“任何男人如果能在親吻漂亮女孩的同時安全駕駛，那他一定沒有給予這個吻應有的關注，” 據說阿爾伯特·愛因斯坦曾說過。 這句話承認了人類注意力的一個基本特徵。 有時，注意力就是不夠用。
先別管每條新簡訊和電子郵件的嗡嗡聲和嘟嘟聲，它們可能會讓人分心。 成為支援家庭的成員、終身學習者、健美運動員和專業領導者的壓力使得多工處理幾乎不可抗拒。
你幾乎可以聽到我們集體的內心獨白：一定有辦法欺騙時間，迫使那份長長的待辦事項清單開始以兩倍甚至三倍的速度縮短。
然而，有效率的多工處理是一個神話。 “多工處理一代”的成員，他們伴隨著影片遊戲、智慧手機和電子閱讀器長大，能夠同時專注於幾件事的想法也是如此。 事實上，研究表明，經常進行多工處理的人往往是其中最差的。
多工處理會損害績效，這在幾十年前就已為人所知。 然而，直到現在，我們才開始識別出一些與最明顯的任務兼顧者最相關的性格特徵。 令我們驚訝的是，我們還發現，在我們研究的一小部分參與者似乎可以輕鬆地進行多工處理，表現出我們認為不可能的認知能力。 這些獨特的人不僅為我們提供了關於管理多項心理活動的神經機制的新見解，他們還在迫使我們重新思考我們的注意力理論。
瞭解你的極限
隨著第二次世界大戰期間航空業的發展，人類大腦注意力的有限容量變得顯而易見。 隨著駕駛飛機的任務複雜性增加，飛行員需要處理的資訊量也隨之增加——與機械故障無關的飛機事故數量也隨之增加。 先驅心理學家唐納德·布羅德本特著手調查飛行員是否能夠接收到向他們展示的所有資訊。 透過他的實驗，布羅德本特發現飛行員的大腦只能接收有限數量的訊號。 有限注意力的前提現在是當代認知神經科學的基石，今天人們普遍接受注意力在容量上是有限的，並且可以在併發任務之間靈活分配。
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根據這一理論，然而，將更多注意力投入到一項活動中必然意味著從其他活動中轉移注意力。 注意力被認為可以放大某些訊號並抑制其他訊號，這兩個過程分別稱為促進和抑制。 如果你的大腦是一個儀表板，那麼促進和抑制就像旋鈕，可以調高相關刺激的音量，並抑制無關的感覺。 適當調整注意力是健康認知的關鍵，幾種心理障礙源於未能做到這一點，要麼是難以放大來自眼睛、耳朵和其他感官的適當輸入，要麼是難以抑制環境中不重要的細節。 在某些情況下，過度多工處理甚至可能加劇與注意力相關的心理障礙。
過去十年，我們的實驗室一直在研究這種現象，透過考察我們如何在駕駛和用手機通話之間取得平衡，這是許多人常見的，儘管不明智的習慣。 研究結果很明確：當我們試圖一次專注於多項任務時，我們的表現會急劇下降。 儘管我們的興趣在於爭奪注意力的高階認知活動，但即使是簡單的行為，例如走路和嚼口香糖，也可能因足夠的認知負荷而受損。 在一個經典的 YouTube 影片中，一位女士在商場裡一邊走一邊用手機發簡訊時被拍到——直到她頭朝下栽進噴泉裡。 當一邊開車一邊進行手機對話時，風險可能會更高。
為了支援注意力持續時間有限的理論，科學家們觀察到，使用手機的駕駛員反應較慢，他們難以保持在車道內並保持適當的跟車距離，並且他們更有可能闖紅燈並錯過駕駛環境中其他重要的細節。 我們最近對 56,000 名駕駛員進行了觀察性研究，觀察他們接近需要完全停車的十字路口的情況。 我們發現，使用手機通話的駕駛員未能適當停車的可能性是其他駕駛員的兩倍以上。
