凝视行为在神经科学中主要涉及视觉注意、眼球运动控制及相关神经机制的综合作用。这一过程由多个脑区协同完成，通常包括顶叶皮层、额叶眼区、上丘以及镜像神经元系统等结构的参与。
1、顶叶皮层
顶叶后部皮层负责空间注意的定向功能，通过整合视觉信息与空间定位，引导凝视方向。当个体需要关注特定目标时，该区域激活会显著增强，形成视觉焦点并抑制周围干扰信息。
2、额叶眼区
位于前额叶的额叶眼动区（FEF）控制自主性眼球运动，通过连接基底神经节和脑干运动核团，调节扫视和平滑追踪动作。该区域在主动搜寻目标或追踪移动物体时尤为活跃，其神经元放电模式与眼球运动轨迹高度相关。
3、上丘功能
中脑上丘作为反射性凝视的中枢，处理突发视觉刺激引发的快速定向反应。其分层结构能同时处理视觉输入和运动输出，在遇到危险或意外事件时，可在100毫秒内触发眼球转向刺激源的本能反应。
4、镜像神经元系统
前运动皮层和颞上沟的镜像神经元在观察他人凝视时会被激活，形成对他人注意力的内隐模仿。这种神经机制使人类能快速理解他人的视觉意图，对社交互动和协同行为具有重要意义。
5、神经递质调控
多巴胺能通路通过调节前额叶-纹状体环路影响凝视维持时间，而乙酰胆碱系统则增强视觉皮层对目标的特征识别。这两种递质的动态平衡决定了凝视行为从注意到维持的全过程。
日常生活中可通过观察眼球运动模式评估注意状态，但若出现持续性凝视异常或社交注视障碍，建议进行神经功能评估。专业医疗机构可通过眼动追踪技术结合脑成像检测，精准定位神经功能异常区域。