Oppmerksomhet

Innen kognitiv psykologi ser en på mennesket som en informasjonsprosessor. Mer spesifikt har mennesket begrensede ressurser for informasjonsprosessering. Oppmerksomhet er den kognitive prosessen som innebærer en fokusering på enkelte aspekter ved miljøet, mens andre aspekter ignoreres. Dette gir en selektert og kontrollert opplevelse av omgivelsene. Et eksempel kan være når man snakker med en annen person, samtidig som mange andre samtaler pågår rundt dere. Man er da avhengig av å stenge ute de andre samtalene for å kunne fokusere på samtalen en selv deltar i. Evnen til å kunne fokusere oppmerksomhet og overse distraherende stimuli er en viktig del av den kognitive utviklingen, og forbedres etter hvert som barn blir eldre. Hos 5 % av alle barn (på verdensbasis) er denne utviklingen så redusert at man kvalifiserer til diagnosen ADHD (Attention  Deficit Hyperactivity Disorder).
Mennesker har et problem; hva er optimal bruk av begrensede informasjonsprosseseringsressurser? Mennesket kan for eksempel kun visuelt fokusere på ett sted av gangen, og kan heller ikke prosessere all informasjonen fra alle sansene samtidig. Studiet av oppmerksomhet er studiet av hvordan mennesket løser dette problemet. Ofte studerer man hvordan mennesker velger ut noe informasjon fremfor annen informasjon (selektiv oppmerksomhet), eller er oppmerksomme på flere ting samtidig (delt oppmerksomhet).  Oppmerksomhet kan rettes mot alle inntrykk vi mottar fra den eksterne verden, og kan også fordeles til to eller flere sansemodaliteter (kryss-modal oppmerksomhet).  
Visuelt søk involverer å finne et målstimuli blant andre stimuli. Dette krever at mekanismer for selektiv oppmerksomhet har en viss informasjon om hvilke stimuli som finnes. Visuelt søk gir en indikasjon på hvor mye prosessering som forekommer før vi velger noen stimuli for videre prosessering. Vi kan noen ganger enkelt kan finne målstimuli blant andre stimuli, for eksempel en løvetann blant kløverblader, mens vi kan ha problemer med å finne en firkløver blant mange trekløver. 
Studiet av oppmerksomhet er ikke studiet av informasjonsprosesseringsressursene i seg selv, en fokuserer på hvor mye kapasitet ressurser som arbeidsminne og persepsjon har, og hvordan applikasjon av disse ressursene foregår. Hvis en i studiet av persepsjon og arbeidshukommelse studerer hvordan visse kognitive verktøy fungerer, studerer en i oppmerksomhet hvor mye disse verktøyene kan gjøre, hva de kan gjøre samtidig, og hvordan en velger hva en skal anvende verktøyene på.

Forholdet mellom oppmerksomhet og bevissthet

Oppmerksomhet er relatert til begrepet bevissthet, ved at adgangen til bevissthet kan kontrolleres av oppmerksomhetsmekanismer. Bevisstheten blir da som en ”bakgrunn”, som gir opphav til en generell opplevelse av den eksterne verden, samt tanker og følelser, mens oppmerksomheten styrer hva denne opplevelsen rettes mot fra et øyeblikk til det neste.

Oppmerksomhet: ikke én unik mekanisme

William James fremsatte et skille mellom aktiv og passiv oppmerksomhet . Aktiv oppmerksomhet hevdet han var målrettet og tidkrevende, mens passiv oppmerksomhet er raskere. Disse begrepene vil tilsvare det man i dag kaller kontrollert/fokusert og automatisk prosessering.

Kontrollert prosessering

Kontrollert prosessering kan beskrives som bevisst bruk av oppmerksomhet og innsats . Andre aktiviteter involverer mer automatisk (ubevisst) prosessering som ikke krever oppmerksomhet, og dermed er mindre kapasitets- og tidkrevende. Andre mener at det skjer en mer gradvis overgang mellom kontrollert og automatisk prosessering, og at oppmerksomhet til en viss grad er involvert i begge. 
Et eksempel på skillet mellom kontrollert og automatisk prosessering, kan være når man lærer seg å kjøre bil. Til å begynne med rettes store deler av oppmerksomhetskapasiteten mot det å styre, gire, plassere seg riktig i veien og så videre. Etter hvert gjør man dette i økende grad automatisk. Da frigjøres kapasitet, slik at man kan rette oppmerksomheten mot trafikkbildet (møtende biler, fotgjengere, vikeplikt og så videre). Det å manøvrere bilen har da gått fra å være kontrollert, til å bli automatisk prosessert.
I eksperimentelle undersøkelser blir kontrollert prosessering ofte undersøkt ved å studere skillet mellom fokusert og delt oppmerksomhet. I studier som undersøker fokusert oppmerksomhet vil typisk flere stimuli presenteres for forsøkspersonen, hvor man da blir bedt om å fokusere på èn av disse. Studier av fokusert oppmerksomhet indikerer at mennesker har en god evne til å selektere ut visse former for informasjon og ignorere andre.  Delt oppmerksomhet er evnen til å fokusere på og utføre mer enn en aktivitet på samme tid. En måte å studere dette på, er ved å presentere forsøkspersonen med flere stimuli, hvor forsøkspersonen blir bedt om å fokusere på alle samtidig. Man antar da at man kan si noe om begrensninger ved prosesseringskapasiteten.

