工作學(xué)習(xí)時(shí)想摸魚，或許不是你的錯(cuò)！科學(xué)家發(fā)現(xiàn)大腦自帶走神節(jié)律

現(xiàn)代生活中，哪怕只是輕微的手機(jī)震動(dòng)或電腦屏幕邊緣彈出的通知，都能輕易打斷正試圖聚精會(huì)神的你。不少人嘗試過番茄鐘等各種生產(chǎn)力工具，卻依舊會(huì)因無法保持專注而感到懊惱，

近日，美國羅切斯特大學(xué)醫(yī)學(xué)中心（University of Rochester Medical Center）的神經(jīng)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，無法長時(shí)間保持絕對專注，或許不是你的錯(cuò)，也不單純是意志力問題，而是大腦內(nèi)在的“節(jié)奏”在作祟。

這項(xiàng) 2 月 23 日發(fā)表在 PLOS Biology 上的研究，首次通過注意力實(shí)驗(yàn)和腦電圖（EEG）記錄直接證明：當(dāng)高對比度分心物與低對比度目標(biāo)同時(shí)出現(xiàn)時(shí)，大腦中的 Theta 波（4~8 Hz）和 Alpha 波（9~14 Hz）會(huì)交替調(diào)控干擾物對任務(wù)表現(xiàn)的影響。在這一節(jié)律的調(diào)控下，我們的注意力無法維持穩(wěn)定狀態(tài)，且會(huì)以每秒 7~10 次的頻率切換不同的分心“模式”。

這種節(jié)律性的注意力轉(zhuǎn)移機(jī)制是人類大腦為了生存而進(jìn)化出的“出廠設(shè)置”，曾幫助我們的祖先在覓食時(shí)警惕捕食者。到了屏幕上總充斥著各類彈窗消息的現(xiàn)代社會(huì)，它卻成為我們頻繁分心、極易受到干擾的生理根源。

注意力節(jié)律理論：生存的恩賜，現(xiàn)代的詛咒

在心理學(xué)和神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域，傳統(tǒng)的觀點(diǎn)往往將空間注意力（Spatial Attention）視為一種持續(xù)穩(wěn)定的資源分配。然而，近年來興起的“注意力節(jié)律理論”（Rhythmic Theory of Attention）提出，視覺空間注意力實(shí)際上是由兩種交替狀態(tài)組成的：

其中一種是“采樣狀態(tài)”（Sampling State），此時(shí)，大腦集中資源處理當(dāng)前焦點(diǎn)位置的信息；另一種則是“轉(zhuǎn)移狀態(tài)”（Shifting State）：為了保持認(rèn)知靈活性，大腦會(huì)放寬焦點(diǎn)，隨時(shí)準(zhǔn)備將注意力資源轉(zhuǎn)移到其他位置。

本研究的通訊作者、羅切斯特大學(xué)神經(jīng)科學(xué)助理教授伊恩·菲貝爾科恩（Ian Fiebelkorn）博士解釋稱：“人類的祖先在專心尋找食物的同時(shí)，往往還要時(shí)刻警惕周圍是否有捕食者出沒，這種大腦機(jī)制是一項(xiàng)極其有益的生存特征。

到了現(xiàn)代，它能讓我們在停車場找車時(shí)及時(shí)躲避倒車，或在散步時(shí)避開低垂的樹枝。然而，放在工作環(huán)境里，當(dāng)我們面前開著筆記本電腦，旁邊放著智能手機(jī)時(shí)，這種原本有益的節(jié)律性注意力轉(zhuǎn)移窗口，反而讓我們更容易受到無關(guān)信息的干擾，拖慢效率?！?/p>

走神還是專注？腦電波說了算

為了探究這種節(jié)律如何在極短的時(shí)間尺度內(nèi)影響大腦對干擾項(xiàng)的反應(yīng)，羅切斯特大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一項(xiàng)高度嚴(yán)謹(jǐn)?shù)囊曈X空間提示實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)招募了 40 名參與者，研究人員要求他們盯著計(jì)算機(jī)屏幕中央的一個(gè)暗灰色方塊，保持視線固定，屏幕兩側(cè)則會(huì)出現(xiàn)空間提示（線索），以 70% 的有效性，指示接下來可能出現(xiàn)的目標(biāo)（低對比度灰色圓盤）和干擾物（高對比度彩色圓盤）的位置。刺激出現(xiàn)后，參與者需要報(bào)告是否在提示目標(biāo)位置看到目標(biāo)、非提示位置看到目標(biāo)或未看到目標(biāo)。

