Взаємні зв'язки психічної діяльності суб'єкта й об'єкта, свідомості й предмета визначають механізми виникнення й розвитку уваги та підвищення її ефективності. За цього увага виявляється у двохсторонніх відносинах суб'єкта й об'єкта. Так, що більшою є активність свідомої діяльності суб'єкта, то чіткіше виступає об'єкт; що виразніше у свідомості виступає об’єкт, то інтенсивнішою є сама свідомість, що виявляється в увазі. Дана концепція певною мірою асимілює й узагальнює окремі положення різних теорій і в цьому плані є універсальною.
Самостійною формою психічної діяльності вважає увагу П. Гальперін. Він дотримується гіпотези, що увага є діяльністю психічного контролю. Основні положення цієї гіпотези полягають у тому, що увага є однією зі складових орієнтувально-виконавчої діяльності, що в цій діяльності увага не має власного продукту, а виконує функцію контролю, поступово стаючи внутрішньою скороченою автоматизованою дією [21].
Отже, шукаючи пояснення природи уваги, учені намагалися йти суто психологічним шляхом. Так, гештальтпсихологи стверджували, що спрямованість і обсяг уваги цілком визначається законами структурного сприймання, інші дотримувалися позицій "емоційної" теорії, а третя група обстоювала моторну теорію уваги.
Однак поступово вчені дійшли висновку, що суто психологічно пояснити природу уваги не можна, потрібно шукати фізіологічну основу. Частина з них (Т. Рібо та ін) розуміли її як нервове пригнічення. Сутність останнього полягає в тому, що фізіологічні процеси, які лежать в основі одного уявлення, пригнічуються фізіологічними процесами інших.
У сучасній вітчизняній психології під фізіологічними основами уваги розуміють сукупність нервових структур головного мозку, діяльність яких забезпечує виникнення і функціонування людської уваги. На основі аналізу фізіологічних теорій уваги нами встановлений різносторонній підхід до аналізу фізіологічних механізмів уваги, її моторних і сенсорних компонентів, механізму орієнтувальної діяльності, значення ретикулярної формації, дослідження закономірностей протікання нервових процесів у корі великих півкуль, системності ВНД, принципів домінанти і зворотнього зв’язку, значення мовленнєвої системи у розвитку довільної уваги.
Вітчизняні психологи і фізіологи пояснюють фізіологічні механізми уваги з погляду взаємодії основних нервових процесів - гальмування і збудження, що протікають у корі головного мозку [28].
Увага вирізняє предмет (об'єкт) серед багатьох інших. Фізіологічно це означає, що збуджуються одні нервові процеси і гальмуються інші, тобто діє встановлений І. Павловим закон індукції нервових процесів, за яким процеси збудження, що виникають в одних ділянках мозку, спричинюють процеси гальмування в інших ділянках. Учений пов'язував увагу з оптимальним осередком збудження, який виникає під впливом раніше згаданих факторів. Вдаючись до образного порівняння, він писав, що якби можна було бачити крізь черепну коробку і якби місце великих півкуль з оптимальною збудливістю світилося, то ми б побачили у думаючої свідомої людини, як її великими півкулями пересувається щораз інша за формою і величиною химерно неправильних обрисів світла пляма, оточена на всьому іншому просторі півкуль більш чи менш значною тінню. Ця "світла пляма" відповідає оптимальному осередку збудження кори головного мозку, що перебуває в стані руху і переміщення, а "затінена" - ділянкам, що перебувають у стані гальмування [11, 670].
У ділянках кори головного мозку, що перебувають у стані оптимального збудження, створюються найсприятливіші умови для пізнавальної і творчої діяльності, підвищення її продуктивності. У педагогічній практиці вчитель, знаючи, як виникає осередок оптимального збудження, зможе організувати умови для його утворення. Проте ідея осередку оптимального збудження була надто узагальненою, щоб задовільнитися таким поясненням.
Значний внесок в аналіз фізіологічних механізмів уваги зробив відомий російський фізіолог О. Ухтомський. Розробляючи принцип домінанти, він доводив, що збудження розподіляється у нервовій системі нерівномірно, і кожна інстинктивна діяльність, як і умовно-рефлекторна, може викликати в нервовій системі осередки оптимального збудження, які відрізняються від рухомого осередку оптимального збудження підвищеною збудливістю та стійкістю. Ці осередки вчений назвав домінантами. Під назвою "домінанта" О. Ухтомський розумів більш чи менш стійкий осередок підвищеної збудливості центрів, чим би він не був викликаний, до того ж збудники, що надходять в інші осередки, спричинюють підсилення збудження в домінанті [11, 670]. Гальмування, яке виявляє домінантний осередок серед усіх інших збудників центральної нервової системи, зумовлює скерованість свідомості на певний об'єкт, викликає відволікання від усього іншого.
