Внимание, как и любая другая высшая психическая функция, с точки зрения Л. С. Выготского, проходит две стадии развития. На протяжении первого года жизни у ребенка доминирует натуральное внимание, которое сводится к созреванию нервных процессов. Культурное же внимание определяется освоением средств, с помощью которых ребенок овладевает собственным вниманием. Именно эта задача ставилась в экспериментах А. Н. Леонтьева, применившего методику двойной стимуляции для исследования опосредствованного внимания. Ребенку предлагали играть в игру, в которой взрослый задавал различные вопросы: «Какого цвета парта? Любишь ли ты играть? Какого цвета трава?» По условию эксперимента ребенок должен был отвечать на них как можно быстрее. При этом некоторые цвета называть запрещалось (например, зеленый и желтый). Таким образом, задание требовало постоянного напряжения внимания. Проведенное исследование показало, что в описанной ситуации не только дошкольникам, но и младшим школьникам следовать инструкции было сложно. Во второй серии эксперимента детям давали цветные карточки. Предполагалось, что наличие такого внешнего средства переводит внимание из непосредственного в опосредованное. Суть методики двойной стимуляции состоит в том, что перед ребенком оказывается два ряда стимулов: вопросы экспериментатора и цветные карточки – средства, помогающие задержать внимание на правильном ответе. При введении вспомогательного средства в целом ответы детей улучшались. Однако результаты дошкольников в обеих сериях оставались достаточно низкими; максимальный разрыв между выполнениями задания в двух вариантах наблюдался у младших школьников – в случае использования карточек процент ошибок снижался у них в десять раз; взрослые испытуемые справляются с заданием лучше детей, однако разрыва между результатами по сериям у них не наблюдается.

Другими словами, дошкольник не использует карточки в качестве средства – обычно он просто играет цветными карточками, выбирает и откладывает карточки наугад (вне зависимости от того, какие цвета запрещено произносить); младший школьник в полной мере использует карточки, что приводит к значительному снижению ошибок при ответе – он выделяет цвета, которые называть можно, и те, называть которые запрещено, и руководствуется карточками при ответе; взрослый использует карточки «в уме», то есть переходит к внутренней операции и не прибегает к помощи внешнего средства, что отражает наивысший культурный уровень развития произвольного внимания. Важно заметить, что ребенок при решении задачи мог применять две стратегии: откладывать в сторону карточки с цветами, называть которые нельзя, и, наоборот, смотреть именно на эти карточки. В первом случае ребенок как бы подчинял средству свое внимание и при ответе руководствовался в большей степени цветом, а не смыслом вопроса, во втором – процесс поиска ответа менялся: ребенок должен был сдерживать желание назвать расположенный перед ним цвет, что приводило к возрастанию осмысленности ответов (на вопрос о том, какого цвета трава, ребенок отвечал, что осенью трава может быть желтой и т. д.).

Процесс внимания является предметом специального изучения в когнитивной психологии. Он понимается как процесс фильтрации информации. В частности, механизм фильтрации выражается в избирательности внимания. Классический эксперимент, показывающий действие этого механизма, был проведен К. Черри. Испытуемому одновременно на каждое ухо подавались два разных текста, озвучиваемые с одинаковой громкостью. Испытуемые должны были воспринимать одно из сообщений. Оказалось, что все испытуемые легко это делают и практически полностью игнорируют другое сообщение. По мнению А. Трейсман, данный эффект можно легко объяснить с помощью теории фильтра. Внимание можно рассматривать как фильтр, который пропускает одно сообщение и не пропускает другое. Если испытуемый внимателен к сообщению, то оно проходит в сознание, если нет, то оно не проходит, поскольку фильтр препятствует этому. Другой подход был предложен Д. Дойч и А. Дойч. Они «отвергли концепцию фильтра и предположили, что вся информация перерабатывается полностью, независимо от того, является ли она объектом внимания или нет. Испытуемые в экспериментах на избирательное слушание на самом деле воспринимают оба голоса, но забывают вторичную информацию настолько быстро, что она практически не влияет на их поведение или сознательный опыт»