Skjult og utilslørt oppmerksomhetsregulering

Utilslørt oppmerksomhetsregulering forekommer når vi regulererer sanseorganer for å kunne regulere hva som prosesseres. Eksempler inkluderer å rette blikket mot noe som rører seg i sidesynet, eller å snu hodet og se på noen som snakker til en. 
Skjult oppmerksomhetsregulering er oppmerksomhetsregulering som ikke involverer regulering av sanseorganer, men regulering av indre mentale prosesser. Hermann Von Hemholtz viste at når bokstaver ble presentert i korte intervaller til ulike deler av synsfeltet, så fikk man med seg de som var presentert der hvor man rettet oppmerksomheten. Hemholtz holdt øynenes orientering konstant, slik at denne effekten måtte skyldes skjult oppmerksomhetsregulering.

Eksogen og endogen oppmerksomhetsregulering

Å vite hvilken informasjon man skal prossesere krever i seg selv informasjonsprossesering. En skiller mellom eksogene prosesser, som regulerer oppmerksomhet ved egenskaper av ytre stimuli, og endogene prosesser som regulerer oppmerksomhet med høyereordens informasjon, som ens mål og ønsker. Dette skillet har blant annet grunnlag i aktivering av ikke-overlappende nevrale strukturer ved utførelse av oppgaver som krever henholdsvis stimulusdrevet eller måldrevet oppmerksomhetsregulering. 
I henhold til Michael Posner kan de endogene prosessene regulere de eksogene prosessene; høyereordens mål og oppgaver kan regulere eksogene prosesser slik at de velger ut målrelevante eksterne stimuli. Det ble lenge trodd at det eksogene systemet ble styrt av fremtredende stimuli. Imidlertid er sannheten noe mer kompleks; det har blitt vist at stimuli som er relevante for oppgaven fanger oppmerksomheten og distraherer mer enn fremtredende stimuli. Selv om oppmerksomhet reguleres av sensoriske karakteristikker av stimuli, er oppgaver og mål til en viss grad bestemmende for hvilke sensoriske karakteristikker av stimuli det er som fanger oppmerksomheten.

Teorier om oppmerksomhetsseleksjon

Ulike oppmerksomhetsteorier varierer i hovedsak ut fra når de antar at seleksjonsprosessen inntreffer. En antakelse er at i det fokus rettes mot spesifikke stimuli, er det øyeblikket hvor oppmerksomhet igangsettes.

Broadbents teori

Denne teorien hevder at dersom to stimuli presenteres samtidig, vil begge få tilgang til en sensorisk buffer, som metaforisk kan sees på som en flaskehals. Basert på fysiske karakteristikker (for eksempel om stemmen som uttaler et budskap er lys eller mørk) blir en av stimuliene filtrert og klargjort for videre prosessering, mens den andre stimulus blir værende i den sensoriske bufferen. En slik filtrering forhindrer overbelastning, og gjør at oppmerksomhet rettes mot en av stimuluskildene. Forskning indikerer at selv stimulus som det ikke bevisst rettes oppmerksomhet mot registreres, og til en viss grad prosesseres. Dette indikerer at prosessering også kan skje på et ubevisst nivå.

Treismans trekkintegreringsteori

(Eng. «Feature integration theory») I henhold til Treismans trekkintegreringsteori kan seleksjon forekomme på ulike nivåer av visuell prosessering. Visuell prosessering foregår grovt sett i en sekvens hvor en basal analyse av perseptuelle trekk skjer først, etterfulgt integrering av disse trekkene for ulike perseptuelle objekter. Ifølge Treismans opprinnelige teori kan vi prosessere de basale perseptuelle egenskapene av flere stimuli samtidig (parallelt), mens mer kompleks integrering er seriell. Seleksjon kan forekomme på ulike stadier av prosessering, men går raskere dersom den kan gjøres på grunnlag av basale trekk, som for eksempel å være av en gul heller enn grønn farge. Søk som krever flere basale sensoriske trekk går tregere, da en på serielt vis må undersøke om ulike objekter har de enkelte karakteristikkene som utgjør det komplekse trekket.

