《自然》：注意力的细胞机制

　　

生物通报道：近期北京大学传来消息，一位年仅13岁的学生被保送上北京大学数学科学院，这位自己偷偷报考北京八中少儿班的少年认为自己并不是什么奇才，只不过从小比较专注，注意力集中，一般课堂上就能把所学内容消化掉，很少课后复习功课。

这就是注意力的作用，这种能将相关信息集中，并避免分心的能力是大脑的一种核心功能，如果没有这种排除“噪音”，集中精力的能力，我们就无法有效的与环境共处。然而尽管多年来科学家们对于大脑的注意力展开了多项研究，但是其中复制注意力的细胞机制依然是一个谜。

7月26日的Nature杂志公布了一项有关注意力的最新研究成果，来自加州大学戴维斯分校，Dartmouth's Geisel医学院的研究人员，分析比较了当个体集中注意力在能激活记录神经元视觉刺激的物体上，以及无法集中注意力的情况下，突触连接视觉之间的通信交流。

研究人员利用一种高灵敏度检测方法检查注意力对神经元-神经元通信之间的影响，证实注意力是在突触水平上进行操作，提高对输入信号的敏感性，并锐化这些信号的精确度，选择性地提高吸引注意力信息的传输，同时降低噪音水平，或干扰注意力信息的传输。

这一研究结果表明了一种新颖的作用机制，也就是注意力能通过选择性改变突触的“权重”，强化所有包括噪音在内感觉输入的感官特征，从而重塑神经感觉。

文章作者之一，Farran Briggs博士表示：“虽然我们的研究结果与之前关于注意力神经元发射率变化的研究一致，但是新研究揭示了更多内容，表明在突触水平上存在之前未知的一种新作用机制。”

此外，这项研究也扩展了我们对于大脑的认识，有助于人们解析与大脑损伤或疾病有关的注意力缺陷，从而促进相关疾病的筛查与研发新治疗方法。

（生物通：张迪）

原文摘要：

Attention enhances synaptic efficacy and the signal-to-noise ratio in neural circuits

Attention is a critical component of perception1. However, the mechanisms by which attention modulates neuronal communication to guide behaviour are poorly understood. To elucidate the synaptic mechanisms of attention, we developed a sensitive assay of attentional modulation of neuronal communication. In alert monkeys performing a visual spatial attention task, we probed thalamocortical communication by electrically stimulating neurons in the lateral geniculate nucleus of the thalamus while simultaneously recording shock-evoked responses from monosynaptically connected neurons in primary visual cortex. We found that attention enhances neuronal communication by increasing the efficacy of presynaptic input in driving postsynaptic responses, by increasing synchronous responses among ensembles of postsynaptic neurons receiving independent input, and by decreasing redundant signals between postsynaptic neurons receiving common input. The results demonstrate that attention finely tunes neuronal communication at the synaptic level by selectively altering synaptic weights, enabling enhanced detection of salient events in the noisy sensory environment.