La atención es fundamentalmente una actividad voluntaria y selectiva que significa que decido interesarme en algo al mismo tiempo que decido desinteresarme de lo demás. El cerebro no puede procesar simultáneamente y de la misma manera toda la información sensorial aferente, por lo que ha desarrollado la atención selectiva, que es la capacidad de procesar de manera diferencial fuentes simultáneas de información.

La atención selectiva se refiere a la capacidad de focalizar el interés en una modalidad sensorial mientras se ignoran las otras, y la atención dividida, al interés focalizado simultáneamente en dos modalidades sensoriales. La primera es modulada por las cortezas sensoriales, mientras que la atención dividida es llevada a cabo por la corteza prefrontal.

Al parecer no es posible desconectarse completamente de ningún canal sensorial particular. La atención selectiva implica al mismo tiempo un cierto grado de alerta a la información desatendida que pueda acceder por cualquier canal sensorial. Esta alerta a la información desatendida se conoce también como atención ‘automática’, la cual es ‘involuntaria’ y se puede registrar electrofisiológicamente. La atención también se puede pensar como una cierta cantidad de energía que se utiliza en mayor proporción para la atención selectiva, conservando una cierta cantidad para la atención automática. La capacidad atencional se refiere a una cantidad fija de esfuerzo que se puede hacer en un momento determinado. Al prestar atención en algo, el procesamiento empleado en una tarea se sustrae del procesamiento que se puede realizar en otra.

Hay dos teorías sobre el momento en que ocurre la acción de la selectividad de la atención ante el procesamiento de los estímulos del medio: la teoría de la selección temprana y la de la selección tardía. La teoría de la selección temprana se refiere a la idea de que un estímulo no tiene que analizarse y codificarse perceptualmente de manera completa como información semántica o categorial antes de que pueda seleccionarse para procesamiento adicional o rechazarse como irrelevante. La teoría de la selección tardía presupone que la información atendida e ignorada es procesada equivalentemente por el sistema perceptual y alcanza un estado de análisis y codificación semántica.

El sistema de atención del cerebro está anatómicamente separado de los sistemas que procesan operaciones específicas. Es como otro sistema sensorial o motor que interactúa con los demás sistemas, pero manteniendo su propia identidad. Postner divide el sistema de atención en tres subsistemas que realizan funciones diferentes pero interrelacionadas: el primer subsistema (orientación) depende de la actividad de regiones cerebrales posteriores, por lo que se denomina sistema atencional posterior, cuya estructura anatómica clave es el lóbulo parietal. La corteza parietal superior se activa cuando la atención se desliga de un lugar para fijarse en otro. La acción cognitiva de cambiar la atención de un lugar en el campo visual a otro se puede dar en términos de tres operaciones mentales internas: desenganche de la atención de su actual estímulo, desplazamiento de la atención al nuevo estímulo, y enganche de la atención al nuevo estímulo. El daño del lóbulo parietal produce un trastorno en estas operaciones. El segundo subsistema (detección) depende de la actividad de áreas anteriores del cerebro, por lo que se denomina sistema atencional anterior o frontal, y se relaciona con redes de asociaciones semánticas y con tareas de atención dividida. El tercer subsistema realiza tareas de activación y alerta y depende del tallo cerebral.

Las emociones son reacciones complejas y estructuradas ante estímulos relevantes para la supervivencia del individuo y de la especie, que se originan en sistemas cerebrales preparados a lo largo de la historia evolutiva para analizar dichos estímulos y responder con rapidez. En el ser humano se dan también reacciones emocionales cuando se anticipan o recuerdan situaciones relevantes, o ante señales asociadas con ellas.

