抑制从感官上分散注意力的信息的神经网络，是解开注意力和其他认知过程的关键。
我们仅关注来自感觉器官的一小部分信息。 新的研究结果有助于理解大脑在每个时刻如何滤除最不有趣的感觉。我们可以在嘈杂的房间里听谈话，其他声音变得更安静或更响亮，或者在空调的嗡嗡声中。 我们可以看到一大堆钥匙在垃圾桶或浣熊海中冲过汽车。 有时，即使有大量信息填充我们的感官，我们也可以专注于对我们重要的事情并采取相应的行动。
注意切换过程有助于大脑打开与所需刺激相关的“聚光灯”，并过滤掉其他所有内容。 神经科学家希望识别出引导并提供这种关注的神经网络。 数十年来，他们的研究一直与皮质相关联，皮质是大脑表面的波浪状结构，通常与智力和头脑工作有关。 显然，皮层的活动增强了信号处理能力，使之专注于我们感兴趣的事物。
但是，如今，一些研究人员正在尝试使用另一种方法，研究大脑如何抑制信息，而不是信息如何对其进行补充。 更重要的是，他们
发现该过程涉及大脑的更古老和更深的部分-很少被认为与注意力有关的区域。
因此，科学家通过自动感知，感知身体运动和更高层次的意识，不知不觉就开始逐渐趋于更好地理解身心之间的深度和密不可分。
寻找神经网络
这种注意力似乎与意识和大脑的其他复杂功能密切相关，以至于一段时间以来，科学家认为它主要是大脑皮层工作的体现。 1984年，弗朗西斯·克里克（Francis Crick）以其在DNA结构方面的工作而闻名，他首次提出这一观点被严重抛弃，他提出“聚光灯”是由大脑的一个深层区域（称为
丘脑 ）控制的，该区域的一部分从感官接收数据并将其传输到皮层。 。 他提出了一种理论，即感觉丘脑不仅可以充当发射器，而且还可以充当守望者（不仅是桥梁，而且是筛子）可以限制部分数据流以建立一定的浓度水平。
但是，已经过去了数十年，并且确定导致这种现象的机制的尝试失败了-特别是因为在实验室中研究动物的注意力极其困难。
麻省理工学院神经科学家Michael Halassa这并没有阻止大脑研究所的神经科学家
Michael Halassa 。 麻省理工学院的McGovern。 他想确定在这些信息到达大脑皮层之前如何对感觉数据进行过滤，以找到特定的神经网络，据克里克说，它参与了这一过程。
他被一层薄薄的抑制性神经元所吸引，即“丘脑网状核”（SNF），它是丘脑的膜。 到哈拉萨（Halassa）成为船坞时，他已经找到了一种近似的筛选机制：当动物醒来时SNF缺少感觉数据，并注意环境的某些方面，但是在睡觉时却阻止了它们。
在2015年，Halassa及其同事
发现了更高的辍学率，这使我们能够更可靠地将SNF分配给长期需要的神经网络-这次与动物如何将注意力转移到多个器官上时关注的焦点有关。的感觉。 该研究使用了受过训练的小鼠，使其遵循灯光和声音闪烁的方向。 然后，科学家们同时从声音和声音中打开了几个相互矛盾的命令，同时暗示它们应该忽略哪些信号。 小鼠的反应表明他们能够有效集中注意力。 在实验中，科学家使用了完善的技术来破坏大脑不同部位的活动，以查看在哪些情况下这会阻止动物有效发挥作用。
不出所料，前额叶皮层向大脑其他部位发出高级命令的作用至关重要。 但是，研究小组还发现，如果在实验中小鼠需要注意视觉，则断开视觉SNF中的神经元会阻止它们起作用。 同样，当这些神经元关闭时，小鼠很难集中注意力于声音。 实际上，神经网络扭曲了抑制过程而不是刺激过程的调节旋钮，并且SNF抑制了前额叶皮层认为分散注意力的信息。 如果鼠标必须优先考虑听觉信息，前额叶皮层会向视觉SNF发出信号，以增加抑制视觉丘脑的活动，从而关闭不必要的视觉数据流。
事实证明，将注意力作为探照灯的隐喻反过来又起作用：大脑不会增强对其感兴趣的刺激的“照明”，而会“减弱”其他所有事物的照明。
尽管这项研究取得了成功，但科学家仍然面临一个问题。 他们证实了克里克的怀疑：前额叶皮层控制丘脑过滤器以获取传入的感觉信息。 但是，前额叶皮层与SNF的感觉部分不直接相关。 神经网络的某些部分丢失了。
直到最近。 最后，Halassa及其同事完成了难题的最后一部分，结果揭示了很多有关如何研究注意力的知识。
我们遮挡，遮挡，眨眼
使用与2015年相似的实验，研究小组成员探究了大脑各个部位的功能相互作用以及它们之间的神经联系。 他们发现，一个完整的神经网络从前额叶皮层延伸到更深的结构，即
基核 （通常与运动性和许多其他功能相关），然后到达SNF和丘脑，然后返回到皮层的较高区域。 因此，例如，如果与执行的任务无关，则从眼睛到视觉丘脑的视觉信息几乎可以立即被拦截。 根据前额叶皮层的指示，基底核可以干预并激活SNF以过滤外部刺激。
马里兰州国立卫生研究院国立眼科研究所的神经科学家
Richard Krautslis说：“这是一条有趣的反馈路径，我认为以前没有人描述过。”
