第二章 注意的神经过程

上述生理反应不随刺激性质 和 刺激量（ 上述生理反应不随 刺激性质和 刺激量 （ 指 刺激性质 给与刺激或撤除刺激） 的差异而变化。 但是， 给与刺激或撤除刺激 ） 的差异而变化 。 但是 ， 重复的刺激模式则引起定向反射的消退； 相反， 重复的刺激模式则引起定向反射的消退 ； 相反 ， 变换刺激模式将再次引起定向反射。 变换刺激模式将再次引起定向反射。
上行胆碱系统在注意过程中的作用机制， 上行胆碱系统在注意过程中的作用机制， 一种可能性是胆碱能投射通过提高新异刺激的 作用，帮助了刺激在皮层水平的加工， 作用，帮助了刺激在皮层水平的加工，另一种 可能是通过提高信号/ 可能是通过提高信号/噪声比的机制而起作用。
在五项选择任务中，显示对NE系统 系统、 系统 系统、 系统和5-HT系统 图2-2 在五项选择任务中，显示对 系统、DA系统、ACh系统和 系统和 系统 选择性损伤后的影响对比简图。图中表示出每一种损伤条件下出现注意缺 选择性损伤后的影响对比简图。 陷的最优条件。 蓝斑 皮层NE系统 基线水平没有缺陷， 蓝斑-皮层 系统， 陷的最优条件。(a)蓝斑 皮层 系统，基线水平没有缺陷，但白噪声干扰 之后正确率降低；（ ；（b）中脑-边缘 耗竭， 边缘DA耗竭 之后正确率降低；（ ）中脑 边缘 耗竭，最主要是反应基线速度和整体 概率受到影响；（ 皮层胆碱系统耗竭，基线正确率受到影响；（ ；（c） ；（d） 概率受到影响；（ ）皮层胆碱系统耗竭，基线正确率受到影响；（ ）5HT耗竭，正确率不受影响，但冲动性反应增加。图中由线条的白色直方图 耗竭， 耗竭 正确率不受影响，但冲动性反应增加。 代表损伤动物，黑色直方图代表控制组动物。 代表损伤动物，黑色直方图代表控制组动物。
操纵人类中枢NA功能也会影响 操纵人类中枢 功能也会影响 注意。 注意。静脉内注射氯压定的正常人 类志愿者对需要注意参与的作业变 差。
（二）上行DA系统的功能 上行 系统的功能
中枢-边缘 系统能够将动机转化为动 中枢-边缘DA系统能够将动机转化为动 这个系统的主要功能在于激活行为反应， 作 。这个系统的主要功能在于激活行为反应， 以便获得强化物 。
1 、 植物性神经功能变化 ， 如瞳孔散大 ， 皮肤导电增强， 躯 植物性神经功能变化，如瞳孔散大，皮肤导电增强， 体血管收缩、头部血管舒张，心率一般变慢。 体血管收缩、头部血管舒张，心率一般变慢。 脑功能变化，如脑电图出现去同步化快波， 2 、 脑功能变化 ， 如脑电图出现去同步化快波， 皮层兴奋性 提高。 提高。 运动功能变化，如头颈肌和眼外肌收缩， 3 、 运动功能变化 ，如头颈肌和眼外肌收缩 ， 使感觉器官朝 向刺激源。 向刺激源。
总结： 总结：
综上所述，上述递质系统具有不同的作用： 综上所述，上述递质系统具有不同的作用： 蓝斑-皮层 系统看来有维持紧张或唤醒的情景下辨别 蓝斑 皮层NA系统看来有维持紧张或唤醒的情景下辨别 皮层 能力的保护功能，因而参与了选择性注意的加工； 能力的保护功能，因而参与了选择性注意的加工； 中脑-边缘 系统和中脑 纹状体DA系统有助于不同形 中脑 边缘DA系统和中脑 纹状体 系统有助于不同形 边缘 系统和中脑-纹状体 式的行为激活， 式的行为激活，从而在认知或运动的传出激活中扮演重 要角色； 要角色； 皮层胆碱能系统促进刺激在皮层水平的加工， 皮层胆碱能系统促进刺激在皮层水平的加工，在注意和 记忆信息加工中处于基础地位； 记忆信息加工中处于基础地位； 5-HT能系统有助于行为抑制，在功能上，它与上述三个 能系统有助于行为抑制，在功能上， 能系统有助于行为抑制 系统的功能是对立的。 系统的功能是对立的。 在许多情况下， 在许多情况下，这些上行网状激活系统在不同程度上同 时活动，以优化加工能力，易化反应传出。 时活动，以优化加工能力，易化反应传出
二、定向网络
定向网路的主要组成部分是顶叶、 定向网路的主要组成部分是顶叶、中脑 的上丘和丘脑。 的上丘和丘脑。
(一) 顶叶 一
顶叶与对侧疏忽综合征及其原因
Diagram of a neglect patient W.L. recollecting visual memory from two ends of a piazza. The neglected side in visual memory (shaded grey) was contralateral to the side with cortical damage.
