“任何男人如果能在亲吻漂亮女孩的同时安全驾驶，那他一定没有给予这个吻应有的关注，” 据说阿尔伯特·爱因斯坦曾说过。 这句话承认了人类注意力的一个基本特征。 有时，注意力就是不够用。
先别管每条新短信和电子邮件的嗡嗡声和嘟嘟声，它们可能会让人分心。 成为支持家庭的成员、终身学习者、健美运动员和专业领导者的压力使得多任务处理几乎不可抗拒。
你几乎可以听到我们集体的内心独白：一定有办法欺骗时间，迫使那份长长的待办事项清单开始以两倍甚至三倍的速度缩短。
然而，有效率的多任务处理是一个神话。 “多任务处理一代”的成员，他们伴随着视频游戏、智能手机和电子阅读器长大，能够同时专注于几件事的想法也是如此。 事实上，研究表明，经常进行多任务处理的人往往是其中最差的。
多任务处理会损害绩效，这在几十年前就已为人所知。 然而，直到现在，我们才开始识别出一些与最明显的任务兼顾者最相关的性格特征。 令我们惊讶的是，我们还发现，在我们研究的一小部分参与者似乎可以轻松地进行多任务处理，表现出我们认为不可能的认知能力。 这些独特的人不仅为我们提供了关于管理多项心理活动的神经机制的新见解，他们还在迫使我们重新思考我们的注意力理论。
了解你的极限
随着第二次世界大战期间航空业的发展，人类大脑注意力的有限容量变得显而易见。 随着驾驶飞机的任务复杂性增加，飞行员需要处理的信息量也随之增加——与机械故障无关的飞机事故数量也随之增加。 先驱心理学家唐纳德·布罗德本特着手调查飞行员是否能够接收到向他们展示的所有信息。 通过他的实验，布罗德本特发现飞行员的大脑只能接收有限数量的信号。 有限注意力的前提现在是当代认知神经科学的基石，今天人们普遍接受注意力在容量上是有限的，并且可以在并发任务之间灵活分配。
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根据这一理论，然而，将更多注意力投入到一项活动中必然意味着从其他活动中转移注意力。 注意力被认为可以放大某些信号并抑制其他信号，这两个过程分别称为促进和抑制。 如果你的大脑是一个仪表板，那么促进和抑制就像旋钮，可以调高相关刺激的音量，并抑制无关的感觉。 适当调整注意力是健康认知的关键，几种心理障碍源于未能做到这一点，要么是难以放大来自眼睛、耳朵和其他感官的适当输入，要么是难以抑制环境中不重要的细节。 在某些情况下，过度多任务处理甚至可能加剧与注意力相关的心理障碍。
过去十年，我们的实验室一直在研究这种现象，通过考察我们如何在驾驶和用手机通话之间取得平衡，这是许多人常见的，尽管不明智的习惯。 研究结果很明确：当我们试图一次专注于多项任务时，我们的表现会急剧下降。 尽管我们的兴趣在于争夺注意力的高级认知活动，但即使是简单的行为，例如走路和嚼口香糖，也可能因足够的认知负荷而受损。 在一个经典的 YouTube 视频中，一位女士在商场里一边走一边用手机发短信时被拍到——直到她头朝下栽进喷泉里。 当一边开车一边进行手机对话时，风险可能会更高。
为了支持注意力持续时间有限的理论，科学家们观察到，使用手机的驾驶员反应较慢，他们难以保持在车道内并保持适当的跟车距离，并且他们更有可能闯红灯并错过驾驶环境中其他重要的细节。 我们最近对 56,000 名驾驶员进行了观察性研究，观察他们接近需要完全停车的十字路口的情况。 我们发现，使用手机通话的驾驶员未能适当停车的可能性是其他驾驶员的两倍以上。