在一天中的任何給定時間，大約十分之一的人既在路上又在使用手機。 十字路口違規行為是潛在的危險事件，因此看到如此常見的行為與這種程度的損害有關令人震驚。 事實上，我們回顧了許多法律案件，在這些案件中，使用手機通話的駕駛員沒有注意到紅色交通訊號燈，並繼續透過十字路口，導致事故，造成重傷或死亡。 理解我們何時可以以及何時不能進行多工處理不僅僅是一項學術練習——這關係到生死攸關。
分心駕駛
為了更詳細地研究分心駕駛，我們使用逼真的駕駛模擬器監測參與者。 在 2006 年的一項研究中，我們使用該裝置發現，使用手機通話或發簡訊的人的撞車風險通常超過了觀察到的酒精中毒達到法定限制的駕駛員的水平。
同樣使用駕駛模擬器，我們觀察了個人的眼球運動以及透過連線到頭皮的電極記錄的相應大腦活動。 我們發現，駕駛員未能注意到他們所看到的物品中多達一半的物品，並且我們證實，他們對他們確實檢測到的資訊的反應明顯更慢。
在 2003 年和 2007 年發表的研究中，我們跟蹤參與者的目光，記錄他們看到的物品，然後在稍後詢問受試者他們回憶觀察到的內容。 當他們用手機通話時，他們對眼睛看到的物品的記憶力只有在沒有手機分心時的一半。 2007 年發表的一項後續研究發現，這種模式在高度相關的物品（例如站在人行道上的孩子）和不太重要的地標（例如路邊的廣告牌）中都觀察到。 換句話說，當大腦決定在駕駛員用手機通話時“丟失”什麼資訊時，它不會按重要性對資訊進行優先順序排序。 注意力不集中基本上使駕駛員對直接在其視線中的重要細節部分失明。
為了確定手機會引起一種注意力不集中性失明，我們再次使用頭皮上的電極來比較與檢測駕駛員前方車輛上點亮的剎車燈相關的大腦訊號。 我們測量了駕駛員在用擴音手機通話和未受此類使用分心時的大腦活動。
這些腦電波中一個特別有趣的成分，稱為 P300，是一個訊號，它對一個人對特定刺激的關注程度很敏感。 隨著分配給任務的注意力增加，P300 訊號的幅度也會增加。 當駕駛員用手機通話時，我們發現 P300 的幅度減半——這種下降反映了他們對駕駛任務的注意力降低。 P300 的減少解釋了為什麼駕駛員經常未能檢測到並對駕駛環境中的事件做出反應。 他們的大腦正忙於處理對話，而不是他們透過擋風玻璃看到的東西。
由於手持和擴音手機都會造成同等程度的干擾，因此可以確定這是一種認知分心，而不是，例如，將駕駛員的目光從道路上移開的視覺分心，或迫使駕駛員將手從方向盤上移開的手動分心。 即使眼睛看著道路，雙手握著方向盤，個人也會受到損害。
這一發現對最近各州立法中的一個趨勢具有影響。 許多州已經實施了法律，禁止使用手持電話，但允許使用擴音手機。 公路損失資料研究所（一個非營利性道路安全研究小組）的統計資料顯示，此類立法並未改善交通安全。 更重要的是，我們的研究表明，對於這兩種手機使用方式，認知分心的程度是相同的。 這些結果還暗示，目前安裝在車輛中的基於計算機的語音識別系統不太可能消除這個問題。
即便如此，並非所有的分心都是相同的。 例如，當將使用手機的效果與與車內另一名乘客聊天進行比較時，我們發現乘客和駕駛員會根據駕駛需求調整他們的對話。 乘客還透過注意危險並提醒駕駛員他們的導航目標來提供幫助。 在手機對話中沒有觀察到對話對道路狀況的這種即時調整。 事實上，與乘客聊天的駕駛員可以毫無問題地到達目的地——在我們的實驗中，是一個路邊休息站——而一半使用手機的駕駛員完全錯過了他們的出口。
熟能生巧，但並不完美
