年幼的婴儿通过公开地将他们的注意力转移到感知上显著的事件来了解世界。在成年人中，注意力牵涉到横跨额叶和顶叶的几个大脑区域。然而，目前还不清楚这些区域在婴儿期是否足够成熟，足以支持注意力，更广泛地说，还不清楚婴儿的注意力是如何得到大脑的支持的。Cameron T. Ellis发表在PNAS杂志的研究对此展开了研究。
该研究使用功能性磁共振成像(fMRI)和离线凝视编码来研究一岁以下清醒行为婴儿刺激驱动注意力的行为和神经基础。在非侵入性技术中，功能磁共振成像是唯一能够解析全脑、细粒度注意力过程的技术。
作者记录了凝视行为和全脑fMRI活动，以揭示婴儿注意力的神经基础。该研究使用事件相关功能磁共振成像(fMRI)对20名3个月到12个月大的清醒行为婴儿进行了研究，同时他们进行了适用于儿童的注意提示任务。目标呈现在婴儿注视的左侧或右侧，用离线凝视编码来测量他们跳向目标的潜伏期。为了控制注意力，在三种情况下，在目标面前呈现一条简短的线索：在与即将到来的目标相同的一侧(有效)，在另一侧(无效)，或在两侧(中立)。婴儿能够灵活地将注意力分配给新信息。然而，支持成年人注意力的大脑区域在生命早期被认为是不成熟的。该研究所有婴儿的行为都有很强的有效性，伴随着支持成人注意力的部分大脑网络的参与，特别是额叶皮质区域。发现了婴儿在任务中对线索进行了注意。婴儿注意招募了扣带回网络的区域，如ACC和基底节，以及额顶网络的前部，包括MFG/IFG。使用了多个独立的分析来支持这些结论。结果对特定的任务对比和区域有选择性，与行为表现有关，而不是仅仅通过眼跳来再现。这支持了一个日益增长的共识：人类大脑在生命的第一年可能有一个令人惊讶的功能额叶皮质。
不同情况下的全脑统计差异图。进行了三项测试：(A)无效>有效，(B)中性>有效，(C)无效>中性。未校正阈值用于可视化(P<0.05)。坐标在成人MNI空间中。
刺激驱动婴儿注意的神经学证据。(A) MNI空间坐标中功能分析的单个ROI。从这些感兴趣区中提取对比度，对体素进行平均，并用Bootstrap重采样测试可靠性。进行了三项测试：(B)无效>有效，(C)中性>有效，(D)无效>中性。*=P<0.075，∼=P<0.05。
在有效试验和无效试验中，所有婴儿看靶子的速度都更快，有效试验比中性试验快，无效试验比中性试验慢，这表明线索有效地吸引了注意力。然后进一步比较了这些试验类型引起的功能磁共振活动。与有效试验相比，成人注意网络区域对无效试验的激活作用更强，尤其是额叶区域。在第一年内，行为和神经效应都不会因婴儿年龄的不同而不同，这表明这些区域可能在发育早期起到了支持注意力定向的作用。
总而言之，该研究发现成人顶叶和扣带回网络的额叶区域支持婴儿的刺激驱动的注意力。这项研究增加了越来越多的证据表明，额叶皮质支持婴儿的认知。额叶皮质的功能在发育过程中得到锻炼，以支持复杂的操作，但这些区域在婴儿期可能已经足够发育，足以支持刺激驱动的注意力。这可能反映了无论是在婴儿期还是以后，注意力作为学习和认知的基石的重要性。这进一步加深了我们对婴儿大脑如何控制注意力分配的机制理解。
原文出处
Ellis Cameron T,Skalaban Lena J,Yates Tristan S et al. Attention recruits frontal cortex in human infants.[J] .Proc Natl Acad Sci U S A, 2021, 118: undefined.