顶叶与注意 定向有关。 定向有关。 顶叶损伤不 影响注意对 侧目标的能 力，而是破 坏了对同侧 的注意的能 力，摆脱从 而影响检测 对侧视野目 标的能力。 标的能力。
有效线索和无效线索试验图解
对侧疏忽综合征产 生的原因： 生的原因： 右侧顶叶控制左右 两侧的注意； 两侧的注意；而左 侧顶叶只管理右侧 的注意。 的注意。右侧顶叶 损伤， 损伤，左侧不能代 替其功能。 替其功能。
三、执行网络
神经心理学研究表明， 神经心理学研究表明，额叶的一些区域包括扣带 回参与注意的执行。 回参与注意的执行。 额叶损伤患者注意调控能力低下（ 额叶损伤患者注意调控能力低下（不能维持注 ——病人和别人谈话 病人和别人谈话， 意）——病人和别人谈话，受到干扰就会没有礼 貌地撇下对方而去关注其他事情； 貌地撇下对方而去关注其他事情；也不能根据暗 示信号调整自己的行为——要求摹写一串字母， ——要求摹写一串字母 示信号调整自己的行为——要求摹写一串字母， 结果只重复描绘前一两个。 结果只重复描绘前一两个。 额叶可能对目标的权重选择有重要作用——在完 额叶可能对目标的权重选择有重要作用——在完 —— 成复杂任务时背外侧前额叶和扣带回血流量增加， 成复杂任务时背外侧前额叶和扣带回血流量增加， 即处于激活状态。 即处于激活状态。
第二章 注意的神经过程
首都师范大学心理系 李新旺
知识结构
注意的神经生物学
注意的神 经解剖学 基础 执 行 网 络
注意的 生理学 过程
注意机 制的理 论 网状 核闸 门理 论 神经 元匹 配理 论
警 觉 网 络
定 向 网 络
定 向 反 射
中 枢 过 程
学习要求
掌握: 掌握: 注意的神经网络的组成及其作用 掌握: 注意产生的方式及其中枢过程 掌握: 理解: 理解: 注意的网状核闸门理论和神经元匹配 理论
二、注意的中枢过程
注意的中枢机制是兴奋和抑制的相互诱导； 注意的中枢机制是兴奋和抑制的相互诱导 ； 优势兴奋中心的转移被认为是注意转移的机制。 优势兴奋中心的转移被认为是注意转移的机制 。
第三节
注意的神经生物学理论
一、形状识别中选择性注意的神经解剖机制
涉及的脑结构主要包括视皮层V4区、后顶叶皮 涉及的脑结构主要包括视皮层V 背侧前额皮层和丘脑枕核， 层、背侧前额皮层和丘脑枕核，特别强调丘脑枕核 在形状识别选择性注意中的作用。
可变的刺激前期对大鼠转向 对侧的影响
（三）上行5-HT系统的功能 上行 系统的功能
在某些情形下， 在某些情形下 ， 对 5-HT的操作影响到与 的操作影响到与 行为抑制有关的过程。 例如， 行为抑制有关的过程 。 例如 ， 在五项选择任 务中，大鼠脑内5-HT耗竭所产生的显著效应 务中 ，大鼠脑内 耗竭所产生的显著效应 使过早反应或冲动性反应显著增加 。
（三）丘脑枕核
丘脑损伤患者及丘脑枕核被化学损伤的 猴子在隐蔽定向任务上表现出困难。 猴子在隐蔽定向任务上表现出困难。
总结： 总结：
顶叶、 顶叶、中脑上丘和丘脑枕核的注意功能研究具 有两个方面的重要意义。首先， 有两个方面的重要意义。首先，它们证实了关于诸 解剖区域执行单个认知操作的想法。其次， 解剖区域执行单个认知操作的想法。其次，它们提 供了一个涉及隐蔽的注意转移事件顺序的特殊假设： 供了一个涉及隐蔽的注意转移事件顺序的特殊假设： 先是顶叶使注意脱离现在的焦点， 先是顶叶使注意脱离现在的焦点，然后中脑将注意 的指针移向注意目标所在的区域， 的指针移向注意目标所在的区域，并且枕核参与对 指向区域的输入实施限制。 指向区域的输入实施限制。
二、丘脑网状核闸门理论
