定這不是本科或碩士的作業嗎？想要想多了解專業知識的，推薦直接看書 Michael Posner主編的《Cognitive Neuroscience of Attention》。

雖然這篇文章的目的不在於「提高你的注意力」，但無論任何有效的秘訣/訣竅一定是建立在了解（或歪打正著）其科學原理的。而且，我並不認為一定有什麼萬能絕招能適應於每一個人，不如通過了解「什麼是注意力」，為自己量身訂做自己的「注意力提高課程」。

這和健身有異曲同工之妙。雖然減肥和好好學習兩件事是我的「夙願」。

什麼是注意力？

注意力是一個用來分配有限的信息處理能力的選擇機制。

隨著進化的腳步，生命體本身由簡至繁，而人類歷史發展到今天，我們的生存環境和所需要學習、掌握的工作任務和過去的叢林生活複雜到不知多少。為了應對這個變化，大腦會如何進化呢？是發展成一個同時處理龐大的信息並且容量超大的大腦，還是發展成雖然容量不大，但可以迅速地分析信息，並配有一個高效率信息選擇和投注機制，將所有計算能力都放在重要的任務上的大腦呢？很明顯的，後者更有優勢，而且大自然也為我們選擇了這個目標。這個「高效率信息選擇和投注機制」就是我們說的「注意力」(attention)。

注意力是指，選擇性地專註在某些感受到的信息上，這些信息可能是客觀或主觀的，同時忽視同一時刻收到的其他信息。這一個認知過程。

但這並不是全部。最近二十幾年，隨著腦成像技術發展，認知科學研究井噴，我們越來越認為，除了「選擇」，注意力更是一個多層次的全方面的現象（較新的綜述請參見 Posner 2004），低至基因、細胞、神經網路，高到人的行為實驗。

注意力的研究可以分成很多方向，是維持注意力(sustained attention，譬如上課聽講）還是分散注意力（divided attention，譬如說上課聽講的同時還偷瞄隔壁桌的女同學）。是視覺？還是聽覺？

先從視覺注意力說起

最簡單的實驗設置可以是，給你一台電腦，屏幕上會時不時地顯示一些圖形，當你看到三角形的時候，按按鈕。

實驗發現，人大致能夠維持注意力30分鐘。30分鐘之後，反應速度和準確率就會降低。這大概是世界上最無聊的遊戲了。值得注意的是，實驗室里的這些實驗大多還是有一個根本上的問題，就是它們不一定能夠完整地注意力在現實生活中的運作情況。

30分鐘差不多也是一堂課的長度。在知道這個實驗後，給我個人直接的影響就是：平時如果需要組織什麼會議的時候，能夠30分鐘內解決，盡量不拖。寧可多見幾次，也不能一次性太長。而且開會之前我也不喜歡和人寒暄過多，因為寶貴的注意力在一點點流逝... 有些時候自己說話太羅嗦，事後我都會自省很久...

那，什麼因素決定了我們「往哪兒看」？分為兩組。

從下往上影響的因素（就是從眼睛收集到的外界信息）：場景的特徵，包括顏色、色差、方向等等。

從上往下影響的因素（就是從大腦發出，指示眼睛）：

1. 既定的任務或是目標

2. 注意力

說到視覺注意力，就不得不提到一個實驗設備，眼動儀 (eye-tracker)。你可以把它想成一個特別快的照相機，實時記錄下你的眼珠的情況，包括左右上下的運動，瞳孔擴張等等。這個設備可以用來檢測，在實驗過程中，在看哪兒，在注意力被吸引之前，你在看哪兒，又是在哪一刻、被什麼吸引了。
當然眼動儀能記錄下的不止這些我們肉眼也能看到的運動，還有一些非常微小、但包含著藏不住的大量認知信息的眼珠運動，譬如說microssaccade 中文我還不知道，簡單滴來說就是：當你雙眼固定盯住一點時，雖然我們肉眼看不到，但實際上眼球還是在快速、小幅度地運動。這個運動絕大多數人都有，而且大多數人是不能控制的。我們現在已經可以通過檢測這個運動，看你是否喜歡現在所聽到的音樂。我說的「我們」是指，我所在的實驗室的日本合作方。;)
嗯嗯，讀心術。

回到注意力這個話題上。

Yarbus (1967) 給了一個被試者一張圖片《意料之外的訪客》（下圖左上角）。然後記錄在三分鐘以內，眼動的路線。
1. 自由地看圖
2. 給任務，估計房屋內的裝修材質
3. 給任務，圖內人物的年齡？
4. 推測在訪客到之前，這家人在幹什麼？
5. 人物的衣著
6. 記住人物的位置和房間里的物件。
7. 猜測訪客已經離開這家人多久了？