此外，研究人员发现，该机制不仅可以滤除一种感觉以增强对另一种感觉的关注，还可以过滤该感觉中的信息。 当提示小鼠需要注意某些声音时，SNF有助于抑制声音信号中的背景噪声。 罗切斯特大学的神经科学家
Duje Tadin说，处理来自感觉器官的输入数据的结果“比为一种感觉方式简单地抑制整个丘脑区域要精确得多，这是一种很粗糙的抑制方式，”罗切斯特大学的神经科学家
Duje Tadin说。
他补充说：“我们经常不注意如何摆脱不太重要的事情。” “而且我认为有一种更有效的信息处理方式。” 如果您在嘈杂的房间中，可以尝试提高声音以使自己能够被听到-或尝试消除噪音源。 Tadin研究了自动发生的其他过程中背景效应的抑制，并且比选择性注意还快。
哈拉萨（Halassa）的发现表明，大脑关闭外界信息的时间比想象的要早。 普林斯顿大学的认知神经科学家
Jan Fiebelkorn说：“有趣的是，在信息到达视觉皮层之前，过滤是从第一步开始的。”
大脑针对感官信息的弹出策略存在一个明显的弱点-即，丢掉数据的危险可能变得异常重要。 菲伯功（Fiebelkorn）的工作表明，大脑有办法确保抵御此类风险。
Fiebelkorn说，人们将聚光灯视为恒定的光线，突显出动物应引导其认知资源的地方。 他说：“但是我的研究表明事实并非如此。” “显然，这个聚光灯在闪烁。”
根据他的发现，聚光灯的焦点每秒变得弱于四倍，这可能是因为该动物不会在一处或一处刺激下集中过多。 对重要信息的短暂抑制会刺激周围的刺激，并在必要时使大脑将注意力转移到其他事物上。 他说：“大脑显然被设计成可以定期分散注意力。”
Fibelcorn及其同事研究了皮质下区域，以揭示神经网络的结构。 到目前为止，他们正在研究丘脑另一部分的作用，但是将来像哈拉萨（Halassa）小组一样计划应对基底神经节。
行动思考
这些工作标志着神经生物学的重大转变：一旦注意过程被认为是皮质的专有区域。 然而，根据克劳茨利斯（Krautslis）的说法，在过去五年中，“所有这些事情都在树皮下发生了，这已经变得更加明显了”。
芝加哥大学的神经科学家
约翰·毛瑟尔 （
John Maunsel）说：“大多数人希望大脑皮层完成所有艰苦的工作，但我认为这是不现实的。”
Halassa带有多电极阵列，他和他的同事通过它控制大脑活动Halassa发现基底神经节在注意力工作中的作用特别有趣。 特别是因为它是大脑的一个古老部分，因此未被视为负责选择性注意的网络部分。 “鱼也有，”克劳特利斯说。 “直到最早的脊椎动物，包括什至没有下颌的七lamp鳗”或“新皮层”，“它们本质上都具有基底神经节的简单版本以及其中一些相同的神经网络。” 鱼神经网络可以告诉我们注意力是如何演变的。
Halassa对以下事实特别感兴趣：在注意力缺陷障碍和自闭症等疾病领域中，注意力与基底神经节之间的联系可以向我们开放，这些疾病通常表现为对某些传入的感觉数据过敏。
但是，就基底神经节参与这些过程而言，最有趣的也许是这种结构通常与运动控制有关，并且一些较新的研究越来越将其与奖励，决策和其他动机类型的学习联系起来。行为。
在Halassa实验室完成工作后，基底神经节的作用扩大到包括感觉数据的管理。 这就强调了这样一个事实：“注意力实际上在于以正确的顺序从一个人切换到另一个人，在此期间，您不会被不应分散您注意力的事情分散注意力，” Maunsel说。 “在此过程中包括运动结构的想法是有道理的-它们应该成为决策过程的中心，有关您接下来要做什么以及您应该集中感官资源的事情。”
这恰恰与关注作为一种基于所谓 “积极的发现。” 大脑不仅会被动地从环境中获取信息样本，还会对收到的外部刺激做出反应。 反向过程也会发生-眨眼等小的身体运动也会控制感知。 Fiebelkorn说，感觉系统和运动系统“不能分开工作，而是一起进化。” 因此，负责运动的区域不仅有助于塑造输出参数（动物的行为）； 他们还帮助塑造和输入。 哈拉萨的发现为这种积极作用提供了进一步的证据。
阿姆斯特丹大学的认知
科学家Helin Slagter说：“感知对行动有好处，因为我们需要以某种方式想象世界才能采取行动。” “而且在大多数情况下，我们学会通过行动来感知周围的世界。” 与大脑皮层的大量内部联系表明，除了控制注意力之外，“这些皮层下结构比通常认为的在更高的认知功能中起着更大的作用。”
反过来，这可以给我们有关意识的思想，意识是神经生物学研究中最难以捉摸的话题。 就像来自Halassa等人的研究一样，“当我们研究神经联系与注意力的相关性时，实际上，我们在某种程度上研究了神经联系与知觉的相关性，” Maunsel说。 “这是一个更大的故事的一部分，试图了解大脑的工作原理。”
Slagter现在正在研究基底神经节在意识工作中的作用。 “感知世界时，我们不仅会使用身体，还会通过身体感受到它。 她说，大脑建立了世界的表征，以便在其中有意义地行动。 “因此，有意识的感知必须与行动紧密相关”，如注意力。 “意识必须以行动为导向。”