Как и при изучении иных психических функций, возможность подлинно научного исследования процесса мышления появилась с того времени, когда из работ И. М. Сеченова и И. П. Павлова стало ясно, что мысль - следствие установления рефлекторной связи между человеком и реальностью. Учение И. П. Павлова во многом позволяет понять то, что происходит в головном мозгу мыслящего субъекта, а также уяснить, каким образом осуществляется взаимосвязь первых этапов познавательного процесса.
Всю совокупность высшей нервной деятельности человека И. П. Павлов объяснил работой нескольких систем головного мозга. При этом первой инстанцией является подкорковая область. Подкорковые системы вызываются к деятельности безусловными агентами из внешнего или внутреннего мира. Вторая инстанция - большие полушария головного мозга без лобных долей, а также без отделов, воспринимающих словесный раздражитель. Принцип работы мозга на этой инстанции: любой агент посредством временной (условной) связи может "подключаться?) к той или иной безусловной реакции. Данная инстанция является носительницей непосредственных впечатлений - ощущений, восприятий и представлений. Это - первая сигнальная система.
Третья инстанция работает по принципу отвлечения от конкретных качеств воспринятых объектов и обобщает бесчисленные сигналы, поступающие из первых двух инстанций. На уровне третьей инстанции, названной И. П. Павловым второй сигнальной системой, происходит восприятие словесных раздражителей и замена приходящих сюда непосредственных сигналов действительности речью. Поэтому деятельность второй сигнальной системы, по И. П. Павлову, слагается из функции лобных долей и 3 анализаторов: речедвигательного, речеслухового и рече-зрительного. Им соответствуют: построение речи и появление слов (как эквивалентной формы различных сигналов), далее, слово слышится, слово видится.
Кроме того, вторая сигнальная система регулирует деятельность первой. Новые условные связи второй сигнальной системы могут образовываться вне зависимости от непосредственного раздражителя. Благодаря ее деятельности отражается не только прошлое и настоящее, но и предстоящее.
Физиологической основой мышления является деятельность коры больших полушарий, осуществляемая во взаимодействии сигнальных систем. При этом происходят те же процессы, которые характерны для работы нервной системы, но главным образом последовательное взаимодействие возбуждения и торможения, когда доминирующее возбуждение сочетается с окружающим его торможением.
Таким образом, проследив путь сигнала, поступившего в мозг, можно уяснить, каким образом раздражения внешнего мира превращаются сначала в ощущения и представления и как в дальнейшем слово, включаясь в восприятие конкретных объектов, помогает выделять их существенные свойства, относить воспринимаемое к соответствующей категории и благодаря этому понимать его. Так осуществляется переход от первого этапа познания ко второму, от элементарного ощущения к сложному процессу мышления.
Из совокупности простейших мыслительных процессов слагается сложная мыслительная деятельность. Она, как и всякая деятельность, может быть расчленена на отдельные мыслительные действия. В процессе одного мыслительного действия решается простейшая мыслительная задача. Но, как ни просто одно мыслительное действие, оно в свою очередь может быть разложено на ряд этапов, которые (конечно, условно) представлены на схеме рис. 7.