你可能會爭辯說，這些人只是不習慣一邊開車一邊用手機的嚴苛要求。 在這種情況下，至少練習似乎並沒有帶來很大的績效提升。 當我們將經常使用手機的駕駛員與不經常使用手機的駕駛員進行比較時，我們沒有發現第一組的損害較小，而且大量的實驗室練習似乎也沒有幫助。
然而，現實情況可能實際上比直接缺乏改進還要糟糕。 2009 年，斯坦福大學的克利福德·納斯和他的同事評估了個人進行多工處理的程度，並計時了他們在任務之間切換所需的時間，具體來說是在將數字分類為奇數或偶數以及判斷字母是子音還是母音之間切換。 他們發現這兩個指標之間存在負相關關係，而較高的自我報告的媒體多工處理水平與人們在分類數字和字母之間切換的時間更長有關。 看來，試圖同時做幾件事實際上會降低你的技能。
在最近與猶他大學社會心理學家大衛·桑博納蘇的合作中，我們要求 300 多名參與者評價他們進行多工處理的頻率以及他們進行多工處理的感知能力（相對於普通大學生），然後要求他們完成一項多工處理測試。 在考試中，參與者記住了一個有序的專案列表，並試圖在記住這些專案的同時解決數學問題。 使用標準問卷，我們還評估了參與者的衝動性和尋求刺激的程度。
我們的資料都顯示出相同的模式：在現實世界中進行高強度多工處理的人工作記憶能力較低，更衝動和尋求刺激，並且傾向於將自己進行多工處理的能力評為高於平均水平。 也就是說，他們感知到的能力和實際的多工處理能力是負相關的。 這項工作表明，過度自信，而不是技能，推動了多工處理的普及。
同時做幾件事是否會耗盡工作記憶，或者那些養成多工處理習慣的人是否已經不太擅長同時在心理上處理各種資訊，目前尚不清楚，儘管我們懷疑兩者都可能是正確的。 我們有一些早期證據表明，多工處理會導致一種認知耗竭，而“拔掉插頭”具有恢復性。
至於是什麼驅動了多工處理的潛在動機，一種可能性是，正如英國巴斯大學的斯蒂芬·J·佩恩和他的同事在 2007 年進行的實驗室研究表明的那樣，在任務之間切換的個人正在尋求增加花在產生最多獎勵的活動上的時間。 這一觀察結果很可能與我們的報告相符，即重度多工處理者往往是尋求刺激的。 無論原因是什麼，注意力分散似乎會阻礙績效，而不是幫助績效。
當涉及到對意外事件做出反應時，例如孩子跑到街上，無法克服這些代價尤其明顯。 但正如我們即將瞭解到的，並非每個人都符合這種模式。
尋找超級任務者
我們完全是偶然地發現了規則的第一個例外。 我們正在比較研究參與者在不同任務上的得分，例如單獨駕駛、單獨使用擴音電話通話以及同時進行這兩項活動。 然而，在瀏覽資料後，我們發現了一個不尋常的受試者，他在單獨進行一項活動或同時進行兩項活動時都獲得了幾乎相同的分數。 在檢查和重新檢查資料後，我們意識到這個人正在以我們認為不可能的方式進行多工處理。 我們繼續收集資料，尋找更多這樣的異常情況。 在測試了大約 700 人後，到目前為止，我們已經確定了 19 名符合“超級任務者”標準的人，約佔 2.5%。 這些人在完成單項任務時都排在前 25%，並且在同時完成兩項任務時，他們的表現沒有下降。
為了確定支援超級任務者非凡的多工處理能力的神經區域，我們使用了功能性 MRI。 我們掃描了 16 名超級任務者以及一組在單項任務得分、工作記憶能力、性別和年齡等方面與他們匹配的受試者。 由於駕駛模擬器和 MRI 裝置是不相容的技術，我們轉而使用計算機化的多工處理測試，該測試要求參與者同時保持和處理單獨的視覺和聽覺資訊流。
