Досліджено механізми пізнавального процесу з позицій нейродинамічної концепції. Обґрунтовано припущення, що функціональні метастабільні структури в дисипативній динамічній системі є модельними уявленнями ментальних образів, кожному метастабільному стану відповідає певний ментальний образ. Відзначено, що процес релаксації системи в інший функціональний режим запускає відображення створених метастабільних структур модельних уявлень образів у когнітивний простір. Досліджено механізм створення модельного уявлення образу-інформації з урахуванням хаотичного характеру параметрів ретикулярного нейронного середовища. Введено поняття гомогенного переходу, як конкатенації непередбачуваних метастабільних структур одного режиму, і гетерогенного переходу, як конкатенації метастабільних структур різних режимів. Доведено, що формування непередбачуваних ментальних образів і просторово-часових ситуацій у когнітивному просторі можна трактувати як елементи метапізнання в процесах мислення студентів. Звернено увагу на необхідність вивчення механізмів формування і розвитку когнітивного простору, оскільки знання цих процесів додасть імпульс до розуміння напрямів розвитку мислення студентів у процесі вивчення математичних і професійних дисциплін. Встановлено, що поява в процесах мислення елементів метапізнання стимулює пізнавальну систему особистості до її подальшого розвитку, зростання здібностей, підвищення математичної та професійної культури.