圖 | 實(shí)驗(yàn)任務(wù)圖示（來源：論文）

為確保測量的是大腦內(nèi)部的隱性注意力轉(zhuǎn)移，研究人員利用紅外眼動(dòng)儀嚴(yán)格監(jiān)控視覺軌跡，排除所有伴隨眼球運(yùn)動(dòng)的微眼跳數(shù)據(jù)。同時(shí)，通過腦電圖（EEG）記錄了參與者在刺激出現(xiàn)前的腦電波相位，結(jié)果發(fā)現(xiàn)了兩種截然不同且具有頻率特異性的注意力機(jī)制：

第一種是約 7 Hz 的 Theta 波，這決定了你何時(shí)“最容易走神”。研究發(fā)現(xiàn)，無論視野中是否存在干擾物，參與者對目標(biāo)的感知靈敏度都會(huì)隨著中央電極記錄到的 Theta 波段的相位發(fā)生周期性波動(dòng)。

圖 | 大約 7 Hz 的 Theta 波（來源：論文）

更為關(guān)鍵的是，在目標(biāo)檢測率處于低谷的相位，即注意力節(jié)律理論中的“轉(zhuǎn)移狀態(tài)”，參與者的虛報(bào)率（False Alarm Rate）出現(xiàn)了最大幅度的上升，即更容易把干擾物誤判為目標(biāo)。這表明，伴隨注意力資源的周期性重分配，大腦確實(shí)會(huì)有規(guī)律地出現(xiàn)對干擾物極度敏感的“脆弱窗口”。

第二種是約 9~10 Hz 的 Alpha 波，它是大腦抵御干擾的“動(dòng)態(tài)盾牌”。與 Theta 波導(dǎo)致的分心不同，研究還發(fā)現(xiàn)了一種用于主動(dòng)抑制干擾的機(jī)制。在有干擾物出現(xiàn)的試驗(yàn)中，參與者的行為表現(xiàn)（命中率、虛報(bào)率和靈敏度）與 Alpha 波段的相位出現(xiàn)了高度耦合。

圖 | 約 9~10 Hz 的 Alpha 波（來源：論文）

EEG 數(shù)據(jù)顯示，這種 Alpha 波效應(yīng)在對側(cè)枕葉（即大腦中負(fù)責(zé)處理干擾物所在視野區(qū)域的視覺皮層）中的表現(xiàn)最為強(qiáng)烈。在該頻段的特定相位下，大腦有效削弱了干擾物引發(fā)的視覺誘發(fā)電位（ERP）振幅。這表明，Alpha 波機(jī)制是大腦用來主動(dòng)“屏蔽”和過濾已知干擾源的一道動(dòng)態(tài)屏障。

從機(jī)制到臨床：為 ADHD 干預(yù)提供新視角

這項(xiàng)研究首次清晰地證實(shí)，空間注意力并非單一維度的集中或分散，而是由 Theta 波介導(dǎo)的節(jié)律性環(huán)境掃描機(jī)制與 Alpha 波介導(dǎo)的局部干擾抑制機(jī)制共同組成的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)。兩者都在以毫秒級的速度，階段性地調(diào)節(jié)我們對干擾項(xiàng)的易感性。

這一基礎(chǔ)研究的突破，不僅解釋了現(xiàn)代人為何難以長時(shí)間對抗數(shù)字干擾，也為理解和治療某些認(rèn)知障礙提供了全新的切入點(diǎn)。

“我們的研究表明，正常情況下，人類的大腦會(huì)在‘增強(qiáng)當(dāng)前處理’和‘準(zhǔn)備轉(zhuǎn)移注意力’這兩種狀態(tài)之間有節(jié)奏地交替?！币炼鞑┦恐赋?，“而這也引出了一個(gè)假設(shè)：注意力缺陷多動(dòng)障礙（ADHD）患者的大腦可能無法如此頻繁或規(guī)律地在這些狀態(tài)之間切換。這或許能解釋為什么他們有時(shí)會(huì)表現(xiàn)出極度的‘超專注’（缺乏靈活性），有時(shí)又表現(xiàn)出極度的易分心（過度停留在轉(zhuǎn)移狀態(tài)）。”

（來源：Pixabay）

未來，隨著對這些特定頻率腦電波機(jī)制的深入了解，科學(xué)家或許能夠開發(fā)出一些針對 ADHD 患者的新療法，通過神經(jīng)反饋或非侵入性腦刺激對大腦節(jié)律進(jìn)行調(diào)節(jié)，幫助在數(shù)字時(shí)代苦苦掙扎的現(xiàn)代人，或是患有注意力障礙的群體，重新奪回注意力的控制權(quán)。

參考文獻(xiàn)：

https://journals.plos.org/plosbiology/article?id=10.1371/journal.pbio.3003664

運(yùn)營/排版：何晨龍