O mundo sensorial bombardeia constantemente o cérebro com mais informação do que aquela que consegue processar completamente. A atenção é o conjunto de mecanismos que seleccionam alguns estímulos para processamento preferencial, enquanto filtram outros. Pode ser dirigida voluntariamente para um objetivo ou capturada automaticamente por eventos súbitos ou marcantes.

Redes que abrangem o córtex frontal e parietal, juntamente com estruturas subcorticais como o tálamo e o colículo superior, implementam estas seleções. A atenção potencia as respostas neurais aos estímulos a que se presta atenção, melhora a acuidade percetiva e facilita a codificação na memória. Quando a atenção falha, como em síndromes de negligência ou certas perturbações do desenvolvimento, regiões inteiras do espaço ou características de objetos podem passar despercebidas.

A atenção sustentada durante longos períodos depende de sistemas de ativação que envolvem a noradrenalina e a acetilcolina. A atenção dividida, por outro lado, revela os limites da capacidade de processamento. O estudo da atenção tem valor prático para a educação, o design de interfaces e o tratamento das perturbações da atenção.

Mesmo tarefas laboratoriais simples, como detetar um alvo no meio de elementos distratores, continuam a revelar novos princípios de seleção.