Отже, серед багатьох збуджень, що виникають водночас у корі великих півкуль головного мозку, одне є домінуючим. Інші збудження за цього гальмуються. Загальмовані відносно слабші збудження (порівняно з домінуючими) учений назвав субдомінантними. Домінанта не лише гальмує субдомінантні збудження, а й посилюється за їх рахунок. Між домінантою і субдомінантами ведеться боротьба. Домінантне збудження залишається домінуючим доти, поки якась субдомінанта не набуде більшої інтенсивності, ніж сила домінанти. Тоді субдомінанта стає домінантою, а домінанта - субдомінантою.
На основі цих тверджень О. Ухтомський пояснював, що тривале виконання одних і тих самих дій призводить до втоми і затухання домінанти, послаблення уваги. Тому потрібна зміна діяльності або відпочинок. У стані втоми увага послаблюється, легко відволікається. Тому увага може слугувати показником утоми людини.
Дослідження вчених (Є. Хомської, Є. Соколова, Г. Мегуна, Дж. Моруцці та ін) виявили механізми, які розкривають нейрофізіологічні основи уваги. Встановлено, що увага як вибіркове сприймання впливів можлива лише у стані бадьорості організму, що зумовлюється активною діяльністю мозку.
В останні роки нейрофізіологи продовжували пошук нейрофізіологічних систем, які лежать в основі вибіркової діяльності тварин і людини. Вихідним для сучасного дослідження механізмів уваги є той факт, що вибірковий характер протікання уваги пояснюється загальною активацією діяльності мозку, яка забезпечує перехід від пасивного стану до активного і пов'язана зі збудженням ретикулярної формації [30]. Показником активації мозку є його електричні потенціали. Вони вимірюються електроенцефалограмою. Прикладом їх можуть бути ритмічні електричні кіркові потенціали високої і низької частоти (дельта-ритми спання, альфа-ритми дифузного стану тощо). У перехідний період помітна десинхронізація - поява високочастотних та низькоамплітудних нерегулярних коливань.
Отже, вибірковість уваги людини залежить від бадьорого стану кори, для якої характерний оптимальний рівень збудливості. Механізми, що підтримують тонус кори, пов'язані з різними структурами неспецифічної системи (гіпоталамічна система, гіпокамп тощо).
Ретикулярна формація - відносно автономна нервова тканина, що знаходиться в стовбурі мозку та підкіркових ділянках і є фільтром, який відсіває малозначущі сигнали. Вона пов'язує кору головного мозку зі стовбуром двосторонніми зв'язками і має не тільки загальне активаційне значення, а й селективне. Розрізняють волокна ретикулярної формації, спрямовані від стовбура до кори, і волокна, які починаються майже в усіх ділянках кори (особливо в лобній і скроневій ділянках мозку) та йдуть до стовбура головного мозку і рухових ядер спинного [30].
Висхідна ретикулярна формація доводить імпульси до кори головного мозку і лежить в основі біологічно зумовлених форм активації (пов'язаної з обміном речовин, елементарними потягами організму). Низхідна - відіграє суттєву роль у забезпеченні вибіркового активізуючого впливу на ті види діяльності, які формуються за участю кори головного мозку. Групи нейронів, що знаходяться у гіпокампі, реагують на будь-які зміни подразників різних сенсорних систем і навіть на ритм їх дії. З огляду на це вчені, зокрема канадський нейрофізіолог Г. Джаспер, пропонують називати ці клітини "нейронами новизни" або "клітинами уваги", які модифікують стан активності кори та регулюють її готовність до дії [65, 369-370].
У людини провідну роль у регуляції активного стану відіграють лобні ділянки мозку. Так, англійський фізіолог Г. Уолтер показав, що кожний стан активного очікування викликає у цих ділянках особливі повільні електричні коливання, які він назвав "хвилями очікування".
Як показали спостереження нейрофізіологів, подразнення ділянок мозкової кори викликають ряд змін в електричній діяльності ядер стовбура та стимулюють орієнтувальний рефлекс. Таке загальне пожвавлення на вибіркові реакції, спрямовані на ознайомлення із зазначеними вище змінами, І. Павлов визначив як "орієнтувальні рефлекси", або "рефлекси що таке?". Ці рефлекси особливі, бо їм притаманні такі властивості, як "звикання" і "пробудження" та реагування на дію умовного подразника. У людини таким сигналом може бути слово, яке викликає явища готовності та очікування дії сигналу. Зважаючи на ці особливості орієнтувального рефлексу, можна сказати, що він пов'язаний не тільки із загальною, генералізованою активацією організму, а й із диференційованим, вибірковим характером дії [11].
У комплекс реакцій орієнтувального рефлексу входять прояви його в ефекторній, моторній частині. Доказом цього є поява електричних явищ у м'язах тієї руки, якою суб'єкт має реагувати і знає про це. Усе те ще раз підтверджує думку про вибірковий характер орієнтувального рефлексу та про наявність у комплексі орієнтувальних реакцій установки.