在這個圖片中你看到了什麼？是一隻白色的八爪魚抓住了灰色石頭還是一個灰色八爪魚從背後抓住了白色石頭。這張圖片來自達特茅斯學院的一個研究團隊，他們認為這種錯覺正是因為注意力。
當人看到一個完全未知、或是有歧義的東西，大腦會嘗試通過將注意力滑到不同的視野區域（或說是換一個角度）「製作」出不同的可能解釋。

Photo credit: 「HOW ATTENTION CAN ALTER APPEARANCES,」 BY PETER U. TSE ET AL., INHANDBOOK OF EXPERIMENTAL PHENOMENOLOGY: VISUAL PERCEPTION OF SHAPE, SPACE AND APPEARANCE. EDITED BY LILIANA ALBERTAZZI. WILEY, 2013

當然研究不會僅僅只處於這些心理物理學實驗，也有大量的腦成像實驗。
早期的腦成像實驗就已經發現了有三個大腦區域，會按順序一步一步地產生視覺注意力。

寫到這裡還沒開始講神經科學呢... 讓我先反省一下。先寫到這兒。

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看完這篇文章還不過癮？來吧來吧，帶上這本《大腦使用指南》，讓我們一起互相傷害！各大電商平台都有售：噹噹、亞馬遜、文軒、京東、淘寶、天貓等等。當然，你也可以在各大城市的實體書店看到它~ 最近新書做活動，客觀喜歡就別猶豫！麻利兒的！

此回答已被知乎日報收錄：這圖裡有隻斑點狗，但說之前就是看不見在哪兒

首先，說觀點：

注意力（attention）由「自下而上」（bottom-up）和「自上而下」（top-down）的兩條通路調控。

這裡以視覺注意力為例：

「自下而上」的通路就是「見山是山，見水是水」，即大腦內呈現的信息是通過視覺通路傳遞的外界刺激原始的物理特徵，包括顏色、強度、方向等等。這是外部環境信息驅動的注意力。
「自上而下」的通路指的是大腦的（高級）聯合皮層，包括前額葉皮層（PFC）和後頂葉皮層（PPC）根據當前任務的目標和以往的知識對視覺通路中信息的進行的調控。這是大腦內部信息驅動的注意力。

其次，舉一個栗子：

請仔細觀察下圖5秒鐘。請問，你看到了什麼？

圖1. 這是一張雜亂的圖

乍一眼看去，是一團亂糟糟的黑白色塊組成的圖。這時，你使用的是「自下而上」的注意力調控途徑。你的大腦裡面呈現的是你的眼睛所見到的最直觀的視覺刺激。

可是，過不了幾秒鐘。我們就可以在圖片的右下部分隱約看到一隻斑點狗。這時，我們的大腦，根據腦海中的斑點狗的形象（以往的知識），會在這張圖上逐漸勾勒出一隻狗來。

當然，如果一個人之前沒見過斑點狗，甚至沒見過狗這樣的四足動物的話（即腦內沒有對應的知識），他的大腦是不太可能會自動的找到這隻斑點狗的。

接下來，如果我告訴你，其實圖1中有兩隻動物：一隻狗和一隻鷹（見圖2）。你現在再對比兩張圖，看一看能否在圖1中發現狗和鷹？

圖2. 這不是一張雜亂的圖

此時，當我們看完圖2後再去圖1中尋找鷹時，我們的大腦會懷著特定的目的（當前任務的目標）去進行視覺刺激的搜索。

好了，剛才我介紹的找斑點狗和老鷹的辦法就是我們腦內「自上而下」的注意力控制途徑。

最後，得拿出點乾貨：

當然了，只介紹現象顯然不是我的風格。

這裡要通過介紹我導師的一張圖（硬廣，歡迎大家cite這篇論文），系統的介紹一下這兩條通路。

圖3. 「自下而上」（bottom-up）和「自上而下」（top-down）的注意力調控途徑示意圖。藍色、紅色和綠色的箭頭分別表示」自下而上」、」自上而下」的信號處理通路和眼睛運動相關的信號傳遞過程。

我們把事情再簡單化一下（嗯，這才是科學的方法）：實驗動物是獼猴，接受到的視覺刺激是屏幕上一堆顏色、飽和度和方向不同的彩色矩形。

1、「自下而上」

如果只要小猴注視任何一個矩形達1秒的時間，我們就給他獎勵（通常是橙汁）的話，小猴通常會使用「自下而上」注意力通路來執行這個任務，即用眼睛去注視外觀上最引猴注目的矩形（紅色的矩形）。圖3中外面一圈的流程圖說明了其中的各個理論階段：