Delt oppmerksomhet

Forskning på delt oppmerksomhet involverer ofte å studere prestasjon på to oppgaver når de utføres henholdsvis samtidig og hver for seg. Dersom oppgavene går like raskt sammen som hver for seg, slutter man at oppgavene ikke benytter seg av de samme oppmerksomhetsressursene. Hvis oppgavene går tregere når de gjøres samtidig har det vært vanlig å slutte at oppgavene deler visse informasjonsprosseseringsressurser. Noen problemer finnes imidlertid med en slik slutning: Det kan finnes andre faktorer som senker prestasjonen på to samtidige oppgaver. Koordinering av oppgaver introduseres som en ny oppgave når vi skal gjøre to ting samtidig. I tillegg kan det hende at en ikke har nok energi til å yte maksimalt på to samtidige prosesser, selv om disse bruker forskjellige informasjonsprosesseringsressurser. For to oppgaver som forstyrrer hverandre mer enn to andre oppgaver som er relativt like i energikrav kan en med rimelighet slutte at de to oppgavene som forstyrrer hverandre mer i større grad benytter seg av de samme informasjonsprosesseringsressursene. 
Ved multitasking blir to eller flere oppgaver utføret samtidig. Vanligvis blir da utførelsen av den ene eller begge oppgavene dårligere enn dersom oppgavene utføres separat. Årsaken til dette er omdiskutert. Ett perspektiv, det såkalte ”simple approach”, hevder at oppmerksomhet er en sentral kapasitet med begrensede ressurser som kan brukes fleksibelt . Prestasjonen når to oppgaver utføres simultant, vil da være avhengig av hvor mye ressurser oppgavene krever samlet sett (”Central capacity theory”). En annen forklaring er at oppmerksomhet styres av flere, uavhengige prosesseringsmekanismer. Oppgaver som ligner hverandre vil konkurrere om de samme ressursene. Dermed vil oppgaver som ligner hverandre og som utføres samtidig føre til en dårligere prestasjon, enn dersom oppgavene som utføre samtidig er ulike. For eksempel vil oppgaver som involverer å respondere på stimuli i samme sansemodalitet (feks. auditiv-auditiv eller visuell-visuell) forstyrre hverandre mer enn oppgaver der stimuli tilhører forskjellige modaliteter (feks. auditiv-visuell). Hvordan man skal respondere på deteksjon av stimuli på slike oppgaver er også viktig - hvis man i begge deteksjonsoppgavene krever responser i samme modalitet blir prestasjonene dårligere. Oppgaver som er kjent å bruke mye av den eksekutive kapasiteten til arbeidsminnet - for eksempel å lage tilfeldige tall har blitt vist å forstyrre prestasjonen mer på andre, samtidig utførte oppgaver.
”Oppmerksomhetsblindhet” (inattentional blindness) er fenomenet der en sensorisk stimulus ikke gir noen bevisst opplevelse. For eksempel ved at man tilsynelatende ser rett på et objekt, uten at man etterpå har noen opplevelse av å ha sett dette objektet. Dette demonstrerer en form for ”ufullstendig” prosessering.

Evolusjon og oppmerksomhetsregulering

Evolusjonært sett har riktig bruk av informasjonsprosseseringsressurser vært meget viktig, for eksempel er det viktig å raskt flytte oppmerksomhet til stimulus som kan utgjøre en trussel mot ens overlevelse. I henhold til evolusjonspsykologien har mennesker tilpasninger som er selektert for å håndtere gjenkommende problemer i miljøet for tilpasning, som for eksempel å oppdage og unngå farlige dyr. 
Stimuli assosiert med disse gjenkommende problemene er mindre fleksible med hensyn på oppgaver og mål; Høye lyder, smerte og edderkopper er eksempler på stimuli som fanger oppmerksomheten uavhengig av oppgave. I forskning av Öhman, Flykt og Esteves ble det vist at mennesker presentert bilder av slanger, edderkopper eller nøytrale stimuli på en bakgrunn av blomster og sopp fant faretruende stimuli raskere enn nøytrale stimuli. Videre ble det funnet at graden av frykt for henholdsvis slanger eller edderkopper sterkt forutsier hvor raskt man finner for disse faretruende bildene blant de andre bildene. 
I forhold til Treismans teori om selektiv oppmerksomhet i visuelt søk er disse komplekse stimuliene unntak - evolusjonspsykologer postulerer evolverte spesialiserte nevrale strukturer hvis eneste oppgave er å undersøke om evolusjonært kjente faretruende stimuli forekommer, og å regulere blant annet oppmerksomhet deretter.

Oppmerksomhet og hjernestrukturer

Flere områder i hjernen er svært viktige for oppmerksomhet, eksempelvis de kortikale områdene frontallappen, frontalt øyefelt (FEF) og parietallappen. Frontallappen er involvert i høyere kognitive funksjoner og slik også de høyeste formene for prosessering involvert i oppmerksomhet, mens parietallappen er særlig involvert i visuell oppmerksomhet. FEF sammen med pulvinar og superior colliculi er viktige for bytte og orientering av oppmerksomhet. FEF og superior colliculi er involvert i kontroll av øyebevegelser, FEF er spesielt involvert i å rette blikket mot objekter som har betydning for individets kognitive mål. Retikulærformasjonen er plassert i hjernestammen, og har både en oppadstigende og en nedadstigende bane. Den oppadstigende banen sender input til og aktiverer høyere hjerneregioner. Nedadstigende bane kan derimot blokkeres og stimuleres av høyere hjerneområder. Denne banen spiller slik en viktig rolle i forhold til selekteringen av sensorisk input, og bidrar til at viktig og meningsfull informasjon ”når gjennom” til vår bevissthet.