注意力與大腦神經科學

我們的大腦，在處理資訊前，主要透過注意力幫助我們在浩瀚資訊海中抓取 資訊(Banich, 2004)。Lang(2000,2006)的 LC4MP(Limited-capacity model of motivated message processing)模型中包含三個過程: 編碼(encode)、儲存 (storage)、取回(retrieval)，其中在編碼的過程必須透過極大的注意力去選擇 資訊作為儲存使用(Lang, 2000, 2006)。在認知科學中，Posner(1995)證實注意 力的三重面向(tripartite theory of attention): (1)警覺(alerting): 準備 好回應即將到來的刺激。(2)定向(orienting): 選擇、決定注意的刺激物。(3) 進行(executing): 注意力的形態中最具有〝意識〞(consciousness)的，包含計 畫、決策、思考和感受等(Posner, Inhoff, Friedrich, & Cohen, 1995)。

Weber(2009)等人針對警覺和定向層面探討心流的神經科學，因為相對於執 行面，這兩層面與神經科學比較有關聯。警覺包含額(frontal)、頂(parietal corticalregion)葉區，幫助大腦達到和維持在警覺的狀態；定向包含上

(superior)、下(inferior lobe)葉區，這兩個層面也與心流的概念化較有關 (Weber, Tamborini, Westcott-Baker, & Kantor, 2009)。

由溝通學與神經科學的角度觀看心流體驗，注意力是進入到心流的關鍵，也

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紅色、圓形的蘋果(Treisman & Gelade, 1980)。

神經網絡同步化(network synchronization)與認知綑綁(cognitive binding)理論 則幫助我們解釋大腦神經如何產生注意力(attention)。大腦不同的神經元執行不 一樣的工作，有的神經元辨識顏色、質地或線條，例如當看到一顆蘋果的時候，

神經元各自辨識出紅色、圓的。這些神經元如何將這些感知結合起來? 大腦經由 神經同步震盪(neuronal oscillatory synchronization)(Buzsaki, 2006)將不同的處理 結合起來，讓各個神經元同時運作，辨識出單一物體: 一顆紅蘋果。同步化是不 同的神經元以某種互動的形式以相同的頻率震盪的現象(Steriade, Gloor, Llinas, Lopes da Silva, & Mesulam, 1990)。

同步化振盪是離散、而非連續的狀態。Haken(2006)敘述大腦運作的協同理 論中，認為大腦的邏輯運作是一個非線性的，並且包含兩種平衡狀態的參數，也 就是可能有兩種穩定的狀態，但微小的變動即有可能造成性質上相互的移轉。在 這理論模型中，不同時期的 2 種神經元(族群)振盪在性質上是相同的，但同步化 卻可能導致性質上完全的轉變。Haken(2006)認為，大腦運作不穩定並且達到自 我組織運活動時，將產生新的質量(Haken, 2006)。

同步化的離散狀態可以以自我組織關鍵(Self-Organization Criticality,SOC) 的概念來說明。SOC 概念最早由 Bak、Tang & Wiesenfeld (1987)提出，且被認為 在統計物理學上是相當重要的發明之一，描述一個機制在本質上複雜性的提高，

並且存在於各式各樣的動態系統裡。SOC 特徵的模擬以”Bak 沙堆模型”為代表 (Bak, Tang, & Wiesenfeld, 1987): 沙堆是一次堆一粒，一顆一顆堆上去完成的。當 一粒一粒從結構中拿掉，一些存在在沙堆裡的組成元素就被錯置。最後，在一個 關鍵時刻，僅僅一粒沙，就能夠觸發突然、大規模的錯置(casades/avalanches)，

從根本上改變了動態系統的結構。Beggs & Plenz(2003)曾作出一個著名的複雜的 功能性網絡情境中的崩解例子，他們發現在行為活動過程中，神經網絡崩解存在 的實證。從 SOC 和大腦神經科學實證的發現或許能夠解釋，為什麼同步化振盪 是一個離散而非連續的過程(Beggs & Plenz, 2003)。

