我们的脑有一个上限，一次可以处理多少信息，这是由于一个恒定但有限的能量供应，根据伦敦大学学院（UCL）的一项新研究，该研究使用了一种测量细胞新陈代谢的大脑成像方法。
这项发表在《神经科学杂志》上的研究发现，注意力可以改变大脑如何分配其有限的能量；当大脑在处理我们关注的内容时消耗更多能量，用于处理我们注意力之外的信息的能量就会减少。
解释这项研究的高级作者Nilli Lavie教授（UCL认知神经科学研究所）说：“运行人脑需要大量的能量。我们知道大脑在休息时也持续使用约20%的代谢能量，但普遍认为这种恒定但有限的能量供应在我们需要处理更多信息时不会增加。
“如果大脑的能量供应有一个硬性限制，我们怀疑大脑可能通过将能量从其他功能中转移出来，优先处理我们的注意力焦点来处理具有挑战性的任务。
“我们的发现表明，当任务变得更难时，大脑确实会减少对那些响应我们注意力之外信息的神经元的能量分配。这解释了为什么我们会对我们真正想要注意的关键信息经历无意盲视和聋视。”
认知神经科学家和生物医学工程师组成的研究团队使用了一种非侵入性的光学成像方法来测量大脑新陈代谢。通过这种方法，他们可以看到人们在关注任务时大脑区域使用的能量有多少，以及当任务变得更加心理要求高时这种变化如何。他们使用宽带近红外光谱来测量与能量代谢相关的酶在脑细胞线粒体中的氧化水平，线粒体是每个细胞的生物化学反应的能量发生器。
研究人员使用他们的技术来测量18名参与者在进行复杂或简单的视觉搜索任务时视觉皮层不同区域的脑代谢，有时还会呈现与任务无关的视觉干扰。
他们发现，随着任务变得更加复杂，响应关注任务刺激的大脑区域细胞代谢增加，这些增加直接反映在响应未关注刺激的区域细胞代谢水平降低上。这种推拉模式紧密同步，显示了关注和未关注处理之间的有限能量供应的权衡。
共同作者Ilias Tachtsidis教授（UCL医学物理与生物医学工程）说：“通过使用我们在UCL开发的宽带近红外光谱，一种我们在UCL开发的光学脑监测技术，我们能够更好地测量线粒体（细胞的能量工厂）中在代谢中起关键作用的酶。”
第一作者，博士生Merit Bruckmaier（UCL认知神经科学研究所）说：“使用这些方法，我们关于大脑能量使用的结论比过去使用fMRI成像方法的研究更直接和有说服力，fMRI成像方法测量的是大脑血液氧合水平，而不是细胞内代谢标记物。”
Lavie教授说：“通过这种方式，我们设法将人们的大脑过载体验与他们神经元内部发生的事情联系起来，因为一个目的的高能量需求被与任何其他目的相关的能量使用减少所平衡。如果我们试图处理太多信息，我们可能会因为大脑容量的硬性限制而感到过载的压力。
“在最近几个月，我们听到了很多人说他们感到不知所措，不断的新闻更新和新的挑战要克服。当你的大脑达到容量时，你可能会无法处理一些信息。你可能甚至没有注意到一封重要的电子邮件进来，因为你的孩子在跟你说话，或者你可能错过烤箱定时器响了，因为你接到了一个意想不到的工作电话。我们的发现可能解释了这些常常令人沮丧的无意盲视或聋视的经历。”