首先，視覺刺激被眼睛捕捉。
其次，外界視覺信息，在大腦的視覺皮層會按其特徵（例如，顏色，強度或方向）在不同的系統中處理。這些獨立的特徵圖（feature map）表示的是每個視覺刺激的不同特徵在視皮層中的顯著程度。
然後，這些特徵圖的信息會被傳遞入前額葉皮層和後頂葉皮層，最終會被整合成一張完整的顯著圖（ saliency map）。saliency map表示的是視野中的刺激的物理顯著性，並且會引導大腦去注意其中最顯著的刺激。
最後，當注意力被調控到最顯著的位置（圖3中的藍色圈圈）後，前額葉會通過上丘（SC）來控制眼睛的運動，使之注視這個視覺刺激。

2、「自上而下」

如果，我們設定：小猴只有在注視粉紅色矩形1秒的情況下，才能獲得獎勵。那麼，小猴就會使用「自上而下」注意力通路來執行這個任務。圖3中間的紅色大箭頭表示的就是大腦內部的「自上而下」的注意力調控途徑：

前額葉皮層會結合當前的行為目標（比如，尋找橫著的、飽和度最低的、粉紅色的矩形）和先前的知識（要認識粉紅色），來調控大腦將獨立的feature map整合成saliency map的過程。這次生成的map是與「自下而上」通路中不同的，也包含了」自上而下」的信息，我們稱之為優先圖（priority map ）。
這種情況下，注意力就會被調控到任務需要的地方了（圖3中的紅色圈圈）。
當然，前額葉其實很牛的，它的「自上而下」的信息其實也可以調控視覺刺激表徵的其他階段。

好了，今天就說到這裡了。

覺得有意思就點個贊，並且關注一下我吧。關注度太低了，都不敢寫得太專業，怕沒人看，煩!

參考文獻：

1. Katsuki F, Constantinidis C. 2014. Bottom-up and top-down attention: different processes and overlapping neural systems. Neuroscientist 20: 509-21

2. Miller EK. 1999. Neurobiology. Straight from the top. Nature 401: 650-1

歡迎大家閱讀我的專題文章：

東華君的知乎《文章目錄》

注意是進化的產物。

面對紛繁複雜的世界，大腦是人類處理信息的區域。一個簡化的大腦運行流程是：感覺-&>運動-&>理解-&>認知-&>執行。人們知覺所感受到的都是輸入信息，這些信息會被傳送給大腦，大腦經過處理整合，據此作出恰當的反應。然而，僅僅是視覺系統所傳遞的信息已經十分豐富龐大，遠遠超出了大腦的處理能力。處理信息是需要時間的，如果要精細處理的每個組知覺信息，大腦會運行地十分緩慢，甚至死機。這並不適合動物的生存。如果危險來臨，大腦不能及時指揮身體逃離危險，那麼這個生命載體就會被淘汰。捕食過程也有類似的例子。因此，在自然進化的過程中，為了解決信息過載問題，大腦演化出了一種高級的信息處理機制，即對輸入信息進行分類，優先順序高的信息會被優先處理。這種信息選擇機制就是注意。一般來說，一個生物越是擁有高效的信息處理能力，它在生存競爭中就越有優勢。人類的知覺系統並不是生物中最高級的，但是憑藉著大腦對信息的高效處理，人類成功地統治了地球。

大腦的注意機制是演化出來的生存策略。通過注意機制加強神經元對特定信息的表徵，生物可以非常迅速對環境變化作出反應。換言之，注意也是各種神經集群爭奪神經網路主導權的結果。這並不是說，大腦只能聚焦於少部分的信息流刺激。事實上，人類大腦可以進行並行式處理。如果不同的信息流刺激作用於不同的大腦區域，這些神經刺激之間沒有競爭行為，注意機制也不一定會啟用，因為這些信息刺激之間不存在競爭。如果多個信息流作用於同一個神經網路區域，彼此會互相干擾。這個時候，注意機制會參與對信息處理。注意也受制於信息刺激強度。一般來說，對於反差越小或越不明顯的目標，注意產生的效果就越強。對反差很大的刺激，幾乎看不到注意有什麼效果。

大量的研究數據表明，注意是由額葉和頂葉組成的皮層網路控制的，並且注意分為兩種形式：一種是無意的選擇，一種是有意的選擇。前者專門探測行為相關的刺激，特別是這些刺激是意料之外的。而後者參與對刺激的應對和處理。有意注意通常需要我們付出精神上的努力。有意注意的源頭是前額葉區域，而無意注意來源於多個區域。有時候兩個系統會互相重疊。