丘脑抑制性网状神经核既接受丘脑丘脑抑制性网状神经核既接受丘脑-额叶系 统的特异性兴奋作用， 统的特异性兴奋作用 ， 又接受中脑网状结构泛 化性的抑制影响， 化性的抑制影响 ， 从而使它成为一个抑制性闸 门。 这个闸门能够对丘脑的各种感觉接替实施 控制， 从而对各种感觉冲动进行筛选。 控制 ， 从而对各种感觉冲动进行筛选 。 只有能 够通过闸门的神经冲动才能传导到大脑皮层， 够通过闸门的神经冲动才能传导到大脑皮层 ， 没有通过闸门的神经冲动则不能到达大脑皮层。 没有通过闸门的神经冲动则不能到达大脑皮层 。
（一）上行NA系统的功能
在鼠脑内注射神经毒素6-羟多巴胺（ 在鼠脑内注射神经毒素 羟多巴胺（6羟多巴胺 OHDA）到蓝斑皮层通路（又称背侧去甲肾上 ）到蓝斑皮层通路（ 腺能通路或DNAB），导致 严重耗竭，能 ），导致 严重耗竭， 腺能通路或 ），导致NA严重耗竭 使其含量少于对照组的10%。DNAB损伤鼠在 使其含量少于对照组的10%。DNAB损伤鼠在 完成习得条件辨别任务中存一定缺陷。 完成习得条件辨别任务中存一定缺陷
操作Stroop任务时扣带回前部被选择性地激活（引自Posner , 1997） 任务时扣带回前部被选择性地激活（引自 操作 任务时扣带回前部被选择性地激活 ）
第二节 注意的生理学过程
一、注意产生的方式
注意从其产生方式上说是一种定向反射。 注意从其产生方式上说是一种定向反射 。 定 向反射中，有机体的生理活动发生下列变化： 向反射中，有机体的生理活动发生下列变化：
Y
x
因此，蓝斑皮层 通路的正常功能可能 因此，蓝斑皮层DA通路的正常功能可能 保持在高度唤醒状态下注意的选择性。 是保持在高度唤醒状态下注意的选择性。
蓝斑-皮层 耗竭确实能够导致注意功能 蓝斑-皮层NA耗竭确实能够导致注意功能 障碍。 例如， 障碍。 例如，大鼠在完成五项选择任务中出 现障碍。 现障碍。
第一节
注意的神经解剖学基础
注意的认知神经科学认为， 注意的认知神经科学认为，注意是通过一些 脑区的神经网络活动来实现的。 脑区的神经网络活动来实现的。注意的神经网络 包括警觉网络、定向网络和执行网络。 包括警觉网络、定向网络和执行网络。
一、警觉网络
警觉、注意、 警觉、注意、上行网状激活系统的关系 网状激活系统概念 神经递质与神经纤维
上行网状激活系统的组成： 上行网状激活系统的组成：
1、脑桥脚（ACh）神经元 、脑桥脚（ ） 2、蓝斑（NE） 纤维分支 、蓝斑（ ） 3、中逢际核(5-HT) 、中逢际核 终止于同一部位 4、多巴胺（DA）神经元 、多巴胺（ ） 前端的新皮层 纹状体的背侧和腹侧以及脑 前额皮层、丘脑、黑质； 前额皮层、丘脑、黑质； 脑的不同部位； 脑的不同部位； 蓝斑向皮层发出的NE 纤维平行 蓝斑向皮层发出的
1、第一个光点暗淡时松手； 第一个光点暗淡时松手； 2、第一个光点暗淡时去注意第二个光点； 第一个光点暗淡时去注意第二个光点； 3、第二个光点暗淡时松手。 第二个光点暗淡时松手。 顶叶在注意转移时放电增加。 结果：顶叶在注意转移时放电增加。
（二）中脑上丘
上丘及其周围区域的损伤影响视觉定向。 上丘及其周围区域的损伤影响视觉定向。 损伤后破坏了有效ຫໍສະໝຸດ Baidu索引导行为定向的作用。 损伤后破坏了有效线索引导行为定向的作用。
顶叶皮层存在“注意神经元” ——猴子产 顶叶皮层存在“注意神经元” ——猴子产 生注意时顶叶皮层放电增加。 生注意时顶叶皮层放电增加。 单细胞放电记录表明， 单细胞放电记录表明，顶叶皮层对注意转移 也非常敏感，代表着总的注意系统的工作。 也非常敏感，代表着总的注意系统的工作。
实验过程：训练猴子握住杠杆
（四）上行胆碱能系统的功能
乙酰胆碱拮抗剂能够降低代表皮层唤醒的脑 电活动， 电活动，而其激动剂则能够提高皮层的脑电 活动。 活动。 在注意的五项选择任务中， 在注意的五项选择任务中，皮层胆碱乙酰转 移酶减少了约70%的大鼠， 70%的大鼠 移酶减少了约70%的大鼠，检测短暂视觉刺激 随机呈现位置的能力大幅度降低， 随机呈现位置的能力大幅度降低，正确反应 率不足60% 60%。 率不足60%。