4.5.1 注意的认知理论
4.5.1.1 注意的选择功能
自从20世纪60年代以来，心理学家对注意的选择功能进行了大量的研究，并且提出了大量的理论模型，这些理论模型解释了注意的选择作用的本质，及人脑对信息的选择到底发生在信息加工的哪个阶段上。
（1）过滤器模型
切里（E .Cherry，1953）在双耳分听实验中发现，被试追随耳的信息受到注意，因而能得到进一步加工，非追随耳的信息未被注意而不能得到加工。英国心理学家布鲁德本特（D 。Broadbent，1958）在实验基础上进一步提出了注意的过滤器理论。该理论认为，人的大脑皮层的加工能力非常有限，当信息通过各种感觉通道进入神经系统时，要经过一个瓶颈式的过滤器，通过过滤器的信息受到进一步的加工而被识别和储存，其余信息则被阻止在高级中枢之外。这种过滤器按照“全或无”的原则进行工作，当一个通道通过信息时就关闭其他通道。因此，该理论也被称为单通道理论，该理论认为过滤器位于知觉之前，所以信息选择发生于信息加工的早期阶段，故称早期选择模型。
（2）衰减器模型
有证据表明，一些特别强烈的刺激或对于信息接收者特别有意义的信息，即使不是从追随耳进入加工系统也能被识别，于是美国心理学家特瑞斯曼（A . T reis‐man，1964）提出衰减器模型。衰减器模型认为，信息通道中的过滤装置是按照衰减方式工作的，但特别有意义项目（如自己的名字）的激活阈限较低，因此能被激活和识别，这一过滤装置被称为中枢过滤器。看来，选择注意不仅取决于感觉信息的特征，而且取决于中枢过滤器的作用，所以又被称为中期选择模型。
小资料———双耳分听实验
在一项实验中，切里给被试的两耳同时呈现两种材料，让被试大声追随从一个耳朵听到的材料，并检查被试从另一耳所获得的信息。前者称为追随耳，后者称为非追随耳。结果发现，被试从非追随耳得到的信息很少。当原来使用的英文材料改为法文或德文呈现时，或者将课文颠倒时，被试也很少能够发现。这个实验说明，从追随耳进入的信息，由于受到注意，因而得到进一步的加工、处理，而从非追随耳进入的信息，由于没有受到注意，因此，没有被人们所接受。
1960年，格雷（J 。Gray）等人在一项实验中，通过耳机给被试两耳依次分别呈现一些字母音节和数字，左耳：ob 2 tive，右耳：6 jec 9，要求被试追随一个耳朵听到的声音，并在刺激呈现之后作出报告。结果发现，被试的报告既不是ob 2 tive和6 jec 9，也不是ob 6，2 jec，tive 9，而是objective。格雷的实验证明，来自非追随耳的信息仍然受到了加工。
（3）晚期选择模型
晚期选择模型认为，选择性注意发生在信息加工的晚期，过滤装置位于知觉加工和工作记忆之间。该模型假定，所有输入信息都到达了长时记忆，并激活其中的相关项目，然后竞争工作记忆的加工，知觉强度高的或意义较重大的信息获得进一步的系列加工，然后做出反应。这个模型能很好地解释注意分配现象，因为输入的所有信息都得到了加工；也能解释特别有意义的信息容易引起人的注意，因为储存在长时记忆中的这些项目激活阈限是很低的。但是，这个模型假设所有输入信息都被中枢加工，所以这个模型并不经济。
（4）多阶段选择理论
上述三种理论都假定注意选择发生在信息加工的某个特定阶段上，这意味着信息加工系统是非常刻板的。这种刻板的描述不能说明注意选择复杂灵活的事实。于是，约翰斯顿（W .Johnston，1978）等人提出了一个较灵活的模型，认为选择在不同的加工阶段上都可以发生。这就是多阶段选择理论。这种理论主张，选择发生的阶段依赖于当前任务的要求，而且在选择之前加工的阶段越多，所需要的认知加工阶段也越多。打一个形象的比喻：一个富豪的儿子结婚时向亲朋发出了请帖，只有持有请帖的人才能进入豪宅（早期选择），但进入豪宅之后，由于主人的精力有限，所以只能比较周到地照顾到非常重要的客人（晚期选择），对于一般的客人，只能保证吃好喝好，别的就顾不上了。多阶段理论更加有弹性，强调任务要求对选择阶段的影响，避免了过于绝对化的假设所带来的难题。