簡單的說，注意是大腦為了應對信息過載，而演化出的一種信息處理機制。

基於以上理論模型，人與人注意力差距的原因有可能在於大腦前額葉頂葉網路的調節能力。注意差的人可能不能順利地加強思維對目標信息的聚焦，導致目標信息被其他信息所干擾。因此，想要提高注意力的話，一方面是加強大腦的調節能力，另外一方面是盡量減少干擾信息的輸入。

Adapted from：
《認知，大腦和意思：認知神經科學引論》(Cognition,Brain and Consciousness: Introduction to cognitive neuroscience )，Bernard J.Baars Nicole M. Gage 著,王兆新，庫逸軒李春霞等譯，上海人民出版社，2015

《貪婪的大腦》(The Ravenous Brain: How the New Science of Consciousness Explains Our Insatiable Search for Meaning)，Daniel Bor 著，林旭文譯，機械工業出版社，2013

《意識探秘：意識的神經生物學研究》(The Quest for Consciousness: A Neurobiological Approach) Christof Koch 著，顧凡及侯曉迪譯，上海科學技術出版社，2012

看了半天基本沒懂的。很好奇我從來沒關注心理學問題怎麼就能給我推送這樣的問題。。。我是研究注意網路老化的，注意網路目前主要有兩種觀點，一種認為是背側注意網路和腹側注意網路控制注意，分別對應自上而下和自下而上的注意。也叫DAN和VAN。是比較經典的觀點。新的觀點也有人認為以dacc為核心的tcn(任務控制網路，也叫sn凸顯網路)是控制注意的主要網路。此外默認網路dmn也對注意有很大影響。我們組支持tcn為核心的觀點，也是我的論文要證明的。其實就我個人來看，除非細化到某個具體問題，否則這些網路都能說跟注意有關。當然，tcn是核心。所以題主問題的答案由我看來就是dacc對網路內其他腦區控制力弱。這一點在我的年老化研究中有所驗證。具體各網路的結構百度一下文獻應該都能看到，路上我就不加圖了。為了不給老師丟臉匿了。

又隨意翻了翻，終於體會到到了自己熟悉的地方知乎是真的low。為什麼有這麼多人不懂還要強行答。

從神經活動的角度說幾點自己的理解和看法：

1、「注意」似乎涉及「有意識」的神經活動的競爭和選擇，不僅包含對視覺、聽覺等感覺信息的「注意」和處理，也涉及思維過程中對思維內容（或者說思路？）的維持和切換，甚至還包括對部分有「意識」動作的控制。

2、雖然大腦對感覺信息和運動信息的處理是並行工作的，可是大腦聯合皮質在對中間信息進行「有意識」的處理時，也即進行「有意識」的思維時，卻似乎是串列的，我們在某一時刻有且只有一個「注意點」，而大腦對這個「注意點」的維持或切換便形成了「注意力」的控制。

3、大腦對感覺信息的輸入處理、對運動信息的輸出控制（空間編碼部分），還有「有意識」的思維過程，其具體的信息處理是在感覺皮質、運動皮質和聯合皮質中進行。可是，對於在處理這些信息過程的「注意力」控制，似乎是由底層的腦幹網狀結構的一些膽鹼能神經核團發起、與丘腦的板內核等幾個核團形成往返發放的神經環路，產生興奮性的同步激勵脈衝，（這似乎也是中樞神經活動的最底層的源泉），再由丘腦板內核等核團向感覺、運動、聯合皮質進行發散式的投射，通過發放興奮性的同步激勵脈衝來協同激勵並控制這些皮質的神經元活動，從而實現對信息處理的「注意點」的控制。

4、這一控制過程簡單描述為：皮質上的中間神經元活動時會向其他中間神經元進行脈衝發放，可是，單純接受這些興奮信號，尚不足以使中間神經元進行興奮整合併產生有價值的動作電位發放，可能未能產生髮放，也可能發放節律過低而沒有價值。可是，如果同時還接受到來自丘腦板內核等的興奮性的高或較高節律的同步激勵脈衝發放，則由於興奮整合而能夠產生有價值的脈衝發放，從而推動思維的過程繼續進行。於是，來自丘腦板內核等核團的同步激勵脈衝向皮質中間神經元的發放指向，決定了皮質上有價值的神經活動繼續進行的指向，

