Die Sinneswelt überflutet das Gehirn ständig mit mehr Informationen, als es vollständig verarbeiten kann. Aufmerksamkeit ist die Gesamtheit der Mechanismen, die bestimmte Reize für die bevorzugte Verarbeitung auswählen und andere ausblenden. Sie kann willentlich auf ein Ziel gerichtet oder automatisch durch plötzliche oder auffällige Ereignisse ausgelöst werden.

Netzwerke, die den Frontal- und Parietallappen sowie subkortikale Strukturen wie den Thalamus und den Colliculus superior umfassen, setzen diese Selektionen um. Aufmerksamkeit verstärkt die neuronalen Reaktionen auf beachtete Reize, verbessert die Wahrnehmungsschärfe und erleichtert die Speicherung im Gedächtnis. Bei Aufmerksamkeitsstörungen, wie beispielsweise bei Neglect-Syndromen oder bestimmten Entwicklungsstörungen, können ganze Raumbereiche oder Merkmale von Objekten unbemerkt bleiben.

Anhaltende Aufmerksamkeit über längere Zeiträume nutzt Aktivierungssysteme, die Noradrenalin und Acetylcholin freisetzen. Geteilte Aufmerksamkeit hingegen offenbart die Grenzen der Verarbeitungskapazität. Die Erforschung der Aufmerksamkeit ist von praktischem Nutzen für die Bildung, die Gestaltung von Benutzeroberflächen und die Behandlung von Aufmerksamkeitsstörungen.

Selbst einfache Laboraufgaben, bei denen es darum geht, ein Zielobjekt inmitten von Ablenkungsreizen zu erkennen, offenbaren immer wieder neue Selektionsprinzipien.