注意從其發生來說是有機體的一種定向反射，每當新異刺激出現時，人便產生一種相應的運動，將感受器朝向新異刺激的方向，以便更好地感知這一刺激，這種反射就稱"定向反射"。索柯洛夫（E.H.CokooB）認為大腦皮層有適當的神經模型或受納器，對以往的刺激物有一定的印象，用來與新來的刺激物互相比較。比較結果，新刺激的參數和已有神經模型的參數不相符合，就可以引起定向反向反射。相反，就不會引起定向反射。
　　人在注意某些對象時，大腦皮層相應區域就產生一個優勢興奮中心，它是大腦皮層對當前刺激進行分析和綜合的核心，這里具有適度的興奮性，舊的暫時神經聯系容易恢復，新的暫時神經聯系容易形成和分化，因而能充分揭露出注意對象的意義和作用，對客觀事物產生清晰而完善的反映，這就是注意。
　　當大腦皮層一定區域產生一個優勢興奮中心時，由于負誘導大腦皮層的其它區域或多或少地處于相對抑制狀態，使落在這此相對抑制區域的刺激，不能引起應有的興奮。負誘導愈強，注意就愈集中，因此，當人的注意集中于某一事物時，對于其它事物就會"視而不見"或"聽而不聞"。
　　優勢興奮中心的轉移，就引起注意方向的轉移。
　　在大腦皮層上有一種特殊類型的神經原（特別在腦的邊緣部位與額葉），這種特殊類型的神經原并不是特定的感覺神經元，也就是說不是與一定通道的刺激物的作用相聯系的，這便是所謂的注意神經原（新異物探測器）和定勢細胞（期待細胞）。注意神經原仿佛把各種刺激物的作用加以比較，并且只對其變化，新異性發生反應，定勢細胞只是在發生作用的刺激物與期待的事物不相一致時發生反應。
　　額葉參與按照人面臨的任務來提高皮層的覺醒水平，因而在高級有意注意中起著決定作用。魯利亞（А.Р.Лурия）和霍姆斯卡婭（Е.Д.Хошская）實驗表明：額葉大部分受傷的人，對言語指示，定向反射幾乎不能恢復，皮層覺醒水平不能提高；額葉嚴重受傷的人不能根據預定的任務來集中注意，高度分心，不能抑制對附加刺激的反應。
　　腦干網狀結構在注意中起著重要作用，它使大腦皮層和整個機體保持覺醒狀態，使注意成為可能。丘腦等部位的活動控制著注意的轉移以用注意對象的選擇，如果腦干和丘腦等部位受損則造成注意的破壞，嚴重時，對周圍的一切完全喪失注意。
　　人由于有了第二信號系統，所以能按照自己的或別人的提醒，堅持注意或轉移注意的方向，使注意帶有意識的特點。
　　可見，注意既與皮層的活動有關，也與皮層下結構的活動有關，但它們所起的作用是不同的。