透過動物實驗證實， gamma 波的震盪將視覺感知(觀看紅色、圓形等)相互 綑綁形成單一物體概念。事實上，gamma 波震盪和注意力相關(Eckhorn et al., 1988;

Gray & Singer, 1989)，而 alpha 波的震盪和注意力抑制有關(Ward, 2003)。

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大腦中 gamma 波活動在產生注意力時比不注意時還來得高，也反映出物體 辨識和過去經驗的處理(Lubar, 1997; Singer, 1999)。同步化 gamma 波震盪可增加 心智活動、將感官感受(sensory)轉換成感知(perceptual)(von Stein & Sarnthein, 2000)。gamma 波的活動和長期記憶有關(Niessing et al., 2005)；在短期記憶中，

gamma 波的活動在維持抽象的視覺型態時較高(Jensen, Kaiser, & Lachaux, 2007)。

Beta1(偏注意力的執行面)產生則幫助神經系統來到注意力的狀態，這個狀態 使得 gamma 波震盪同步化(Wróbel, 2000)。Beta1 活動在將五官感受轉為感知的 活動中扮演整合的角色(gamma 波則是扮演轉換的角色)，像是視覺與聽覺資訊的 整合(Hanslmayr et al., 2007; von Stein, Rappelsberger, Sarnthein, & Petsche, 1999;

von Stein & Sarnthein, 2000)，beta1 的頻寬在人們執行觀看圖畫、說話和寫字時 能被觀察到。

Alpha 波的震盪被認為是大腦皮質在閒置的狀態(Pfurtscheller, Stancak Jr, &

Neuper, 1996)，與睡眠時的狀態相關。Alpha 波在震盪的時候，主要在預期事件 發生前，或許會扮演一個五官知覺轉為感知的調整角色，促使不相關的事不要處 理。雖然 alpha 波主要在處理五官感受時是閒置的，但是根據大腦任務的需求仍 會有相關的活動，舉例來說，當使用直覺解決問題的時候，alpha 活動會先增強，

接著當想法浮現在心中時，才是 gamma 波在活動(Kounios & Beeman, 2009)。根 據實驗研究還發現，在大腦〝注意半球〞(attending hemisphere)，alpha 波會減少 同步化活動(下降)，在大腦〝忽略半球〞則會增加同步化活動(上升)。也就是說，

alpha 波在人們維持注意力的時刻，會主動抑制分心(Kelly, Lalor, Reilly, & Foxe, 2006)。

視覺的預期和視覺的注意力有相似與互異之處。預期主要是根據過往的可能 經驗強化視覺的感知活動，而注意力則是根據個人的目的排除掉不相關的資訊，

減輕處理資訊的負擔。在行為上，注意力和預期行為幾乎是完全一致的，對於物 體的認知皆有強化(facilitate)的效果；但是雖然預期會增加視覺的認知，卻衰 減神經回饋(neural responses)，和注意力是相反的(Summerfield & Egner, 2009)。

電影只吸引一個觀眾的注意是不夠的，要能夠吸引大部分的觀眾。人們注視 一個靜止的畫面，都有可能是注視不一樣的點了，更何況是多個移動畫面呢? 但

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在觀看電影時觀眾們會同步眨眼已被學者證實(Nakano, Yamamoto, Kitajo, Takahashi, & Kitazawa, 2009)。研究結果還顯示，人們會等到事件快結束時而 延遲眨眼(Nakano & Kitazawa, 2010)，透過這個時候，就可以當作一個剪接的 時機。 (feature)相當有幫助(Zacks, 2010)。

事件區隔的同步化也出現在觀賞電影時(Zacks, Speer, Swallow, & Maley, 相關(Smith, 2012)。

人的注意力主要分為兩種，一種是高度集中注意力(focused attention)，

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升。疲勞、飢餓、嘈雜或情緒上的壓力會降低注意力。針對一個任意選擇的工作 (a freely chosen task)，人們的注意力最少至兩歲的兒童維持 5 分鐘，到成人 最多維持 20 分鐘(David Cornish, Cornish, & Dukette, 2009)。因此，本論文 提出下列假設:

H1: 電影達到足以引發心流的資訊負荷量，至少 20 分鐘以上。