也即是決定了有意識的思維活動的「注意點」的維持和切換。這一過程從中樞神經的架構上看是由下而上的控制，從信息內容看則是由大及小、由粗及細的「注意」控制。

5、反過來，皮質上中間神經元的活動，還同時通過聚合式的投射，向丘腦網狀核再向腦幹網狀結構的神經元進行回饋投射，以激勵和維持上面第4點的控制過程，並反過來影響著腦幹網狀結構那些膽鹼能神經的活動，也即反過來影響了「注意」的維持或切換。這一過程從中樞神經的架構上看是由上而下的控制，從信息內容看則是由小及大、由細及粗的「注意」控制。

6、第4點和第5點的兩個過程循環進行，共同完成了「注意」的維持和切換等控制。同時，視覺、聽覺等其他感覺信息的輸入，還同時通過一條不經過丘腦的通路直接向腦幹網狀結構進行投射，這一通路同樣能夠通過影響腦幹網狀結構的神經活動來影響「注意力」的控制。這部分描述起來篇幅較大，這裡就不說了。

神經系統多巴胺等神經遞質以及受體表達的活躍程度。------反覆的正向刺激（正激勵）或者反覆的抑止-----------對事情有興趣或者沒興趣或者厭惡-------刺激的良性循環和惡性循環（另外要考慮外界的不確定因素）-----有注意力/沒有注意力
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也是需要練的吧。我粗淺理解，禪定是將注意力集中在一個目標上。內觀是對自己的注意，進行注意。時間長了，形成習慣，一走神，就發現了。當你發現自己沒在注意，就是重新凝聚注意力的開始。如此，不注意，將導致注意。總體上，就提升了注意力。

關鍵字的是【屏蔽】，要集中注意力就得摒除雜念，除此以外扯多了都是分散注意力瞎掰

簡單的說，神經網路在集中資源處理一件事時，會加強相關迴路聯通，削弱甚至屏蔽相關性較弱的迴路，也就是交通管制——大官遊街，閑人避讓

如何達成這個效果，就是神經遞質為主的神經信號傳遞環節的任務了，受體量大就神經興奮，反之神經抑制，使得某些迴路興奮暢通，某些迴路受到抑制進入關閉狀態

所以就有兩耳不聞窗外事，就有了三日不知肉味，就有了吸毒上癮六親不認，就有了催眠忽悠坑蒙拐騙
從信息系統的角度，就是信息控制產生的信息不對稱效果

計劃如下：先介紹注意的傳統理論，在討論神經機制。多圖預警，而且會有魔性圖，多為城鄉結合部風格，不喜速退。
注意指的是在留意一些事情的同時忽略另一些事情的能力。但是，這種能力實際上分為兩種：有意注意（voluntary attention）,反射性注意（reflexive attention）.
有意注意：有意注意是自上而下的，目標驅動的，是我們有意地集中注意力於某一對象
反射性注意：反射性注意是自下而上的，由外界刺激驅動的，即我們的注意力被外界刺激吸引了。
注意可以體現在視覺上，也可以體現在聽覺上。體現在視覺的一個例子是Helmholtz做的視覺注意實驗。體現聽覺注意的一個例子是雞尾酒效應。雞尾酒效應如下

在各種聲音嘈雜的雞尾酒會上，有音樂聲、談話聲、腳步聲、酒杯餐具的碰撞聲等，當某人的注意集中於欣賞音樂或別人的談話，對周圍的嘈雜聲音充耳不聞時，若在另一處有人提到他的名字，他會立即有所反應，或者朝說話人望去，或者注意說話人下面說的話等。該效應實際上是聽覺系統的一種適應能力。對熟悉事物的迅速再認被稱為雞尾酒會現象。也就是：我們站在一個擠滿了人的屋子裡，周圍可能有十個，二十個人在說話，可我們卻能挑選出我們想聽的對話。換句話說，我們的大腦對其它對話都進行了某種程度的判斷，然後決定堵住不聽

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好，我又回來了，繼續更
現在開始介紹有意注意和反射性注意的兩個研究例子。
在研究有意注意的例子中，最典型的例子就是Michael Posner等人的空間線索範式。

拓麻的，沒找到圖，只能自己畫這麼魔性的圖了，請忽視我手殘。
看這個圖中，左邊三個圖是線索，右邊三個圖是目標任務。比如，被試需要根據線索中的提示，來對目標進行判斷，比如按鍵回答」圖中是否有字母a?"
具體來說，這個實驗範式里，被試被要求注視屏幕中的十字，而箭頭則是線索，可以提示在下一張途中，a出現的位置。不過，有的提示是有效的，表示箭頭指向a出現的位置，而有的是無效的，箭頭指向a出現的反方向。而最後一種，則是中性的，沒有給出提示。
實驗結果發現，箭頭方向和a出現位置一致的試次里，也就是有效試次里，被試的反應時間明顯加快，而無效試次中被試反應變慢，中性試次則居中。這說明了有意注意可以讓我們調取注意資源關注某一區域。
好了，我知道有的看客大爺根本不想看著一段。那我換成三俗一點的講法。

