知乎日报 前天 17:41
为什么我们的大脑会「自动筛选」信息?选择性注意效应的本质是什么?
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本文深入探讨了大脑处理多任务的内在机制。文章指出,大脑的各个区域在功能上高度特化,例如视觉、听觉和嗅觉区域分别负责处理特定类型的信息。随着信息处理层级的提升,高层级脑区不仅能处理更复杂、多样化的信号,还能整合非视觉信息。大脑通过“执行控制信号”来调控资源分配,确保特定任务区域优先获得资源并保持活跃,同时抑制其他区域,从而提高任务效率。这种机制使得与任务相关的信息在意识中占据主导地位。文章还阐述了在异常状态下,如睡眠或神经系统疾病(如抑郁症、多动症)时,执行控制信号功能受损,导致注意力异常,信息筛选能力下降,进而引发梦境或认知障碍。

🧠 大脑区域任务特异化分工:大脑的不同区域在功能上具有高度特异性,如专门负责视觉、听觉或嗅觉等。这些区域内部又形成拓扑结构,底层区域功能单一,高层区域则处理更复杂、多样化的信号,并可能整合非视觉信息。

🚦 大脑的任务特异化和状态固化:大脑通过“执行控制信号”来调控资源(如血流、能量)分配。当大脑决定执行一项任务时,该信号会优先分配资源给相关区域,同时压制其他区域,形成一个协同处理的子网络,从而维持任务状态并提高效率。

👁️ 注意力控制与信息筛选:执行控制信号的激活使得与任务相关的信息在可感知意识中占比大幅提高,其他信息则被压制,这是一种大脑在执行任务时自然发生的信息筛选机制,而非完全由意识主动控制。

⚠️ 异常状态下的认知表现:当执行控制信号功能异常时(如睡眠、疲劳、抑郁症、多动症等),大脑的资源调控和信息筛选能力会下降。在睡眠状态下,信号平等争夺资源,导致梦境内容丰富但缺乏逻辑连贯性;在其他异常情况下,则表现为注意力无法集中,信息筛选能力受损。

OwlLite,

「同时处理多个任务」对大脑来说难在哪里?中,我解释了关于注意力的基本概念和原理,这一系列的内容可以更简化的解释:

大脑区域的任务特异化分工

这一点可能大家多少有所耳闻。比如大脑的有负责听觉的区域,负责视觉的区域[1] 以及 负责嗅觉的区域。通常意义上,这些功能区域内部又构成一定的拓扑结构,越底层的结果功能越单一,处理的信号内容越特异化,而越高层的结构,处理的信号越多样化且复杂,而功能越多样化。

典型地,基础视觉区域 V1 的功能较为简单,它处理完信号之后按照视觉皮层拓扑结构再传递给更高层级的脑区,以处理更复杂的信号。

随着视觉信号数据传到更高层级的区域(V4,MT 等),信号本身表现的越来越复杂[2],同时这些区域自身还能处理非视觉信号。对应地,V1 区域则相对较少处理其他类型的信号。

大脑的任务特异化和状态固化

大脑的每个区域都会优先处理各自对应类型的信号,同时都在争夺处理信号的资源(血流、血氧、能量供给等),如果不加控制,大脑内部必然乱作一团。

大脑内部调控资源机制为 执行控制信号(Executive control signals)[3]. 每当大脑决定做一项任务时,执行控制信号会发出,对应的大脑区域被优先分配资源,而其他区域则被压制,这一状态在任务的整个阶段都被执行控制信号维持住。这类似于对计算机编程,配置好之后的人脑为任务做好了准备,并在一定时间内,处理任务的过程中能不断的优化配置,使得对该任务的处理效率不断提高。

在维持过程中,我们可以通过各种设备观察到大脑内部的不同区域构成一个协同处理任务的子网络,并处于活跃状态[4], 这本质上是注意力控制系统在起作用。

因为任务相关区域的活跃和其他区域的被压制,在可感知的意识范围之内,任务相关的信息占比会大幅度的提高,而其他信息的占比则接近消失。

这在感知上表现为对信息的筛选,实际上是大脑决定做某件事之后自然发生的结果,并非我们自主决定和执行了对信息的“筛选”。相反,如果我们有意识的进行对信息的筛选,会因为这套调控机制而放大想要筛选的信号在认知中的比例而起到相反的效果。

异常状态

在执行控制信号不能有效作用的时候,我们的认知(包括注意力)就会异常。

比如睡眠态,这套系统完全不起作用,大脑内各个区域的信号几乎平等的争夺已经被降低的资源并发出自己的信号。由于注意力调控完全不起作用,这些各种各样的信号会平等的进入到残存的意识从而形成梦境。所以梦境会表现为内容特别丰富,但这些内容又难以形成连续且合乎逻辑的故事,总是被新的内容信号打断而发展到完全意外的路线上。

对于神经系统异常的人,比如抑郁症、多动症,或者过于疲劳等,要么执行控制信号本身就有问题,要么执行控制信号想要控制的对象区域有问题,从而让注意力表现异常,无法有效筛选信息[5]

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