4.5.1.2 注意与认知资源分配
（1）认知资源理论
1973年，卡尼曼（D .Kahneman）在其著作枟注意和努力枠一书中提出，注意是人能用于执行任务的数量有限的能量或资源。为了完整地识别一个刺激，就需要资源。如果刺激较复杂，需要的资源就多。如果同时呈现几种复杂的刺激，资源可能会很快耗尽。如果给资源已耗尽的人再呈现另外的刺激，这些新异刺激将不被加工。这种理论称为认知资源理论（cognitive capacity theory）或能量分配模型。卡尼曼提出了一个资源分配的模型。他认为人可得到的资源与唤醒（arousal）相联系，其数量也可因情绪、药物等因素的作用而发生变化。决定注意的关键是所谓的资源分配方案，它本身又受到几个因素的制约：受制于唤醒因素的可能的能量、当时的意愿和对完成任务所需能量的评价。当然，个人的长期倾向也起作用。在这几个因素的作用下，分配方案体现出注意选择。
卡尼曼假定，新异刺激并不能用完所有资源。相反，认知系统描绘了一个阶段，资源在这里被分配来对新异刺激进行加工。认知资源的分配是灵活的，并且人可以对其进行控制。人不是新异刺激的奴隶，他们能把有限的资源转移到重要刺激上。个人的长期倾向反映了不随意注意的作用，即将能量分配给新异刺激、突然动起来的东西和自己的名字等“异常事件”。当时的意愿体现任务的要求和目的等。对完成任务所需要的能量评价是一个重要因素，它不仅影响可得到的能量，使其增多或减少，而且极大地影响分配方案。卡尼曼的理论是一种一般任务资源理论（task‐general resources theory）。这种理论认为，人的认知资源或能量是一般的而不是特殊的。该理论预言：① 由竞争的刺激源产生的干扰不是特殊的。人同时做两件事会感到困难并非由任务干扰引起，而是任务需要的资源超过了人的资源总量。只要活动所需要的资源不超过人的资源总量，人就能够同时做两件事。② 如果加工需要的资源超过人本身拥有的资源总和，而人又试图同时做第二项任务，那么第一项任务的成绩将会下降。③ 人的注意资源分配很灵活，它可以改变以适应新异刺激的需要。在日常生活中，人可以一边骑自行车，一边听音乐。但是，大多数人却难以一边看电视一边看书。这是支持一般资源理论的有力证据，说明性质相似的两种任务难以同时完成，而对性质完全不同的两种任务，则能比较容易地分配注意。
与一般任务资源理论相对应的是特定任务资源理论（task‐specific resources theory）。这个理论主张，人的认知加工的资源或能量不是一般的，而是特殊的。这种理论预言：不同性质的任务可以同时并存，人们可以轻而易举地同时完成两种性质不同的任务，一旦任务之间的性质有相交或产生叠加，干扰就会产生。
注意资源理论仍有许多难以解释的现象，因而产生许多争议。最困难的问题是：什么是认知资源（cognitive resources）或能量？卡尼曼将心理资源比喻为可供消耗的内心努力（the expenditure of mental effort）。他认为，心理任务需要与物理任务相似的努力。但是另一些学者则持不同观点，认为心理资源更像是“心理工具”而非能量供给。特定任务资源理论认为必须通过详尽的任务分析才能对资源或能量的特征进行描述，也就是说，必须先分析单一任务。但是，什么是单一任务？假如将任务一步步地分析下去，就会发现所谓单一任务并非是独立的，而是许多子任务的总和。另外，如何界定任务是否是同一性质也同样困难：到底是按注意的接受渠道（如听觉和视觉）来分，还是按注意加工的材料（如看图和看单词）来分？也缺乏一致意见。
（2）双加工理论