假如我給你看兩段視頻，一段是鳳姐開心地玩耍著，一段是AB開心地玩耍著。看完之後，我分別問你鳳姐和AB做過哪些動作，說過哪些話，你對鳳姐視頻的回憶率肯定不如對AB視頻的回憶率高（XX視頻聽起來雖然有點污，不過還是承認我的結論吧，宅男！）。原因在於，AB讓作為單身狗的你或宅男的你注意力都被調動了，在看視頻的過程中，你一直興緻勃勃，而在看鳳姐視頻的時候，你可能去摳腳趾了，或者睡著了，即使你一直盯著看，你的注意力也都渙散了，所以對視頻內容的記憶就會差很多。
在換個說法，比如在打LOL的時候，有的人沒有養成看小地圖的習慣，如果打野或中路突然出現，那麼就可能當場跪了。而那些習慣看小地圖的人，可能就注意到對方打野或中路突然不見了、或者在河道冒了個頭，那麼他們就馬上提高警覺，即使對方出現，也可能已經做好應對的措施，搞不好把對方全留下了。
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選擇性注意的神經機制我們再來談一談注意力水平、警覺水平的問題。
每個人生活中大概都有過這樣的經歷：當我們躺在床上，關了燈，準備睡覺的時候，或者有時候我們需要高質量睡眠的時候（比如第二天要高考），我們會變得無比敏感。就像我們小時候常常說，「連一根針的聲音都聽得到」。據某些好事的研究者報告，一根針落地的聲音大概在5分貝作用，手錶走動的聲音也差不多為5-10分貝。一般的城市中，雜訊比較多，夜晚的時候室內的聲音一般在30-35分貝。相比較之下，針的聲音確實是難以聽到的。手錶走動的聲音，也並不是特別容易聽到。那麼為什麼當我們關了燈、當我們特別需要睡覺的時候，就容易聽到手錶滴滴答答的聲音呢？
這其實就是因為我們的注意力，在這些狀況下發生了變化。
第一種情況下，我們在關燈睡覺之後，我們反而變得更加敏感，似乎什麼聲音都聽都到了，於是變得更加難以入眠。這是為什麼呢？
首先我們要知道，我們的大腦是時時刻刻都在攝入信息的。我們的大腦中絕大多數信息來自於視覺信息，其次是聽覺，然後是其他知覺，比如嗅覺、觸覺等。這些感知覺，都是需要認知資源參與的，換句話說，這些感知覺，都需要調取我們的注意力。這就像用水一樣，工業、農業都需要用水，如果工業用水被禁止了，農業上就有更多的水了。當我們的視覺通道關閉的時候，我們的聽覺通道就獲得更多的注意力，於是，我們的聽覺通路就可能發生變化，變得更加敏感。

從人體感覺方面的神經角度來說，這裡涉及到了「中樞抑制」，在任何反射活動中，中樞內總是既有興奮活動，又有抑制活動，興奮的部分，便是感知注意力集中的部分，有的是因為外在因素引起，有的是中樞控制。

中樞抑制分為突觸後抑制與突觸前抑制兩種，突觸後抑制主要是和運動有關，突觸前抑制則是和感覺有關。咱們這塊主要說說和感覺有關的突觸前抑制。

首先明確，什麼是「突觸」？

突觸即是神經細胞間傳遞信息的結構，當神經衝動通過軸突傳導到突觸小體（圖上膨大的那塊）時，突觸前膜對鈣離子的通透性增加，突觸間隙中的鈣離子即進入突觸小體內，促使突觸小泡與突觸前膜緊密融合，並出現破裂口，小泡內的遞質釋放到突觸間隙中，並且經過彌散到達突觸後膜，立即與突觸後膜上的蛋白質受體結合，並且改變突觸後膜對離子的通透性，引起突觸後膜發生興奮性或抑制性的變化。這裡，遞質起攜帶信息的作用。

下面說說突觸前抑制的結構，還是先來張圖

圖上有三個神經元，神經元1的軸突與神經元2的軸突形成軸突—軸突型突觸聯繫，神經元1的軸突又與神經元3的胞體形成軸突—胞體型突觸，而神經元2與神經元3無直接接觸。

當神經元2單獨興奮時，可引起神經元1的軸突末梢產生去極化，但對神經元3無直接影響；當神經元1興奮時，可引起神經元3的突觸後膜發生一個10 mV左右的興奮性突觸後電位。如果在活動過程中神經元2先興奮，引起神經元1的軸突末梢去極化，在此基礎上神經元1發生興奮，這樣當衝動傳到末梢時，由於末梢去極化而膜電位變小，末梢的動作電位幅度也變小。

