撰文 | 刘嘉欣

责编 | 陈晓雪

 

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你是否有过这样的经历：盯着黑板却不知道老师在讲什么？看着题目却仿佛某一刻智商未上线？驾驶时却连对面过来的车辆都不知道躲让？

 

注意力不集中是常有发生的事，但很多情况下，当我们知道自己走神的时候，已经太晚。我们都不希望自己是那个在课堂上昏昏睡去被老师批评的那个，也不希望是工作时间被美食电影分散精力的一心多用者，更不希望是驾驶途中被对面车辆快要撞上时闪烁的大灯唤醒的那个。

 

如何提高我们的注意力，尽可能长时间地保持专注呢？

 

耶鲁大学心理学系教授、认知神经科学家Nicholas Turk-Browne的研究发现，我们的注意力是非常有限的,大脑能够过滤掉我们看到的无关紧要的模糊的东西，留下清晰而鲜艳的目标。但在很多情况或特定专业里，需要人们具备长时间注意细节的能力。

 

Turk-Browne教授一直致力于通过为人们提供快速精准的反馈意见来提高他们的专注力。2017年6月10日，Turk-Browne在中科院计算技术研究所举办的“理解未来”讲座上分享了他的这一研究。

 

Turk-Browne团队经常采用的一种技术是功能性核磁共振成像技术（Real-time fMRI），这是推动当前神经科学的一项重要发明，通过检验血流进入脑细胞的磁场变化从而实现脑功能成像的技术，它能给出更精确的结构与功能的关系。神经元在大脑中的活跃与繁衍都依赖于氧气，而氧气要借由神经细胞附近的微血管以红血球中的血红素运送过来。因此，当脑神经活化时，其附近的血流会增加来补充消耗掉的氧气。由于带氧血红素与去氧血红素之间磁导率不同，含氧血跟缺氧血量的变化使磁场产生扰动而能被侦测出来。借由重复进行某种思考、动作或经历，可以用统计方法判断哪些脑区在这个过程中有信号的变化，因而可以找出是哪些脑区在执行这些思考、动作或经历。

 

但是，功能性核磁共振成像也有局限——为病人提供反馈的时间较为漫长，数据分析可能长达数月之久。对于专注行为这样短时间内极其容易变化的活动，fMRI的作用可以说是微乎其微。而Turk-Browne博士所利用的实时脑成像（Real-time fMRI）可以在1到2秒内对扫描大脑后的数据进行分析，几乎同步地反应人脑的活跃状况。有了及时的反馈意见，人们可以利用反馈信息及时调整行为，以达到时刻警惕的状态。

 

为了测试人们的注意力，Turk-Browne与同事设计了一个巧妙的实验：他们为被测试者提供了一组由人脸和场景图合成的画面，人脸和场景分别做了50%程度的透明化处理。参与者需要在2分钟内持续地观察不同人脸与场景的合成图，并辨认出其中的场景是室内还是室外。如果是室内场景，则需要对研究者作出回应，反之，室外场景则不需要任何回应。因而，这项任务的重点就是要集中注意力在场景画面上。实验的一个小把戏在于，根本没有室外场景的画面，参与者被不断地给出只有室内场景的画面，久而久之，人就会因此而不那么专注，事实是，被试者的注意力确实发生了变化。

 

那么，研究者是如何知晓参与者注意力的变化呢？实时功能性磁共振成像技术就在这时发挥作用：通过对参与者大脑的扫描，获得实时的数据，扫描仪每几秒钟就能对数据进行过滤和分析，并以毫米为单位绘制出一系列大脑的图像，根据统计数据的模型，在参与者分别关注场景和人脸的时候，大脑活动的区别就能显现出来。而最关键的一步，是要利用分析结果及时给人们提供反馈意见，让他们知道自己的注意力是否集中在正确的东西上。

 

问题是，参与者如何得到注意力变化的反馈呢？Turk-Browne团队采用的是“惩罚”与“奖赏”反馈机制。最开始，图像中场景和人脸各自占比50%，当观察到被测试者注意力不够集中在场景上时，也就是说，出现思想抛锚的情况，研究者就采取“惩罚”机制，降低场景的占比（使之更难以辨认），迫使参与者集中精力去辨认场景；相反，如果大脑的注意力集中在场景上，研究者就采用“奖赏“机制，让场景越来越清晰，以这样的方式告诉他们注意力的变化。

 

在整个过程中，参与者们注意力的变化呈现波动趋势。一开始他们可能会被人脸分散注意力，表现并不是很好，于是得到相应惩罚，场景的图片渐渐模糊，迫使他们越来越集中精力，随之场景也会慢慢清晰，意识到自己被“奖励“后，他们的注意力又会渐渐被人脸吸引，依此反复，他们的大脑在控制他们所能看到的画面。

 

在反馈测试培训过程中，很多人被观察到注意力越来越集中，维持长时间注意力的能力也变得更强。有观点认为他们在测试中当然会表现更好，因为他们知道自己在参加测试。但事实上，在日常生活中这些人的注意力也得到了显著的提高。

 

同样地，实时注意力培训的办法还可以用于缓解抑郁的状态。很多人抑郁时的共同症状就是专注于悲伤的事情，看到万事万物不美好的一面。然而，“黛玉葬花”般的心境并不能缓解抑郁，反而会加重情绪的恶化。这时可以继续用实时注意力培训的办法让抑郁者转移注意力，去关注美好的东西，不去看悲伤的事物。研究者观察到，通过实时磁共振和神经反馈的训练办法，抑郁者的抑郁程度真的有了改善。当然Turk-Browne博士也坦言，他们需要更多的数据和临床测试来证实这一办法的有效性。

 

实时磁共振与神经反馈的方法当然不局限于提升注意力与缓解抑郁症，未来包括婴幼儿失眠预防、记忆力恢复等很有现实意义的问题都有望被迎刃而解。对人类大脑的探寻之路是无限广阔的，神经科学领域也在一天天地突破我们的想象。

 

参考文献：

Debettencourt M T, Cohen J D, Lee R F, et al.Closed-loop training of attention with real-time brain imaging[J]. NatureNeuroscience, 2015, 18(3):470.