在一天中的任何给定时间，大约十分之一的人既在路上又在使用手机。 十字路口违规行为是潜在的危险事件，因此看到如此常见的行为与这种程度的损害有关令人震惊。 事实上，我们回顾了许多法律案件，在这些案件中，使用手机通话的驾驶员没有注意到红色交通信号灯，并继续通过十字路口，导致事故，造成重伤或死亡。 理解我们何时可以以及何时不能进行多任务处理不仅仅是一项学术练习——这关系到生死攸关。
分心驾驶
为了更详细地研究分心驾驶，我们使用逼真的驾驶模拟器监测参与者。 在 2006 年的一项研究中，我们使用该设备发现，使用手机通话或发短信的人的撞车风险通常超过了观察到的酒精中毒达到法定限制的驾驶员的水平。
同样使用驾驶模拟器，我们观察了个人的眼球运动以及通过连接到头皮的电极记录的相应大脑活动。 我们发现，驾驶员未能注意到他们所看到的物品中多达一半的物品，并且我们证实，他们对他们确实检测到的信息的反应明显更慢。
在 2003 年和 2007 年发表的研究中，我们跟踪参与者的目光，记录他们看到的物品，然后在稍后询问受试者他们回忆观察到的内容。 当他们用手机通话时，他们对眼睛看到的物品的记忆力只有在没有手机分心时的一半。 2007 年发表的一项后续研究发现，这种模式在高度相关的物品（例如站在人行道上的孩子）和不太重要的地标（例如路边的广告牌）中都观察到。 换句话说，当大脑决定在驾驶员用手机通话时“丢失”什么信息时，它不会按重要性对信息进行优先级排序。 注意力不集中基本上使驾驶员对直接在其视线中的重要细节部分失明。
为了确定手机会引起一种注意力不集中性失明，我们再次使用头皮上的电极来比较与检测驾驶员前方车辆上点亮的刹车灯相关的大脑信号。 我们测量了驾驶员在用免提手机通话和未受此类使用分心时的大脑活动。
这些脑电波中一个特别有趣的成分，称为 P300，是一个信号，它对一个人对特定刺激的关注程度很敏感。 随着分配给任务的注意力增加，P300 信号的幅度也会增加。 当驾驶员用手机通话时，我们发现 P300 的幅度减半——这种下降反映了他们对驾驶任务的注意力降低。 P300 的减少解释了为什么驾驶员经常未能检测到并对驾驶环境中的事件做出反应。 他们的大脑正忙于处理对话，而不是他们透过挡风玻璃看到的东西。
由于手持和免提手机都会造成同等程度的干扰，因此可以确定这是一种认知分心，而不是，例如，将驾驶员的目光从道路上移开的视觉分心，或迫使驾驶员将手从方向盘上移开的手动分心。 即使眼睛看着道路，双手握着方向盘，个人也会受到损害。
这一发现对最近各州立法中的一个趋势具有影响。 许多州已经实施了法律，禁止使用手持电话，但允许使用免提手机。 公路损失数据研究所（一个非营利性道路安全研究小组）的统计数据显示，此类立法并未改善交通安全。 更重要的是，我们的研究表明，对于这两种手机使用方式，认知分心的程度是相同的。 这些结果还暗示，目前安装在车辆中的基于计算机的语音识别系统不太可能消除这个问题。
即便如此，并非所有的分心都是相同的。 例如，当将使用手机的效果与与车内另一名乘客聊天进行比较时，我们发现乘客和驾驶员会根据驾驶需求调整他们的对话。 乘客还通过注意危险并提醒驾驶员他们的导航目标来提供帮助。 在手机对话中没有观察到对话对道路状况的这种实时调整。 事实上，与乘客聊天的驾驶员可以毫无问题地到达目的地——在我们的实验中，是一个路边休息站——而一半使用手机的驾驶员完全错过了他们的出口。
熟能生巧，但并不完美
你可能会争辩说，这些人只是不习惯一边开车一边用手机的严苛要求。 在这种情况下，至少练习似乎并没有带来很大的绩效提升。 当我们将经常使用手机的驾驶员与不经常使用手机的驾驶员进行比较时，我们没有发现第一组的损害较小，而且大量的实验室练习似乎也没有帮助。