末梢的動作電位是觸發遞質釋放的因素，動作電位幅度大則遞質釋放量多，動作電位幅度變小則遞質釋放量減少。

上述神經元1的末梢由於先發生去極化而使動作電位幅度變小，從而使遞質釋放量減少，導致神經元3的興奮性突觸後電位明顯變小（僅為5mV左右），導致神經元3不易甚至不能發生興奮，呈現了抑制效應。因為是突觸前膜去極化，所以稱為「突觸前抑制」。

突觸前抑制廣泛存在於中樞神經系統內，尤其多見於感覺傳入途徑中，對調節感覺傳入活動有重要作用。當一個感覺傳入纖維興奮時，衝動傳入脊髓後，沿特定的途徑傳向高位中樞，同時由側枝通過多個神經元的接替，轉而對其近旁的感覺傳入纖維的活動發生突觸前抑制，限制其他感覺的傳入。

此時，你的感覺便更集中於你要感受的部分，其他感覺便被選擇性屏蔽了。也就是感覺的「注意力」集中了。

參考：人體解剖生理學，郭青龍，李衛東主編。

看了現有的這些答案，大家解釋了什麼是注意，注意的理論，以及其他有的沒的，但唯獨沒有明確地講注意的神經生理機制到底有哪些。以我粗淺的學識和考研後還沒完全丟失的記憶，整理出來以下內容，如有不準確之處，還請各路大神指出。

朝向反射：是一種由刺激的新異性引起的一種反射，這種反射是注意最初級的生理機制。這種生理機制是人和動物共有的一種反射，是由新異刺激物引起的，刺激物一旦失去新異性，或者說人習慣了這種刺激，朝向反射便不會發生了。
舉個例子，你走在馬路上去上班，突然背後傳來急剎車的聲音「戛——」，你回頭向聲音的來源看去。這便是朝向反射。
@curious mouse解釋了神經元的興奮和抑制過程，我覺得這是朝向反射的生理基礎。
腦幹網狀結構

圖源：Being搜索腦幹網狀結構
是從脊髓上端到丘腦之間的一種彌散性的神經網路，分布於腦幹上。它不傳遞環境中特定信息，而是使大腦維持著一般性的興奮水平，控制覺醒和意識狀態，這是注意所必須的。
邊緣系統

圖源：果殼網
大腦內側深處的邊緣，包括扣帶回、海馬回、海馬溝以及其附近的大腦皮層。存在著大量「注意神經元」，它們僅對新異刺激或刺激的變化做出反應。其中，前扣帶回（ACC）廣泛地參與各種需要注意參與的認知活動，可能負責監控行為或反應是否出現錯誤，或是否存在衝突等。
大腦皮層（這個不用我上圖吧）
是產生注意的最高部位，它調節、控制著皮下組織，並主動調節行動、對信息進行選擇。其中前額葉在注意中發揮重要的作用，直接參与語言指示所引起的激活狀態。

最後引用彭老師在《普通心理學》第四版中所說來結束我的回答。

近些年來，科學家使用認知神經科學研究技術發現參與注意調控的腦區包括背外側前額葉、頂下皮層和顳上皮層。這些腦區構成視覺注意的神經網路，共同完成注意的控制功能。

@東竹謙驗

Attention Induced Gain Stabilization in Broad and Narrow-Spiking Cells in the Frontal Eye-Field of Macaque Monkeys ，這篇被試為獼猴的文章，可能是 @琳子學姐提到的那個實驗。

此外還到了一些文獻，

Preconditioning of Spatial and Auditory Cues: Roles of the Hippocampus, Frontal Cortex, and Cue-Directed Attention ，這篇的被試對象是大鼠。

Exploring the neural substrates of attentional control and human intelligence: Diffusion tensor imaging of prefrontal white matter tractography in healthy cognition ，這篇是以人作為被試對象的。

Frontal theta activation associated with error detection in toddlers: influence of familial socioeconomic status ，這篇同時還涉及了社會學問題，研究包含了社會經濟狀況對額葉功能與任務執行注意力的影響。

A Unified Theoretical Framework for Cognitive Sequencing ，這篇試圖給出一個額葉與注意力相關腦網路相關的「標準模型」。

The Neural System of Postdecision Evaluation in Rostral Frontal Cortex during Problem-solving Tasks ，這篇做fMRI研究的文章中，涉及了對額葉不同區域與注意相關腦網路的更細緻研究。

