Физиологической основой восприятия в данном случае является установленный И. П. Павловым «рефлекс на отношение», в котором сигнальное значение имеет не качество раздражителей, а особенности отношения между ними. И. П. Павлов доказал, что эти особенности отношений могут восприниматься даже тогда, когда они даны раздражителями, действующими на совершенно различные анализаторы.
Так, у собаки был выработан положительный условный рефлекс на 120 ударов метронома в минуту и отрицательный на 60 ударов. После того как условные рефлексы образовались, в том же темпе были предложены зрительные раздражители, состоящие из прерывистых вспышек света. Оказалось, что собака реагирует положительно на вспышки света в темпе 120 раз в минуту и отрицательно, если темп вспышек составляет 60 раз в минуту, хотя условный рефлекс у неё был выработан на звук, а не на свет. Это показывает, что качество раздражителей в данном восприятии не играет роли: временная связь у животного образовалась на темп, в котором предъявлялись раздражители, а не на их качество.
Важнейшую роль в нервных процессах, составляющих физиологическую основу восприятия, играют связи второй сигнальной системы, органически связанные с первосигнальными возбуждениями, находящиеся с ними в единстве, но вместе с тем имеющие в этом единстве ведущее, направляющее значение. Так, при взгляде на рисунок, совмещающий в себе два различных изображения, мы будем воспринимать то из них, которое нашло соответствующее отражение в слове, в названии предмета. При этом слово (вторая сигнальная система) организует непосредственные наглядные образы (первая сигнальная система).
Когда мы сознаём (а это невозможно без слов), что видим «вазу», в системе первосигнальных раздражителей первенствующее значение приобретают белые места рисунка и контур их воспринимается как очертание вазы. Когда же нам говорят, что здесь изображены «два профиля, обращенные друг к другу», система первосигнальных раздражений перестраивается, в ней на первый план выступают чёрные места рисунка, контуры которых воспринимаются как очертания лиц, а отдельные части контуров приобретают значение лба, губ, подбородка.
При повторном восприятии сходных предметов все эти сложные нервные процессы приобретают характер динамического стереотипа, в результате чего отдельные нервные центры быстро и легко по проторённым путям связываются с соответствующими другими центрами. Вот почему при взгляде на какую-нибудь часть предмета (например, ножку стола) мы воспринимаем её как часть целого (именно, как ножку стола, а не как самостоятельный кусок дерева).
Нервные возбуждения, возникшие при виде отдельной части предмета, привели в действие остальные нервные связи, входящие в динамический стереотип, установившийся в процессе повторного восприятия многих сходных предметов данного вида. Это обеспечивает целостность, лёгкость и быстроту восприятия.
В каждый данный момент на наши органы чувств воздействуют многочисленные и разнообразные предметы и явления. Между тем в каждый отдельный момент мы воспринимаем их не все и не с одинаковой ясностью и отчётливостью. Из большого числа одновременно действующих на нас предметов и явлений только некоторые становятся объектами восприятия.
Например, зрители, наблюдающие футбольный матч, видят противоположные трибуны с заполнившей их публикой, зелёное поле стадиона с поставленными на нём футбольными воротами, игроков той и другой команды, борющихся за мяч, главного и угловых судей с их флажками, слышат крики публики и самих игроков и т. д. Всё это в своей совокупности составляет так называемое «сенсорное поле», в котором отражается всё время меняющееся в своих частях футбольное состязание.
Но из общей картины зрители всегда выделяют какие-то отдельные части, которые воспринимают с большей отчётливостью, чем другие: они видят удар по воротам или удачную передачу мяча или слышат свисток судьи и понимают его назначение и т. д. Всё это будут отдельные объекты восприятия, выделенные из общего «сенсорного поля», которое по отношению к ним составляет как бы фон. Без выделения объекта из общего фона не может быть ясного восприятия.
Различают двух родов причины, обусловливающие выделение объекта восприятия: объективные и субъективные. К объективным условиям относятся характерные особенности самих предметов и явлений, действующих на нас в тот или другой момент. Установлено, что сильные раздражители, предметы или явления, выделяющиеся своей яркостью, звучностью и т. д., вызывающие более интенсивные нервные возбуждения, чем те, которые вызываются одновременно с ними действующими слабыми раздражителями, скорее других становятся объектами восприятия.