大脑如何过滤干扰信息以保持专注

想象一家繁忙的餐厅：餐具叮当作响，音乐播放，人们彼此高声交谈。在那种环境中，任何人都能专注到足以进行一场对话，简直是奇迹。
布朗大学卡尼脑科学研究所（Carney Institute for Brain Science）研究人员的这项新研究，对帮助人们在如此干扰中集中注意力的脑机制，以及他们无法集中时大脑中发生了什么，提供了迄今最为详尽的见解。
在此前一项心理学研究中，研究人员确立了一个结论：人可以分别控制自己聚焦的程度（通过增强相关信息）和过滤的程度（通过屏蔽干扰）。该团队发表于《自然·人类行为》（Nature Human Behaviour）的新研究揭示了大脑协调这两项关键功能的过程。
第一作者、神经科学家哈里森·里茨（Harrison Ritz）把这一过程比作人类如何协调肌肉活动来完成复杂的体力任务。
“就像我们调动超过 50 块肌肉协同完成使用筷子这样的体力任务一样，我们的研究发现，我们可以协调多种不同形式的注意力，以完成心智上的灵巧动作。”里茨说。该项研究是他在布朗大学攻读博士学位期间完成的。
这些发现不仅揭示了人们如何运用注意力，还揭示了导致注意力失灵的原因，论文合著者、布朗大学认知、语言与心理科学系副教授阿米泰·申哈夫（Amitai Shenhav）说。
“这些发现可以帮助我们理解，作为人类，我们如何能够展现出如此巨大的认知灵活性——在我们想要的时候关注我们希望关注的事物。它们还能帮助我们更好地理解这种灵活性的局限，以及这些局限如何在注意缺陷多动障碍（ADHD）等某些注意力相关疾病中表现出来。”申哈夫说。
为开展研究，里茨在参与者完成认知任务的同时，用功能性磁共振成像（fMRI）设备测量他们的脑活动。参与者看到一团旋转的绿色和紫色光点如萤火虫群般左右移动。这些任务难度各异，要求区分光点的运动与颜色。例如，在一个练习中，当紫色与绿色光点的比例接近 50/50 时，参与者被要求选出快速移动光点中占多数的颜色。
随后，里茨和申哈夫分析了参与者应对任务时的脑活动。
里茨现在是普林斯顿神经科学研究所（Princeton Neuroscience Institute）的博士后研究员，他解释了在这类任务中两个大脑区域如何协同工作。
“你可以把顶内沟想象成收音机刻度盘上的两个旋钮：一个调节聚焦，一个调节过滤。”里茨说。“在我们的研究中，前扣带回皮层追踪光点的状况。当前扣带回皮层意识到，例如运动干扰使任务变得更难时，它会指示顶内沟调节过滤旋钮，以降低对运动的敏感度。”
“在紫色与绿色光点接近 50/50 的情形下，它还可能指示顶内沟调节聚焦旋钮，以提高对颜色的敏感度。这时相关脑区对运动不那么敏感、对恰当的颜色更敏感，参与者便能更好地做出正确选择。”
里茨的描述凸显了心理协调相较于心理容量的重要性，揭示了一个常被表达的观点其实是误解。
“当人们谈论心智的局限时，往往说成‘人类就是没有足够的心理容量’或‘人类缺乏计算能力’。”里茨说。“这些发现支持另一种视角来解释我们为何不能时刻保持专注。不是我们的大脑过于简单，恰恰相反，我们的大脑非常复杂，而困难在于协调。”
正在进行的研究项目正建立在这些发现之上。与布朗大学和贝勒医学院（Baylor College of Medicine）的医生科学家团队合作的项目正在研究难治性抑郁症患者的聚焦与过滤策略。申哈夫实验室的研究者在考察动机如何驱动注意力；由里茨与布朗大学博士生 Xiamin Leng 共同领导的一项研究，考察经济奖励与惩罚对聚焦与过滤策略的影响。
研究的资助来自美国国立卫生研究院（National Institutes of Health）、美国国家科学基金会（National Science Foundation），以及 C.V. 斯塔尔基金会（CV Starr Foundation）提供的一项博士后奖学金。
来源：格雷琴·施拉夫特（Gretchen Schrafft），为布朗大学供稿。