在认知资源理论基础上，谢夫林等人（R 。Shiffrin&；；amp；W 。Schneider，1977）进一步提出了双加工理论。他们认为，人类的认知加工有两类：自动加工（automatic processing）和控制加工（controlled processing）。自动加工是自动地进行的，不需要注意，因而不受认知资源的限制。这些过程由适当的刺激引发，发生得比较快，在习得之后其加工过程较难改变。控制加工受意识控制，需要注意，因而受认知资源的限制，但可随环境变化而不断进行调整。意识加工经过大量练习后，有可能转化为控制加工。这种理论可解释许多注意分配的现象。在同时进行的几种活动中，其中一种或多种已经自动化，不需要个体再消耗较多的认知资源，因而个体可以将注意集中在其他认知过程上。如同学们可以一边听课一边记笔记，记笔记的活动是熟练的、自动的。但小学生要做到这一点就很难，因为对小学生而言，听课和写字都不熟练，此时分配注意就很难。
4.5.2 注意的生理机制
注意是由神经系统不同层次、不同脑区的协同活动来完成的。
4.5.2.1 朝向反射
注意就其发生来说是有机体的朝向反射。朝向反射（orientating reflex）是由情境的新异性所引起的一种复杂的反射。当新异性刺激出现时，有机体便会产生一种相应的运动，将感受器朝向新异刺激的方向，以便能更好地感受这一刺激。刺激物一旦失去新异性，或者个体对该刺激已产生习惯化，朝向反射就不会发生了。朝向反射会引起有机体的一系列变化，如将感官朝向刺激物，正在进行的活动受到抑制，四肢血管收缩，头部血管舒张，心律变缓，出现缓慢的深呼吸，瞳孔扩张，脑电出现失同步现象等。
在朝向发射出现时，身体会出现一系列的变化，这有助于提高动物感官的感受性，并能动员全身的能量资源以应付个体面临的活动任务，如趋向活动的目标，逃离威胁个体生存的情境等。
4.5.2.2 脑干的网状结构
脑干的网状结构在注意中有着十分重要的作用。来自身体各部位的感觉信号，一部分沿感觉传导通路（特异通路）到达相应的皮层感觉区产生各种感觉，另一部分则进入网状结构，由网状结构释放一种冲击性脉冲，投射到大脑皮层的相应区域，使大脑产生一般性的兴奋水平和觉醒水平，保证大脑能有效地加工特定的信号。网状结构的激活作用，为注意提供必要的基础和前提。
4.5.2.3 边缘系统和大脑皮层
网状结构的激活不能充分地解释注意现象，特别是不能解释注意的选择性。注意的选择性是由脑的更高级的部分———边缘系统和大脑皮层的高级功能实现的。
研究表明，在边缘系统中存在着大量的神经元，它们不对特殊通道的刺激做出反应，而是对刺激的每一个变化做出反应。因此，当环境中出现新异刺激的时候，这些细胞就会活动起来，而对已被习惯了的刺激则没有反应，这些神经元叫“注意神经元”，是对信息进行选择的重要器官。
产生注意的最高级器官是大脑皮层，其中大脑额叶起着十分重要的作用。研究发现，额叶受损伤的病人不能将注意集中在所接受的言语指令上，也不能抑制对附加刺激物的反应。在没有干扰时，这种病人还能做某些事，但只要环境中出现任何新的刺激或存在干扰，如有外人走进病房或病房内有人说话，他们就会停止正在进行的工作，把视线转向外来者或说话人的方向。由于注意容易分散，所以这种病人很难完成有目的的行为。额叶能直接参与由言语指示引起的激活状态，并通过与边缘系统和网状结构的下行联系维持网状结构的紧张度，而且能对外周感受器产生抑制性的影响。额叶受损的病人表现出对新异刺激和环境干扰的过分敏感，可能与额叶丧失了对皮下组织和外周感受器的抑制作用有关。
近年来，事件相关电位（ERP）、脑磁图（MEG）、正电子发射断层扫描（PET）和功能磁共振（FM RI）等技术的研究表明，当注意指向一定的认知活动时，可改变相应的大脑功能区或神经功能单元环路的激活水平，从而对当前的认知活动产生影响。注意的这种作用可以通过两种方式来实现：① 提高与认知活动相对应的神经功能单元的激活水平；② 抑制起干扰作用的神经元的活动。
基于已有的研究成果，拉贝奇（D 。LaBerge，1997）提出，对某一对象的注意需要三个脑区的协同活动，这三个脑区分别是：① 认知对象或活动的大脑功能区；② 能提高脑激活水平的丘脑神经元；③ 可以选择某些脑区，提高其激活水平，使激活维持一定的程度和时间的大脑前额叶的控制区。这三个脑区通过三角环路的形式结合起来，是产生注意现象的生理基础。