Este tema aborda, en primer lugar, el concepto y características del comportamiento emocional y sus relaciones con la conducta motivada, los cambios en el comportamiento y las reacciones fisiológicas acompañantes, tanto vegetativas como hormonales, incluyendo el papel de los procesos cognitivos y las expresiones faciales. A continuación se describen los diferentes sistemas cerebrales que procesan los estímulos afectivos y elaboran las reacciones vegetativas, musculares y hormonales que forman parte de la emoción. Algunos de ellos, como el denominado sistema cerebral de defensa, que se activa ante situaciones real o potencialmente dañinas, y uno de cuyos elementos clave es la amígdala, comienzan a conocerse bien hoy en día. La corteza cerebral, y en especial la región prefrontal, integra y regula la actividad de otras estructuras subcorticales que, en conjunto, emiten las respuestas emocionales. Éstas se exponen tanto a nivel central como periférico. En primer lugar se desarrollan los diferentes sistemas de neurotransmisión y neuromodulación, y algunos de los principales ejes hormonales del organismo (hipotálamo-adrenomedular, hipotálamo-hipofisario-corticosuprarrenal), además de la respuesta inmunitaria que acompaña a las emociones. Igualmente se abordan las respuestas vegetativas y motoras más importantes, incluyendo los cambios musculares que sustentan la expresión facial emocional.

Aprendizaje y memoria son dos procesos cerebrales estrechamente ligados que originan cambios adaptativos en la conducta. La estabilización de los cambios neurales que tienen lugar tras el aprendizaje permite la consolidación de las memorias y su mantenimiento a largo plazo. Cuando aprendemos podemos utilizar de forma interactiva dos tipos de estrategias cognitivas. Una de ellas se basa en la repetición del entrenamiento y da lugar a la memoria implícita, una memoria de hábitos, inconsciente y rígida, que difícilmente se expresa en situaciones diferentes a la original. Radica en las regiones cerebrales que procesan información sensoperceptiva, motora y emocional, como la neocorteza, el neoestriado, el cerebelo o la amígdala. La otra estrategia cognitiva es relacional y origina la memoria explícita o declarativa, una memoria consciente y flexible que puede expresarse en situaciones y contextos variados. Es dependiente del sistema hipocampal y se basa en información distribuida en amplias regiones cerebrales. La denominada ‘memoria de trabajo’ es en realidad un sistema de cognición ejecutiva basado en interacciones entre la corteza prefrontal y otras regiones cerebrales. La evocación de las memorias complejas generalmente consiste en un proceso activo de reconstrucción del pasado que incluye las nuevas experiencias del sujeto que recuerda. La reactivación de las viejas memorias puede iniciar procesos genuinos de reconsolidación o extinción. El olvido podría depender de alteraciones en los circuitos neurales que almacenan la información o también de procesos activos que dificultan la consolidación o impiden la expresión de las memorias.

El lenguaje, entendido como el formato de comunicación más desarrollado por el hombre, se considera un complejo sistema, único y particular, que sigue siendo el patrón de distinción clave del ser humano en el contexto del desarrollo filogenético. Una serie de pasos biológicos primarios ultimados por las condiciones ambientales y las necesidades fundamentales de la vida en grupo dio lugar a formas más complejas en el desarrollo del lenguaje. Para la mayor parte de autores, no sólo en el sentido neurobiológico, sino en acepciones tan diversas como la filología, la lingüística, el arte, la foniatría, la logopedia, etc., existe  un punto de coincidencia elemental: el desarrollo del lenguaje guarda una estrecha relación con el desarrollo del intelecto y los procesos corticales superiores más elaborados.

De esta forma, se considera que el lenguaje humano es producto de la relación de una serie de estructuras y sistemas cerebrales preexistentes que han madurado y se han expresado en la medida en que ha surgido la necesidad de comunicarse socialmente.

La plasticidad neural derivada de los procesos adaptativos en la evolución, como de procesos compensatorios ante lesiones específicas, ha demostrado la versatilidad con la que el lenguaje ha cambiado, haciendo de él un proceso complejo, que involucra una circuitería multipropósito con alcances extraordinarios en la comunicación humana.