С вниманием связано явление, которое открыл и описал известный отечественный физиолог А. А. Ухтомский, обозначив его словом доминанта. Под доминантой Ухтомский понимал повышенный очаг нервного возбуждения в коре головного мозга, который образуется, когда человек на чем-то сосредоточивает свое внимание. Этот очаг обладает свойством длительное время сохраняться и даже усиливаться за счет притяжения к себе небольших возбуждений, находящихся в данный момент времени вне поля внимания, но все же воспринимаемых мозгом. С вниманием человека связана также работа ретикулярной формации — своеобразного сетевидного нервного образования, находящегося в глубинах головного мозга, регулирующего активность коры головного мозга и чувствительность органов чувств. Ретикулярная формация управляет общим уровнем внимания человека, повышая или понижая его в определенные моменты времени, включая или выключая внимание человека.

Когда человек спит, ретикулярная формация отключает работу коры головного мозга, а следовательно, и внимание человека (мозг в состоянии отключенной коры головного мозга способен воспринимать раздражители и реагировать на них, но при этом сознание и, следовательно, внимание человека отсутствует). Когда человек просыпается, ретикулярная формация, напротив, включает в работу кору головного мозга, и внимание человека вместе с его сознанием начинают работать. Внимание также связано с работой специализированных клеток мозга, которые называются нейроны-детекторы новизны. Эти нервные клетки от природы настроены таким образом, чтобы реагировать только на новую информацию, поступающую в мозг через органы чувств. При этом неважно, к какому органу чувств относится данная информация, главное, чтобы она была новой. Считается, что нейроны-детекторы новизны отвечают за избирательное внимание только к новой информации.