然而，现实情况可能实际上比直接缺乏改进还要糟糕。 2009 年，斯坦福大学的克利福德·纳斯和他的同事评估了个人进行多任务处理的程度，并计时了他们在任务之间切换所需的时间，具体来说是在将数字分类为奇数或偶数以及判断字母是辅音还是元音之间切换。 他们发现这两个指标之间存在负相关关系，而较高的自我报告的媒体多任务处理水平与人们在分类数字和字母之间切换的时间更长有关。 看来，试图同时做几件事实际上会降低你的技能。
在最近与犹他大学社会心理学家大卫·桑博纳苏的合作中，我们要求 300 多名参与者评价他们进行多任务处理的频率以及他们进行多任务处理的感知能力（相对于普通大学生），然后要求他们完成一项多任务处理测试。 在考试中，参与者记住了一个有序的项目列表，并试图在记住这些项目的同时解决数学问题。 使用标准问卷，我们还评估了参与者的冲动性和寻求刺激的程度。
我们的数据都显示出相同的模式：在现实世界中进行高强度多任务处理的人工作记忆能力较低，更冲动和寻求刺激，并且倾向于将自己进行多任务处理的能力评为高于平均水平。 也就是说，他们感知到的能力和实际的多任务处理能力是负相关的。 这项工作表明，过度自信，而不是技能，推动了多任务处理的普及。
同时做几件事是否会耗尽工作记忆，或者那些养成多任务处理习惯的人是否已经不太擅长同时在心理上处理各种信息，目前尚不清楚，尽管我们怀疑两者都可能是正确的。 我们有一些早期证据表明，多任务处理会导致一种认知耗竭，而“拔掉插头”具有恢复性。
至于是什么驱动了多任务处理的潜在动机，一种可能性是，正如英国巴斯大学的斯蒂芬·J·佩恩和他的同事在 2007 年进行的实验室研究表明的那样，在任务之间切换的个人正在寻求增加花在产生最多奖励的活动上的时间。 这一观察结果很可能与我们的报告相符，即重度多任务处理者往往是寻求刺激的。 无论原因是什么，注意力分散似乎会阻碍绩效，而不是帮助绩效。
当涉及到对意外事件做出反应时，例如孩子跑到街上，无法克服这些代价尤其明显。 但正如我们即将了解到的，并非每个人都符合这种模式。
寻找超级任务者
我们完全是偶然地发现了规则的第一个例外。 我们正在比较研究参与者在不同任务上的得分，例如单独驾驶、单独使用免提电话通话以及同时进行这两项活动。 然而，在浏览数据后，我们发现了一个不寻常的受试者，他在单独进行一项活动或同时进行两项活动时都获得了几乎相同的分数。 在检查和重新检查数据后，我们意识到这个人正在以我们认为不可能的方式进行多任务处理。 我们继续收集数据，寻找更多这样的异常情况。 在测试了大约 700 人后，到目前为止，我们已经确定了 19 名符合“超级任务者”标准的人，约占 2.5%。 这些人在完成单项任务时都排在前 25%，并且在同时完成两项任务时，他们的表现没有下降。
为了确定支持超级任务者非凡的多任务处理能力的神经区域，我们使用了功能性 MRI。 我们扫描了 16 名超级任务者以及一组在单项任务得分、工作记忆能力、性别和年龄等方面与他们匹配的受试者。 由于驾驶模拟器和 MRI 设备是不兼容的技术，我们转而使用计算机化的多任务处理测试，该测试要求参与者同时保持和处理单独的视觉和听觉信息流。