Learning a New Selection Rule in Visual and Frontal Cortex ，這篇研究了額葉與枕葉配合完成學習識別新圖形規則的任務，具體涉及了額葉與視覺注意的關聯。

還有一篇， KB220Z? a Pro-Dopamine Regulator Associated with the Protracted, Alleviation of Terrifying Lucid Dreams. Can We Infer Neuroplasticity-induced Changes in the Reward Circuit? 涉及了睡眠相中涉及額葉與注意力的問題。

我也不懂，我也想問，不過想問的更細一點。注意力和working memory是不是有關係呢？和binding through synchrony 是不是有關係呢？什麼關係呢？

人家聊科學，出來幾個聊禪修，哇勒個哈哈的，如何摺疊呢

我們外部的世界看起來豐富而具體，好像放眼看去，所有景物都一覽無遺。但是事實是我們經常會視而不見。比如我們每一天都會有找不到東西的經歷，車鑰匙明明在眼皮底下，卻東張西望，怎麼找也找不到。這說明，我們對於我們視野中的每一樣東西，並不是一視同仁地同等看待，同等加工的。因為我們大腦處理信息的資源和速度有限，所以在每一個擁擠的視覺場景中，我們的大腦有一個過濾機制，就是注意力，注意力讓我們每次優先加工眼前的一部分東西，忽略另外一部分東西。

科學家做了一些有趣的小實驗說明這一點。在一個實驗中，讓參與者觀看一場籃球賽，並且數場上的傳球次數。然後在參與者全神貫注數著傳球次數的時候，實驗者安排一個穿著大猩猩服裝的人從籃球場正中大搖大擺地走過。結果實驗結束後問參與的人有沒有看到大猩猩，結果大部分人竟然都完全沒有注意到有大猩猩。這個在心理學上叫做不注意盲視。同樣的，當你在圖書館借書時，如果圖書管理員低下身子到書櫃里幫你找書，起身時換成另一個管理員，這種明顯的差別你也可能注意不到，因為你從頭到尾就沒有太注意這個圖書管理員長什麼樣。這個在心理學上叫做改變盲視。

因為我們的視覺、聽覺、觸覺和其他感覺，都在無時無刻不在被外界的信息轟炸著，於是我們的大腦就發展出了一種機制，就是注意機制。這個機制會像篩子一樣，通過放大一些信息的神經信號強度，來篩選出需要優先加工的信息，並且忽略其他的信息。注意機制的存在，使得我們不會一直被一些無關緊要的大量信息干擾。比如我們的衣服隨時隨地都在摩擦身體，但是我們不會意識到，因為我們一般不會注意這些觸覺信號。只有當你刻意地關注某個身體部位的觸覺，比如左邊手肘和衣服的觸感，你才會感覺到。

在聽覺領域也有一些類似的例子。比如在群聊的時候，我們可以同時聽幾個正在進行的對話，並且在某種程度上，過濾掉一些無關緊要的對話。比如讓你同時聽幾個正在進行的對話，一些是對話主線，一些無關經驗，這個時候如果一段不重要的對話中，說話的人從男生的聲音變成了女生的聲音，或者從中文轉換成了英文，我們甚至可能都注意不到。在這個例子中，這些不重要的聽覺信息到達了大腦的聽覺皮層，但是沒有被送達到更高級的大腦區域，比如前額葉和頂葉區域，這些信息也就沒有被完全的加工，我們也就不會意識到這些對話。

我們可能經常遇到這樣的狀況，比如在會場中聽著主講人的報告，自己卻開始神遊天外，想一會要做的事，昨天遇到了那個誰，晚上去哪吃飯。這樣的走神每個人一天中都會出現幾次。我們在活在當下的同時，思維可能漫遊到了過去或者未來，結果我們對身邊正在發生著的事一無所知。而如果在學習、工作的時候經常發生這種狀況，就會導致我們的學習、工作表現低下。

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最準確的答案是，現在還沒人弄清楚。
這裡面有個根本性的問題是，注意力似乎是把大腦中的信息提取到一個獨立的意識空間里，被注意的信息在這個空間里加工，其他信息則被隔離開來，那麼有沒有可能真存在一個意識空間呢？這個問題會導致人類的哲學發生顛覆，不過哲學都是隨著自然科學的發展而發展的。
現在對於注意的神經層面的研究也就是幾個模型而已，也都具有各自的局限性，未來的發展有兩條路，一是模擬計算機的認知科學，計算機世界也沒有真實的空間，電路而已；二是，等待物理學的突破，暗物質等等，有沒有參與生命體的構成，有沒有靈魂等等問題也會進一步得到解釋。