渴望六小齡童上春晚的心理學原因是啥?

來源:IT之家 2016-02-01 08:36:13

最近,關於六小齡童沒有受邀參加春晚的消息以各種形式出現在微博、微信、電視、報紙上,支持六小齡童登上央視春晚的聲音那叫不絕於耳:“上次王母辦晚會沒請大聖,後果你是知道的。”“就是猴哥在台上嗑瓜子吃桃子,我也能看到零點。”“猴年就得請猴王!”……

其實這篇文章被小編改了開頭也算是一個小小的嚐試,表明讀者你將“注意”聚焦到了這一熱門話題上,才能在萬千文章中選擇打開閱讀(當然也有可能類似信息太多,“注意”會選擇忽略掉這篇內容)。

人們每天都需要麵對大量的信息,如何從中篩選出所需的信息並對其進行理解和記憶,就需要使用到“注意”這一認知功能。注意的方式和內容會影響人們生活的方方麵麵,理解注意的工作機製,顯然非常重要。

作為一枚SIAT粉,這時候應該發問了:什麽是“注意”(attention)?

我們先用專業的方式來討論“注意”:從心理學的角度來看,注意是一種對局部刺激的意識水平上的集中、強化的認知過程。對於其他無關或者不重要的刺激,注意可以幫助我們將其過濾或者忽視,使其不占有我們容量有限的CPU——大腦。為此,我需要祈禱你不會將這篇文章直接過濾掉,以避免我成為下圖中那隻可憐的兔子君。

注意調節外界信息的輸入

注意在我們日常生活中非常重要。可以設想一下,如果注意功能出現了異常,各種信息的湧入將會使大腦無法正常處理生活中所需要的信息。我們可以從臨床中發現許多注意功能異常的例子,比如精神分裂症患者、注意缺陷多動障礙(俗稱“多動症”)患者、抑鬱症患者、帕金森病患者等等。這些患者在完成某項事情的時候注意難以持久,容易因其他刺激而分心,因此給患者的生活、社交帶來了很大的障礙。

那麽注意是如何調節外界刺激的輸入呢?已有許多研究從細胞水平上得到了一些答案。這些研究發現每個神經元在處理刺激時,會表現出特定的放電模式。如果該刺激(以視覺刺激為例)被選擇性的注意到了(即視覺注意),那麽該神經元的放電會較未被注意時增加。此外,視覺注意還能引起視覺皮層整體活動模式的改變,並且降低“噪聲”,最終使得大腦神經活動更多地反映被注意的刺激。

聰明的你或許從上述描述中發現了一個問題:雖然你已經知道注意能引起神經元放電的增加,但注意信號產生於何處,以及注意是怎樣引起神經元放電的增加(注意調節視覺刺激的神經通路)仍然沒有得到回答

為了研究這個問題,科學家們使出渾身解數,解剖學、電生理學、功能影像學等各種手段輪番上陣,最終得出了較為清晰的答案。其中一個重要的結果是“聚光燈”模型(spotlightmodel)的提出。

設想一種場景,當我們不需要注意任何物品時,推開一間屋子的門,往屋裏看,每個人首先看到的東西或許都不相同,有些人會首先看到牆上掛著的畫,有些人會首先看到黑暗處亮著的一盞小燈。換一種場景,假設我們需要在一間屋子裏尋找一串鑰匙,當我們推開門,往屋裏快速掃視時,我們都會下意識的將目光聚集在與鑰匙相關的線索上,例如往可能擺放鑰匙的地方看去,停留在類似鑰匙的物體上的時間更長。而且我們可能根本不會注意牆上的畫或者黑暗處的小燈。這種傾向於關注與任務目標相關的物體的注意模式在神經水平上可反映為“自上而下“(Top-Down)的信號傳遞:參與腦高級功能的聯合皮層產生注意信號,經反饋環路作用於視覺皮層,導致視覺皮層中注意效應的發生。在這方麵人們已經積累大量實驗證據。

那麽將相關的聯合皮層神經活動抑製了,我們就沒法注意了嗎?經曆了上萬年進化的人類大腦比我們想象的遠為複雜。研究者們發現抑製那裏的神經活動,並不會導致視覺皮層中注意效應完全消失,其它腦區也參與了視覺皮層神經信息的調節。其中最受關注的腦區之一是位於皮層下的丘腦枕。

在靈長類動物中,丘腦接收來自全身各種感覺信息(除嗅覺外)的傳入,並將其投射到大腦皮層。除了作為感覺信息的轉換站,部分丘腦核團還接受來自皮層或皮層下結構的信息輸入。丘腦枕作為靈長類丘腦中最大的核團,占整個丘腦的近三分之一。研究顯示丘腦枕與視覺皮層具有雙向性的纖維投射以及功能投射,丘腦枕損傷會導致人類視覺行為異常。那麽,丘腦枕在視覺注意過程中扮演了怎樣的角色呢?