我们看到了超级任务者和对照组的神经激活模式的显着差异。 超级任务者在多任务处理测试的更困难级别中显示出更少的活动。 对于大多数人来说，更艰巨的挑战会在大脑中调动更多资源，但超级任务者在任务变得更具挑战性时，大脑活动几乎没有或没有变化，这表明这些人可以通过某种方式实现更高的效率，并随之获得更高的绩效。 我们的超级任务者似乎拥有“合适的素质”，在重负荷下保持大脑冷静，正如据报道战斗机飞行员在要求苛刻的情况下所做的那样。 由于我们的研究控制了工作记忆能力，我们知道工作记忆很重要，但不足以解释卓越的多任务处理能力。
超级任务者与对照组受试者的最大区别在于三个额叶脑区，早期关于多任务处理的神经心理学研究已经标记了这些区域：额极前额叶皮层、背外侧前额叶皮层和前扣带回皮层。 对于我们来说，区分超级任务者和对照组最有趣的脑区是额极皮层。 人类和大型猿类的比较研究表明，该区域在人类中相对更大，互连更丰富，而其他额叶皮层区域的大小和连通性更相当。 然而，人类多任务处理能力的出现，尽管有缺陷，但可能是人科动物大脑中相对较新的进化变化，有助于区分人类和其他动物。 此外，神经心理学患者额极损伤更广泛的人在多任务处理方面表现出更大的障碍。 现在我们知道，这些区域的高水平高效处理支持非凡的多任务处理能力，这使我们离最终开发出大脑如何进行多任务处理的模型又近了一步。
然而，检查多任务处理能力的个体差异是一个相对较新的事业。 超级任务者仅仅是一个连续体上的极端，还是在性质上有所不同，仍然是一个悬而未决的问题。
多任务处理优势
为了梳理出区分这些大脑的因素，我们现在正在寻找超级任务大脑中区域之间连接的差异，以及寻找他们基因中的独特特征，这两者都可能导致这些人更高效的处理。 例如，一种特定的基因，儿茶酚-O-甲基转移酶 (COMT) 的变体，与工作记忆、执行注意力和对多种心理障碍的轻微易感性有关。
检查该基因的一个原因是，它的变体会改变神经递质多巴胺在前额叶皮层中有效运作的效率，前额叶皮层包含支持多任务处理的大脑区域。 人们认为，较低的 COMT 酶活性可能导致更多的多巴胺可用于在前额叶皮层的受体位点结合。 通过对我们超级任务者的血液或唾液样本中的 DNA 进行测序，我们发现了初步证据，表明这些人拥有 COMT 的一种变体，该变体导致大脑中支持多任务处理的区域中更有效率的多巴胺信号传导。 我们仍在研究该基因的特征是否可以解释超级任务者卓越的注意力能力。
为了扩展我们的研究，我们将需要找到更多的超级任务者。 考虑我们可能在哪里找到他们——也就是说，哪些职业可能最适合超级任务者——是很有趣的。 高性能飞机飞行员是超级任务者的良好候选人。 能够同时完美烹饪多道菜的高端厨师也是如此。 也许美国国家橄榄球联盟的一些明星四分卫是超级任务者。 冠军视频游戏玩家也可能是一个不错的选择，医院急诊室的精英医生也是如此。 在所有其他条件相同的情况下，我们怀疑超级任务者将在任何对同时处理各种需要注意力的任务有很高要求的职业中脱颖而出。
探索为什么超级任务大脑在我们其他人失败的地方表现出色，可能有助于我们构建任务，使其不会过度消耗大脑的能力，例如在视觉信息压倒性时使用听觉提示。 该研究还可以为我们对与注意力相关的精神病问题（包括强迫症、思维障碍和注意力缺陷多动障碍）的理解增加更多细微差别。
鉴于过去几代技术的发展及其在使频繁多任务处理成为可能方面所发挥的作用，人们可能会思考一个如此高度重视这项技能的社会的潜在长期后果。 回到爱因斯坦关于驾驶和亲吻——或用手机通话——的观察，我们绝大多数人在不付出巨大代价的情况下无法进行多任务处理。 在遥远的未来，超级任务者更好地应对多个目标和信息来源的能力可能成为我们物种进化中日益具有适应性的特征。