我們看到了超級任務者和對照組的神經啟用模式的顯著差異。 超級任務者在多工處理測試的更困難級別中顯示出更少的活動。 對於大多數人來說，更艱鉅的挑戰會在大腦中調動更多資源，但超級任務者在任務變得更具挑戰性時，大腦活動幾乎沒有或沒有變化，這表明這些人可以透過某種方式實現更高的效率，並隨之獲得更高的績效。 我們的超級任務者似乎擁有“合適的素質”，在重負荷下保持大腦冷靜，正如據報道戰鬥機飛行員在要求苛刻的情況下所做的那樣。 由於我們的研究控制了工作記憶能力，我們知道工作記憶很重要，但不足以解釋卓越的多工處理能力。
超級任務者與對照組受試者的最大區別在於三個額葉腦區，早期關於多工處理的神經心理學研究已經標記了這些區域：額極前額葉皮層、背外側前額葉皮層和前扣帶回皮層。 對於我們來說，區分超級任務者和對照組最有趣的腦區是額極皮層。 人類和大型猿類的比較研究表明，該區域在人類中相對更大，互連更豐富，而其他額葉皮層區域的大小和連通性更相當。 然而，人類多工處理能力的出現，儘管有缺陷，但可能是人科動物大腦中相對較新的進化變化，有助於區分人類和其他動物。 此外，神經心理學患者額極損傷更廣泛的人在多工處理方面表現出更大的障礙。 現在我們知道，這些區域的高水平高效處理支援非凡的多工處理能力，這使我們離最終開發出大腦如何進行多工處理的模型又近了一步。
然而，檢查多工處理能力的個體差異是一個相對較新的事業。 超級任務者僅僅是一個連續體上的極端，還是在性質上有所不同，仍然是一個懸而未決的問題。
多工處理優勢
為了梳理出區分這些大腦的因素，我們現在正在尋找超級任務大腦中區域之間連線的差異，以及尋找他們基因中的獨特特徵，這兩者都可能導致這些人更高效的處理。 例如，一種特定的基因，兒茶酚-O-甲基轉移酶 (COMT) 的變體，與工作記憶、執行注意力和對多種心理障礙的輕微易感性有關。
檢查該基因的一個原因是，它的變體會改變神經遞質多巴胺在前額葉皮層中有效運作的效率，前額葉皮層包含支援多工處理的大腦區域。 人們認為，較低的 COMT 酶活性可能導致更多的多巴胺可用於在前額葉皮層的受體位點結合。 透過對我們超級任務者的血液或唾液樣本中的 DNA 進行測序，我們發現了初步證據，表明這些人擁有 COMT 的一種變體，該變體導致大腦中支援多工處理的區域中更有效率的多巴胺訊號傳導。 我們仍在研究該基因的特徵是否可以解釋超級任務者卓越的注意力能力。
為了擴充套件我們的研究，我們將需要找到更多的超級任務者。 考慮我們可能在哪裡找到他們——也就是說，哪些職業可能最適合超級任務者——是很有趣的。 高效能飛機飛行員是超級任務者的良好候選人。 能夠同時完美烹飪多道菜的高階廚師也是如此。 也許美國國家橄欖球聯盟的一些明星四分衛是超級任務者。 冠軍影片遊戲玩家也可能是一個不錯的選擇，醫院急診室的精英醫生也是如此。 在所有其他條件相同的情況下，我們懷疑超級任務者將在任何對同時處理各種需要注意力的任務有很高要求的職業中脫穎而出。
探索為什麼超級任務大腦在我們其他人失敗的地方表現出色，可能有助於我們構建任務，使其不會過度消耗大腦的能力，例如在視覺資訊壓倒性時使用聽覺提示。 該研究還可以為我們對與注意力相關的精神病問題（包括強迫症、思維障礙和注意力缺陷多動障礙）的理解增加更多細微差別。
鑑於過去幾代技術的發展及其在使頻繁多工處理成為可能方面所發揮的作用，人們可能會思考一個如此高度重視這項技能的社會的潛在長期後果。 回到愛因斯坦關於駕駛和親吻——或用手機通話——的觀察，我們絕大多數人在不付出巨大代價的情況下無法進行多工處理。 在遙遠的未來，超級任務者更好地應對多個目標和資訊來源的能力可能成為我們物種進化中日益具有適應性的特徵。