中國科學院深圳先進技術研究院腦認知與腦疾病研究所周暉暉研究組與MITMcGovern腦研究所RobertDesimone團隊合作的工作之一就是針對這一問題。由於齧齒類動物的丘腦枕進化上沒有像靈長類那麽成熟,視覺係統和人類存在巨大差異,於是我們的靈長類親戚在該研究中又一次扮演了重要的角色。

研究人員首先給獼猴設計了一套視覺注意行為範式(圖2)。這套範式可以檢測丘腦枕在視覺注意效應中的作用。在實驗範式中,獼猴首先盯住位於黑色屏幕中央的一個亮點。500毫秒後,在亮點的附近會隨機出現一個空間線索(spatialcue),提醒猴子需注意該線索所指向的位置。500-700毫秒後,在該線索所指向的位置上(即猴子注意的方向上)會出現一個視覺刺激(stimuli)。與此同時,圍繞著中央的亮點,屏幕上還會出現另外兩個作為幹擾物的刺激。在以上整個過程中,獼猴都需要盯住屏幕中央的亮點。一段時間後,線索所指的刺激會改變顏色,提示獼猴將注視點從屏幕中央點轉移到該刺激上來。在視覺刺激呈現的這段時間內,研究人員是如何定義注意對視覺刺激的影響的呢?這裏需引入“感受野”(receptivefield)這個概念。簡單來說,當感覺信息傳入時,大腦內會有部分神經元產生反應,那麽該感覺信息所在的區域就構成了這些神經元的感受野。在本研究中,如果視覺刺激所在的位置處於神經元的感受野內,則表示猴子注意的位置和神經元感受野所在的位置一致,這時對於這些細胞來說,它們編碼的視覺刺激是處於被注意的空間區域,因此這些刺激是“被注意”的(attentionin);反之,如果注意的位置和神經元感受野所在的位置不一致,則定義為“不被注意”(attentionout)的。通過比較在attentionin和attentionout這兩種狀態下視覺刺激引起的神經元的電活動,即可得到注意對視覺信息處理產生了多大的影響。

▲獼猴執行的視覺任務

研究人員利用電生理技術同步記錄了丘腦枕和視覺皮層在動物執行實驗範式時的神經信號,發現在有注意的情況下,視覺皮層(V4)和丘腦枕的神經信號均較無注意狀態下增強。以往研究發現,當動物對某個特定的物體或活動產生注意時,其腦內將出現較強的γ波(40-100赫茲)。因此,研究人員對采集到的神經信號做了進一步分析,分析發現注意導致丘腦枕和視覺皮層(V4)這兩個腦區的神經信號在γ頻段同步性增強,這意味著這兩個腦區神經信號的改變不是分別由注意引起的,而是它們之間存在著某種功能聯係。研究人員還采用了一種“格蘭傑因果關係檢驗”(Grangercausality)的分析方式,發現在γ頻段上,視覺皮層(V4)對丘腦枕,而不是丘腦枕對視覺皮層(V4),造成的影響更大(圖3)。這說明注意效應的作用方向是由視覺皮層(V4)到丘腦枕。

▲注意導致V4至丘腦枕的Gamma頻段影響增強

為了進一步驗證了上述結果,研究人員對丘腦枕的活性進行了抑製,發現注意引起的視覺皮層(V4)神經信號增強由於丘腦枕的抑製而顯著降低。丘腦枕的抑製還降低了視覺皮層(V4)與視覺通路上其他腦區(顳葉下皮質inferiortemporalcortex,IT)之間在γ頻段的同步性(圖4C),這意味著視覺信息的在皮層的傳遞受到了阻礙。另外,丘腦枕的抑製導致視覺皮層(V4)腦區內低頻場電位活動顯著增強(圖4D)。低頻活動的增強,一般和大腦進入一種“不活躍”的如睡眠等狀態相關,這顯然不利於猴子完成需要集中注意力的實驗範式。不出所料,猴子在丘腦枕被抑製後,行為表現明顯下降(圖4A)。

▲丘腦枕抑製對行為(A)、V4神經放電(B)、V4-IT之間Gamma同步(C),以及V4場電位頻譜(D)的影響

這些結果提示丘腦枕在維持視覺皮層正常的活躍性和神經振蕩動態起重要作用。這項研究為理解視覺注意的腦環路提供了新的啟示(圖5)。以往研究主要集中於起源於高級聯合皮層的由上而下的注意調控過程,以及起源於視網膜的由下而上的視覺信息傳遞過程,強調注意是對視覺信息處理過程的調節。丘腦枕的作用機製不同於上麵兩個過程,它通過維持皮層正常的活躍水平和神經振蕩動態,進而影響視覺信息在皮層中的傳遞和注意調節的發生,表麵上有點類似於神經調質係統如DA、Ach、5-HT等係統對皮層的作用。

注意過程中可能影響視覺皮層活動的神經環路模式圖

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