來源：公眾號：神經(jīng)生物學

編輯：Lisa

審核：mingzlee7

本研究聚焦于大腦在外部感知與內(nèi)部記憶間靈活切換注意力的神經(jīng)機制。研究人員通過整合行為實驗、fMRI和MEG等技術，揭示了前額葉-頂葉網(wǎng)絡在跨域注意力轉(zhuǎn)換中的核心作用，發(fā)現(xiàn)海馬體可能作為"轉(zhuǎn)換開關"協(xié)調(diào)感知與記憶模式。該研究為理解人類高級認知的動態(tài)組織提供了新框架，對注意力障礙疾病的機制研究具有重要啟示。

人類大腦每時每刻都在進行著精妙的注意力舞蹈——時而聚焦外界車水馬龍，時而沉浸內(nèi)心思緒翻涌。這種在外部感知與內(nèi)部記憶間無縫切換的能力，是智能行為的核心特征。

然而令人驚訝的是，這個支撐日常認知的基礎機制，在神經(jīng)科學領域竟長期是個未解之謎。Anna C. Nobre和Daniela Gresch在《Neuron》發(fā)表的這項開創(chuàng)性研究，首次系統(tǒng)揭示了大腦實現(xiàn)跨域注意力切換的神經(jīng)原理。

傳統(tǒng)研究將外部注意（關注感官輸入）和內(nèi)部注意（聚焦工作記憶內(nèi)容）割裂探討，就像只研究單腳跳卻忽視行走的協(xié)調(diào)性。這種局限在實驗室簡單任務中尚可接受，但完全無法解釋現(xiàn)實場景中如騎車上班時既要觀察路況又要回憶路線的復雜行為。耶魯大學心理學系和吳蔡神經(jīng)科學研究所的團隊指出，理解這種動態(tài)切換是揭示認知靈活性的關鍵突破口。

研究采用多模態(tài)技術策略：通過精心設計的雙線索范式結合高時間分辨率的腦磁圖（MEG）記錄，追蹤注意力在感知與記憶域間切換時的神經(jīng)動態(tài)；運用fMRI元分析定位跨域控制的腦區(qū)網(wǎng)絡；創(chuàng)新性地將微眼動作為空間注意力的生物標記。樣本包括健康成人被試，通過嚴格平衡實驗條件排除干擾因素。

【相似與差異的辯證關系】

研究發(fā)現(xiàn)外部與內(nèi)部注意共享背側(cè)前頂葉網(wǎng)絡（dorsal frontoparietal network）的控制基礎，但內(nèi)部注意額外招募內(nèi)側(cè)前額葉（medial PFC）和腹外側(cè)前額葉（ventrolateral PFC）。

特別有趣的是，α波段神經(jīng)振蕩在內(nèi)部注意中呈現(xiàn)短暫調(diào)制模式，而外部注意則維持持續(xù)調(diào)制，暗示工作記憶內(nèi)容可能通過"輸出門控"機制快速重構。

【跨域轉(zhuǎn)換的神經(jīng)瓶頸】

行為實驗揭示跨域切換存在顯著成本——反應時延長約50ms，錯誤率增加15%。但令人意外的是，MEG數(shù)據(jù)顯示α振蕩的注意定向速度在域內(nèi)和跨域切換間無差異。

多變量模式分析發(fā)現(xiàn)，前額葉在刺激后300ms才開始區(qū)分切換類型，說明瓶頸可能發(fā)生在后期響應選擇階段而非早期定向過程。

【海馬體的樞紐作用】

研究提出海馬體可能是協(xié)調(diào)感知-記憶轉(zhuǎn)換的神經(jīng)樞紐。當基底前腦膽堿能輸入增強時，海馬偏向感知模式；而當背側(cè)前頂葉網(wǎng)絡輸入占優(yōu)時，則促進記憶檢索模式。這種動態(tài)平衡解釋了為何顳葉癲癇患者常出現(xiàn)注意力僵化癥狀。

這項研究突破了傳統(tǒng)注意研究的二元論框架，提出"注意力流"（attention in flux）的新范式。其重要意義在于：①為臨床注意力障礙（如ADHD）的異質(zhì)性癥狀提供機制解釋；②啟發(fā)人工智能系統(tǒng)設計更靈活的注意力切換算法；③建立認知神經(jīng)科學與發(fā)展心理學的橋梁，兒童注意力發(fā)展可能體現(xiàn)為跨域切換效率的提升。正如作者強調(diào)，這項研究只是揭開認知靈活性冰山一角，未來需要探索更多內(nèi)部域（如長時記憶、想象）與多感官通道的交互機制。

《Neuron》：How the brain shifts between external and internal attention

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