大腦能夠優先處理視野中的一部分信息，並且能根據需要隨時更換優先處理對象。
集中注意的證據
如果說，大家似乎都知道什麼是注意，這也許是因為從兒時起，我們的父母、老師和身邊的人就不停地提起這個詞：「注意，孩子們！」「注意你踩到的地方！」……很快，孩子就理解了聽到和聽、看見和看之間細微的差別，弄錯的話就可能會招來訓斥。漸漸地，甚至有時候是無意識地，孩子發現了「注意」就是停止不斷轉換興趣點，穩定心緒，在周圍世界的某些方面停留片刻。如果停留的時間延長，他就會發現自己是在「專心」，而不自覺地中斷這一狀態就是「分心」。
孩子還會學會把注意和一種姿態聯繫起來。專心的學生通常比較安靜，一動不動、保持沉默，目光會追隨著老師或是老師正在展示的東西。注意往往和某些身體姿態特點結合在一起，這讓孩子能夠一眼猜出同桌或者小貓是否全神貫注，並且幾乎從來不會猜錯。於是，通過觀察他人的行為舉止，孩子逐漸學會猜測他人的心理狀態，這也就構成了其社會生活的基礎。
注意為什麼會有不同的表現。如果一個人在測試的某些時刻反應變慢，犯了更多的錯誤，並且這種表現不佳不是由於測試本身難度發生變化、身體疲勞或任何已知因素造成的，那就可以判定是因為被試的注意力下降了。
為了研究注意，研究者們發明了各種簡單的小測試，目的都是造成對各種感覺信息源不同的注意水平，用來觀察可測量的結果。最常見的一個例子是20世紀70年代末俄勒岡大學的麥可·波斯納教授設計的實驗。
參與者面朝屏幕坐著，被要求盯著屏幕中間的小十字。十字的兩側會出現不同顏色的圖形，比如紅色的圓和綠色的圓。這些圖形輪番出現，當綠色的圓出現時，參與者需要儘可能快地按下按鈕。這有點像你停在紅綠燈前，綠燈一亮你就得採取行動，唯一的區別就是「綠燈」信號可能出現在左側，也可能在右側。
這個實驗可以測量被試在三種不同情形下的反應速度：第一種情形是告訴被試，一般來說，綠色的圓更常出現在左側；第二種情形是更常出現在右側；第三種情形則是在左側和右側出現的頻率一樣。經過短暫的訓練之後，大部分被試能在大約1/3秒之內做出反應。不過，他們在前兩種情形中會比在最後一種情形中反應更快，前提是綠燈出現在被試期待的那一側。反之，當綠燈出現在與預想相反的一側時，反應會變慢。差距並不大，也就是幾十毫秒。但這一差距是有意義的，而且能多次驗證。這也就是說，如果能夠提前得知綠燈會出現在哪一側，被試的反應速度就會更快，即使他們的目光集中在中心上。你也許能預料到這個結果，而實驗心理學證實了這一點。差距只是準備程度不同造成的嗎？不，因為被試只有一個按鈕用來回答問題，他的備戰狀態始終不變——手指放在按鈕上，等待著每次綠燈亮起。是由於疲勞嗎？也不是，因為從測試開始到結束，綠燈出現在意料之外的那側的頻率是一樣的。更不是驚訝引起的，因為綠燈出現在意料之外一側的概率大概是1/5，這個比例太高，不至於使被試感到驚訝。那麼，我們必須面對現實，承認確實存在這樣一個系統，能使大腦對呈現在某一側視野中的圖像反應更快，對另一側則較慢。實驗和笑話一樣，最簡單的往往就是最好的。波斯納發明的這個實驗成了認知神經科學領域的經典之作。
由此可見，大腦能夠優先處理視野中的一部分信息，並且能根據需要隨時更換優先處理的對象。這一點看似微不足道，但對於只有不到半秒鐘時間接球的職業網球運動員來說就相當重要了。所以，最好的接球手都有一套策略，能夠根據發球方最細微的動作判斷球將從哪個方向過來，就像在波斯納實驗裡的被試那樣。舉例來說，美國網球名將安德烈·阿加西根據德國名將鮑裡斯·貝克爾在發球時的舌頭的位置就能判斷對手出球的方向。
對於阿加西和波斯納實驗中的被試們來說，成功的關鍵僅僅在於朝左邊還是右邊移動注意。然而，這只是一種主觀感受。外部觀察者只能看到他們採用了一套優先處理某片視野的選擇機制。為了把主試客觀的看法和被試主觀的感受結合起來，波斯納用「注意力」這個詞來指代這種選擇能力。專家們把波斯納引入的這種注意形式定義為空間視覺選擇性注意。
眾多研究團隊帶著同一個疑問——「如果我在實驗中做一些改變將會發生什麼？」——就波斯納實驗的設計提出了種種關於空間視覺選擇性注意的問題：如果圓畫得更大會怎麼樣？如果圓更靠近中心會發生什麼？頂葉皮質、額葉皮質或顳葉皮質受損的病人會如何表現？我們根本不需要詢問被試對實驗有何感受，隨著這些問題的一一解答，我們對視覺選擇性注意的理解變得越來越準確。
關於空間視覺選擇性注意的研究層出不窮，於此同時，其他團隊也進行了其他實驗。實驗結果似乎也取決於一個使我們聯想到注意的因素，不過是在其他感覺通道中或完全不同的實驗設計裡。這些研究引導我們定義了針對聲音的聽覺選擇性注意、針對觸覺的軀體感覺選擇性注意以及持續性注意等。